基于BIM技術的綠色醫院建筑設計階段分析

【摘要】隨著醫院建筑功能逐漸趨于復雜，醫院建筑設計工作所面臨的問題也愈加急迫，如何實現綠色設計已成為有關各方所高度關注的話題。基于此，文章對基于BIM技術的綠色醫院建筑設計工作進行了詳細探討，分別從模型構建、場地分析、碰撞檢測、虛擬仿真等多個方面入手對設計工作進行了論述，以期提高綠色醫院建筑設計水平，促進醫療行業更好發展。

【關鍵詞】BIM技術;綠色醫院建筑;建筑設計【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

在環保與可持續發展的大背景下，綠色建筑設計理念在建筑行業得到了廣泛的應用，這種理念對于醫院這種高耗能的建筑而言，則更具重要性。事實上，綠色建筑設計理念因其強調建筑的“全命周期”，其與BIM技術理念有著較高的相似度，這就為基于BIM技術實現綠色建筑設計提供了可行性。

1、綠色醫院建筑設計概述

1.1應用BIM技術的必要性

當前的醫院建筑設計重點在于信息化和智能化，涉及到更多的精密設備和管線系統，其能耗改造問題也較為重要，如何對這些方面進行精準分析成為難點。BIM技術的應用，使得這些難題得到了有效解決，其能夠對建筑的綠色化和性能方面等進行評價分析，避免了人工分析消耗的大量時間，優化了工作過程。綠色醫院建筑設計中應用BIM技術已是大勢所趨[1]。

1.2綠色醫院建筑設計的特殊性

醫院建筑與其他建筑不同，有著較強的特殊性，其主要表現在，建筑設計中必須確保醫療流程的合理，這部分知識通常是建筑設計人員的知識盲區，這就需要引入BIM技術構建三維模型，并利用其模擬動態測試的功能，直觀分析醫院建筑的布局，對各區域進行合理布置，讓布局對醫療流程更加有利。同時，BIM技術的應用也為設備和管線的科學布置提供了依據，這不僅能夠有效降低能耗，而且為后期的改擴建工作提供了較大的便利度。除此之外，在綠色醫院建筑設計完成后，運維單位還可對已有的BIM模型進行二次使用和加工，最終將設備系統與后期運維平臺連接，形成可視化的精細化的樓宇管理平臺，實現對空調照明設備等精細化管理，實現對系統設備故障問題實時監控，防止發生安全事故，兼顧節約能耗[2]。

2、BIM技術對綠色醫院建筑設計的影響

2.1設計思維方面的影響

BIM技術的引入，設計人員固有的思維理解被有效打破，能夠以三維的思維來思考和解決問題，建筑設計實現了具體化和可視化，避免了設計中各環節之間銜接不夠緊密的問題，確保建筑全生命周期很好模擬及評價的實現。

2.2空間規劃方面的影響

對于綠色醫院設計而言，應用BIM技術后，能夠實現對空間的更為合理的規劃，其主要源于對地形方面的立體化分析，這種分析方法有效突破了傳統二維地形圖分析的局限，能夠得到更為精準的判斷結果。

2.3對模型建構的影響

在建筑設計中應用BIM技術后，其能夠擴展到三維空間之外的材料質感、光照條件和聲場音效等各方面的效果，有助于分析建筑的環境、氣流、采光和音效變化情況等內容，確保在設計階段準確衡量建筑內環境，而這也就有效提升了設計對該建筑的控制力[3-4]。

3、基于BIM技術的綠色醫院建筑設計措施

3.1構建BIM模型

構建BIM模型是綠色醫院建筑設計工作中的首要環節，這一環節主要基于Revit軟件（圖1）加以實現。通過采用Revit軟件來構建綠色醫院建筑的各專業模型，包括建筑、結構、水暖電、醫療設備、管線、綠化等多個方面的專業模型。同時，隨著設計的不斷深入，設計人員通常需要在已有的基礎上補充更多的專業模型和其他數據信息，為設計過程中進行各類模擬分析打下基礎。

3.2分析場地和建筑性能

在該環節中，設計人員主要基于醫院建筑的地形地貌，對周邊的道路和景觀綠化等內容進行設計，同時，對醫院建筑的通風、采光、能耗等方面進行模擬分析，并在設計完成后使用BIM技術對各項指標進行定量分析，確保各項參數均能滿足《綠色醫院建筑評價標準》的要求，實現建筑和場地的合理布局。在建筑場地布局評價工作中，通常按照表1的評分標準進行定量評價。

3.3建筑設備選型及凈空分析

對于建筑設備的選型而言，主要涉及到空調機組、電梯和照明系統，這些設備需要考慮到醫院這種特殊環境，對空間布置和能耗性能進行重新分析，選擇合理的功能參數，確保其能夠符合《綠色醫院建筑評價標準》中的相關指標要求，使得的評價標準“評分項”獲得更高的得分（見表2）。

對于凈空分析，其主要工作在于，對空調、給排水、電氣設備和醫用氣體設備等多方面的BIM模型進行整合分析，在確保無碰撞的前提下，確定各個功能區域應采取的凈空高度，以保證醫院各個功能區域始終安全運行。

3.4管線設計

不同于其他建筑，醫院建筑的管線布置工作更為復雜，不僅要考慮常規的給排水管線、電路系統、供暖系統和消防系統管線，還需要重點考慮醫療設備的氣體管線和軌道物流等模塊，這部分的工作復雜度相對更高，需要應用BIM技術進行自動監測，以避免各種管線出現的碰撞問題。從目前來看，碰撞問題又可細分為“硬碰撞”和“軟碰撞”，其中“硬碰撞”指的是各管線之間或管線與建筑結構之間的位置沖突問題，“軟碰撞”則指的是因安裝、維修等操作而引起的管線間距不足問題。在傳統分析模式下，通常會重視“硬碰撞”而忽視“軟碰撞”，這種問題可通過BIM技術中的碰撞檢測功能予以解決，通過采用相關技術后，能夠進行各種管線的綜合優化，避免在施工階段和運營階段對已有管線的變更，起到節約材料和成本開支的效果，從而符合當今建筑行業環保與可持續發展的理念[5]。

3.5仿真和優化

在建筑設計階段，可利用BIM技術中的可視化功能，模擬出醫院建筑的三維空間和場景，重點是模擬出醫院中的化驗室、手術室等重點場景，并與VR技術等結合應用進行場景分析，根據分析結果，對建筑內的布局再次進行完善，以復合醫院實際工作的需要。同時，因BIM技術具備參數化仿真的特點，其亦可實現對醫療流程的仿真模擬，以此來進一步提高醫院建筑設計質量。具體來看，其主要用于解決醫院院區內建筑之間、醫院建筑內醫療功能單元之間、醫院建筑內各房間內，3個層面的布局問題，從而保證醫療流線合理、潔污分流、醫患分流、高效便捷等實用功能，避免醫院建筑在實際使用過程中因需求變化而頻繁拆除和修改墻體等問題，由此節省了各類材料和能源的消耗，從而符合《綠色醫院建筑評價標準》中所要求的“全壽命周期內綠色使用”。

3.6安全運營模擬

醫院建筑是人員密集的公共建筑，且涉及到大量行動不便的患者群體，其安全運營工作更為重要。因此，除了上述分析內容之外，還需要基于BIM技術進行消防疏散模擬和危險源排查分析等工作，做到防患于未然，事先消除各種安全隱患，保證醫院建筑的各個空間的安全暢通。不僅如此，通過采用BIM技術進行三維分析，還能夠加強醫院感控的管理，合理布置污染源，使得污濁氣體不在院區內滯留，從而保證醫院建筑的衛生安全。

結語：

總的來看，對于綠色醫院建筑設計這種復雜的工作，BIM技術的應用方向也相對較多。為此，設計人員在應用BIM技術進行綠色醫院建筑設計時，應當充分考慮到醫院建筑的特殊性，在建筑管線、設備等方面進行合理的建模和布置，最大程度上實現節能、節地、節水和節材等多方面的目標，從而符合《綠色醫院建筑評價標準》的要求，為醫療行業的發展做出更大貢獻。

參考文獻：

[1]冼葉明.醫院建筑施工管理及綠色建筑施工管理問題探討[J].房地產世界，2021（16）：110-112.

[2]劉增宏.某醫院項目綠色建筑技術的應用[J].建筑熱能通風空調，2020，39（08）：92-94.

[3]張國.公立專科醫院綠色建筑規劃的實踐與思考[J].中國醫院，2020，24（07）：78-80.

[4]韋卉.BIM技術對綠色醫院建筑設計的影響[J].門窗，2019（13）：17-18.

[5]周桂香，蔣鳳昌，朱水勇，等.BIM技術在綠色醫院建筑設計階段的應用研究[J].江蘇科技信息，2019，36（09）：44-46.

作者簡介：

王一鵬（1988.11.04），男，漢族，江蘇揚州，中級工程師，本科，建筑設計及其理論。