BIM技術在醫院建筑施工中的應用研究

周哲敏 王俊維 王李顆 楊 勇 黃仁清

目前，信息化技術在各行各業得到廣泛應用，建筑工程領域也不例外。但建筑業的信息化應用情況并未達到建筑工程的發展要求[1]。

現階段，在醫院建筑工程施工過程中，人們對環境污染和能源消耗有更高的要求，致力于實現保護環境和節能減排的施工目標[2]。醫院建筑工程的信息化發展滿足我國現代化發展的需求，因此要最大程度提高工程建設的信息化水平。其中，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術在醫院建筑施工中的應用至關重要，其可以有效提升建設信息化水平，確保建筑物的質量。

1 BIM 技術概述

BIM 技術依托三維數字化技術來實現建筑信息模型的建立，主要應用于建筑工程設計、施工和管理等方面，可有效提高建筑工程數據的信息管理水平[3]。BIM技術利用數字化技術實現建筑項目的設計，可優化建筑工程的數據管理，同時可應用于醫院建筑施工各個階段的管理，提高建筑工程生命周期管理的有效性[4]。借助BIM 技術可突破建筑項目管理的時間限制，實現施工編制的合理性，同時可將建筑施工階段的數據上傳至項目管理平臺，為建筑工程設計提供數據支持，實現跨部門溝通的協同性，有效提高工作人員的工作效率，尤其能有效解決醫院建筑施工應用中的難點[5]。

2 醫院建設項目的特點

2.1 功能復雜，專業性強

醫院建筑項目需要綜合考慮建筑內部單位用房的多元化，以滿足實際使用需求。同時，由于醫院需要用到很多醫療設備和一定數量的功能用房，因此醫院建筑項目中的功能用房對設備的安全性和精密性要求很高，需要制訂專業的醫院建筑施工方案，以確保醫院建筑施工的合理性[6]。

2.2 干系人復雜，協調強度大

相較于傳統建筑項目，醫院建筑施工項目具有更加復雜的整體組織結構，且不同組織間的協調性需求更多。例如，以某市醫院建筑項目為例，市級醫院建筑項目普遍運用代建制管理模式，如圖1所示。從圖中可以看出，醫院中的干系人具有一定的復雜性，且有多個參建方，如項目組、BIM 咨詢單位和設計院等多個單位的工作人員，在實際的醫院建筑項目管理過程中，跨部門和跨參建方間的工作協調溝通尤為困難，容易出現信息孤島現象，從而影響醫院建筑項目的有序推進[7]。

圖1 醫院建設項目組織機構（來源：網絡）

2.3 施工前期要求較高

不同于其他建筑施工項目，醫院建筑施工項目中的選址和設計環節等工作需要得到市級衛生審批部門的審核批準，同時在評估職業危害項目管理時還需要具備放射衛生技術服務機構的相關評價報告，醫院建筑施工前期的審批要求高且周期長。

2.4 醫療流線復雜

醫院的功能用房較多，醫療流線具有一定的復雜性。因此，在制訂醫院建筑施工方案時，應充分考慮醫院醫療功能單位的合理配置和醫療流線的優化，確保醫院建筑工程設計編制的合理性。另外，醫院建筑施工時應綜合考慮建筑內部醫療流線間的聯系，保障后續醫療流線的補充和完善。

2.5 注重可持續發展

隨著社會經濟和醫療技術的不斷發展，醫院建筑設計的多元化需求逐漸增多，因此在制訂醫院建筑設計方案時，需要考慮新型醫療設備的更新，以滿足醫院多元化的功能需求，促進醫院的可持續發展。新型醫院的管理核心主張醫院經濟效益和社會效益協同發展，建筑企業應注重結合可持續發展理念，在保障建筑質量的前提下重視建設環境友好型的醫院建筑。

2.6 重視人性化設計

隨著信息化時代的到來，醫院建筑應向更加智能化的方向發展，重視建設人性化的新型醫院。

人性化的醫院建筑不僅要滿足基本的醫院功能用房需求，同時也要注重院內環境的人性化設計，給患者提供更舒適的環境，這對于提高醫院的綜合效益具有重要意義。

3 BIM 技術在醫院建筑施工中的應用優勢

3.1 增強設計方案的可視化

BIM 技術可增強醫院建筑設計方案的可視化程度，通過數字化工具展示醫院建筑施工的模型，同時可依托先進的信息化技術展示醫院內部的裝飾環境。例如，BIM 技術可通過模型展示醫院建筑的材質和光效等內容，也可借助全真模型中呈現的相關內容調整設計細節，以保證裝修完成效果與模型一致。

3.2 促進參建單位的聯系與協調

醫院建筑在施工過程中會涉及多方參建單位，由于不同的施工環節參建單位不同，容易出現信息溝通不順暢的現象。而BIM 技術通過模型實現參建單位之間的信息溝通交流，實現醫院建筑項目各模塊信息的交換，實現項目資源的高效整合，推動醫院建筑施工的有序開展。總體來說，BIM 技術可通過整合建筑施工階段的數據資源來實現信息共享，極大地促進參建單位的聯系和協調。

4 BIM 技術在醫院建筑施工中的具體應用

在醫院項目中，BIM 技術主要應用在設計、施工、運營等多個環節。通過對醫院進行BIM 模型展示、碰撞檢測以及凈空分析等，能夠改善工程技術，加快設計進程。

4.1 醫院建筑施工設計建模中的應用

BIM 技術可通過構建醫院建筑設計模型預判潛在的施工安全風險，同時對其進行分類，并制訂調整方案，提高建筑施工現場的安全性。BIM 技術可根據醫院建筑內部梁、板、柱的設計要求，采取由地面分層的方法進行模擬，充分發揮該技術的協同效應。另外，BIM 技術可利用3D 模型來展示建筑的設計細節，在綜合考量項目進度、硬件性能等各方面因素后，應根據建模標準針對性地調整醫院建筑模型的細節，使其更簡單且具實用性。

4.2 醫用潔凈系統設計中的應用

BIM 技術在醫院醫用潔凈系統設計中扮演著重要角色，可確保系統功能布局的合理性，設計出符合環境衛生管理要求的醫用潔凈系統。醫院凈化區域流線較為復雜，需要綜合考慮很多因素，利用BIM 技術設計醫院建筑中的潔凈系統可增強設計的可視化程度，通過數字化技術實現醫院潔凈系統的全真模型模擬展示，優化醫院潔凈系統中的管線布局設計，也可通過虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術展示潔凈系統項目的施工效果。

4.3 醫院建筑協同設計中的應用

協同設計是BIM 技術的一項重要功能，施工人員在醫院建筑設計中應充分發揮BIM 技術的優勢。例如在進行協同設計前，必須先設置中心檔，中心檔可以統一管理每個子專業；再設置各部門人員的信息訪問權限，有效調和各專業設計中存在的沖突。另外，各專業可以根據工作需求將文件轉換為當地文件，便于設計者修改和完善自己的工作區域，同時可將已完成的文件及時歸類到中央文件，以便非專業人士及時掌握修改的有關內容。

利用BIM 技術能夠實現多個部門的設計協作，突破時間限制。設計人員可在規定的時間內及時找到相關設計內容，一并處理各種問題，從而有效提升設計工作的效率。同時，在傳統醫院建筑施工設計方案的制訂過程中，各參建單位只能通過二維設計圖紙進行核對工作，極易出現信息孤島現象。而利用BIM 技術能夠發揮設計圖紙的可視化優勢，參建單位可依托該技術建立設計模型實現跨部門溝通協調。例如，通過加強建筑墻面和天花板等的材質選擇來修改和完善設計細節，以提高設計工作的協同性。

4.4 施工材料管理中的應用

醫院建筑施工過程中會用到各種各樣的材料，能夠實現施工材料的高效管理則可在一定程度上提高建筑管理水平。而在建筑項目管理過程中，由于某些施工材料具有一定的隱蔽性，因此在材料管理方面容易出現疏忽與資源浪費現象，甚至造成返工，嚴重影響建筑施工進度。例如，建筑施工中的管線施工環節，由于管線錯綜復雜，單純依靠二維建筑圖紙無法滿足管線布局的設計要求，容易出現管線碰撞問題。而BIM 技術具有三維演示功能，應用于施工材料管理可增強管線設計的可視化程度，優化管線排布的合理性，同時可避免產生管線碰撞問題，降低返工概率，從而極大減少材料浪費。另外，BIM 技術在材料管理方面的應用還包括材料市場價格管理和材料消耗等方面的管理。實現施工材料的全面管理，能夠有效提高醫院建筑施工中材料管理的有效性。

4.5 施工現場管理中的應用

BIM 技術應用于醫院建筑施工的進度管理，可有效提高醫院建筑項目的資源利用率。例如，BIM 技術可通過全真模擬和演示工具來展示施工現場情況，充分掌握建筑施工過程中的能源消耗情況，從而為制訂能源節約方案提供數據支持，確保能源供應的及時性，減少因能源供應問題導致的工期延長現象。BIM 技術應用于施工現場的照明系統中，能夠有效管理照明系統的電能消耗情況。例如，結合施工現場照明系統的能源消耗情況及時調整能源消耗管控，能夠提高能源利用率。同時，利用BIM 技術也能實現照明系統設計的可視化管理。

BIM 技術還能借助三維圖紙功能收集和處理施工現場數據，并通過信息化技術構建施工現場模型，使得現場管理模型更加立體化。例如，通過展示施工建設中的橫道圖和進度表，實時監管施工現場的進度，為施工進度節點控制奠定基礎。另外，BIM 技術在優化建筑現場施工方案方面也扮演著重要角色。例如，BIM 模型中虛擬技術的應用可全真模擬建筑現場施工的全過程，為相關工作人員布置施工路線奠定基礎，促進建筑施工的合理分工，最終實現建筑施工資源的合理配置。

4.6 施工現場環境保護中的應用

建筑施工過程中會產生較多的污水和廢氣等污染物，因此建筑施工現場應設置合理的廢物處理設施，并通過相關技術處理后排放至指定管理區域。而BIM技術應用于建筑施工區域現場環境保護中，可模擬施工現場生產區域和生活區域污水管道的合理配置，并為排水溝的排水坡度設置提供一定的數據支持。例如，通過模擬施工現場中食堂污水管道的設置，實現對施工區域水資源的保護；通過合理設置衛生間和淋浴間等污水管道，實現水資源的高效利用。另外，利用BIM 技術還能有效處理施工設備排放的廢氣廢水。例如，模擬施工現場排水溝和沉沙池等的設置，嚴格按照相關規定處理廢氣污水，以滿足環境保護要求。

5 結語

我國各行各業的發展中，建筑行業至關重要，是我國經濟產業的重要組成部分，需要高度重視，從而助力建筑行業的進一步發展。隨著信息時代的到來，通過提高醫院建筑的信息化水平可有效提升醫院建筑工程的質量。BIM 技術在醫院建筑施工中的應用可滿足我國建筑行業的現代化發展要求，其應用水平的高低在一定程度上也影響著建筑行業的信息化水平。但是，從我國建筑行業BIM技術的運用情況來看，還存在很多問題，需要有效解決。因此，相關部門應重視BIM 技術在醫院建筑施工中的應用，注重培養專業人才，完善BIM 技術相關監管制度，為建筑行業的可持續發展奠定基礎。