BIM技術(shù)在藥廠潔凈廠房生命周期中的應(yīng)用

謝康 李向東 李玲 王賢錦

摘 要：在現(xiàn)代社會，BIM技術(shù)是廠房設(shè)計中不可或缺的一部分，基于所學(xué)的專業(yè)知識，找出BIM技術(shù)對廠房設(shè)計的影響，運用幾款基本的BIM軟件進行廠房的建模，對廠房的設(shè)計進行檢測優(yōu)化，最終可對設(shè)計進行渲染。BIM技術(shù)對廠房設(shè)計相對傳統(tǒng)的單一CAD設(shè)計，運用BIM技術(shù)的設(shè)計更具有可行性、可視性。從BIM設(shè)計過程的資源、行為、交付3個基本維度，給出設(shè)計企業(yè)的實施標(biāo)準(zhǔn)的具體方法和實踐內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 潔凈廠房 可視化技術(shù) 數(shù)字信息

中圖分類號：TU17 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-00-02

制藥廠房的潔凈生產(chǎn)車間具有其特殊性，每一個藥品為了方便使用，都開發(fā)出了很多的劑型，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過對空氣中細(xì)菌含量、塵埃量的要求，在生產(chǎn)不同劑型的時候還有著不同的潔凈級別要求。這就使得在藥廠潔凈廠房建設(shè)項目管理中產(chǎn)生了很多的問題。而BIM（建筑信息模型：building information modeling）可以解決它們，通過數(shù)字信息來仿真模擬建筑所具有的信息，BIM具有信息一致性、多專業(yè)協(xié)調(diào)工作性、信息完備性、可視化、模擬化、優(yōu)化性等特點[1]。

1 廠房設(shè)計階段

制藥工程項目的項目管理當(dāng)中，因其涉及到多方面知識，在設(shè)計過程中要考慮多專業(yè)知識，然而多專業(yè)信息的協(xié)調(diào)統(tǒng)一在傳統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中就是一大難題，在傳統(tǒng)的設(shè)計方式存在很多的局限，主要體現(xiàn)在以下幾點。

（1）信息交流性差：制藥工程項目管理中涉及多個專業(yè)、項重復(fù)性低、房間布局復(fù)雜等，項目工期時間長，使得信息在交流和傳遞過程中容易丟失錯漏。（2）施工過程中的變更大：由于傳統(tǒng)的設(shè)計圖紙是二維的，導(dǎo)致在施工過程中存在差異性，經(jīng)常改變設(shè)計，但是改動以后又無法與其他專業(yè)協(xié)調(diào)好，導(dǎo)致最后出來的工程無法保證質(zhì)量。（3）多專業(yè)協(xié)調(diào)差：因為多專業(yè)的二維平面圖紙協(xié)調(diào)性不好，尤其是在制藥工程項目管理中，對于各種管道的鋪設(shè)，只能通過利用夾層空間解決問題，這大大造成了空間的浪費，并且增加了施工成本和維修成本。

2 BIM技術(shù)在藥廠潔凈廠房設(shè)計中基本應(yīng)用

2.1 BIM的可視化應(yīng)用

對于車間設(shè)計這個行業(yè)來說，BIM相關(guān)軟件中的可視化的功能將起到非常巨大的作用，特別是對于廠房中復(fù)雜的管路系統(tǒng)，傳統(tǒng)的二維CAD的優(yōu)化設(shè)計溝通是通過平面圖交換意見，在管線的空間布置中，依靠工程師的想象、知識和經(jīng)驗的積累，對于一些管道復(fù)雜交匯處，包含有多種管線，需要單獨地繪制剖面圖或詳細(xì)圖，設(shè)計結(jié)果還不能直觀的展現(xiàn)在人們面前[2]。

而BIM提供的可視化功能，可以將以往的線條式構(gòu)造的圖形以一種三維立體的實物圖清晰地展示在人們面前。在BIM建筑信息模型當(dāng)中，整個建模過程都是可視化的，其設(shè)計的結(jié)果不僅可以用作效果展示，更重要的是多專業(yè)協(xié)調(diào)的時候能清晰的進行溝通交流、討論決策，如圖1所示。

2.2 BIM的多專業(yè)協(xié)調(diào)

BIM還有一個突出的特點就是多專業(yè)的協(xié)同工作，就如在管線高度和線程布置完成后，大部分碰撞問題基本解決，在接下來的就是多專業(yè)協(xié)調(diào)時，面臨的碰撞問題，利用BIM技術(shù)，可以在模擬出實際施工條件，與實際施工一致，最大限度地減少在實際施工當(dāng)中遇到的問題，消除無謂的時間成本。也就是說，BIM可以將多專業(yè)設(shè)計圖紙整合在同一個數(shù)據(jù)模型當(dāng)中，在設(shè)計階段對各個專業(yè)的碰撞問題進行協(xié)調(diào)處理，生成碰撞檢測結(jié)果書，以便于修改和施工參考[3]。

如圖2所示，某口服固體制劑車間設(shè)計當(dāng)中，在空調(diào)系統(tǒng)與給排水系統(tǒng)發(fā)生管道碰撞問題時，可以形象直觀的發(fā)現(xiàn)問題所在，并且進行標(biāo)注，可以直接進行修改，減少了在施工過程當(dāng)中遇到的麻煩，不會因為專業(yè)協(xié)調(diào)不到位而造成的額外成本。

3 BIM技術(shù)在制藥工廠綠色建筑設(shè)計的應(yīng)用

所謂綠色建筑就是指可持續(xù)發(fā)展，減少能源消耗，使三廢排放盡可能降低。目前，我國環(huán)境污染、能源短缺問題日益突出，面對多方面因素，我們提倡節(jié)能、環(huán)保以及科學(xué)發(fā)展觀理念。在有的原料藥車間生產(chǎn)中，工序復(fù)雜繁多，技術(shù)工藝高度集中，實際生產(chǎn)會有大量能耗，而且三廢排放對環(huán)境也會造成很大污染。我們在進行制藥廠房設(shè)計的過程中，響應(yīng)國家號召，實現(xiàn)制藥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該樹立循環(huán)、持續(xù)、高效發(fā)展的意識觀念，將節(jié)能減排作為藥廠建設(shè)的重要指標(biāo)[4]。

在制藥企業(yè)的生產(chǎn)中，潔凈生產(chǎn)區(qū)是能耗很大的地方，因為潔凈區(qū)空調(diào)系統(tǒng)往往是一般空調(diào)的幾倍甚至幾十倍，因此利用BIM技術(shù)可以完成空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)輔助設(shè)計，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.1 多個軟件的建筑布局優(yōu)化

藥廠的潔凈生產(chǎn)區(qū)最好是設(shè)計成單層大面積的正方形框架結(jié)構(gòu)，這樣能最大限度地縮小外墻面積，可大大減少冷熱負(fù)荷，并且在施工過程中減少投資費用，并且減少了潔凈區(qū)的體積，通過相關(guān)空調(diào)能耗計算，若潔凈區(qū)體積減少30%，則可節(jié)約25%的能源。

節(jié)能我們不只是有生產(chǎn)車間，對于整個藥企，還有很多其他建筑，要是布局合理，也能節(jié)省很大一部分能源，在BIM中就可以做到。利用Revit軟件的可視化功能，可以在三維空間內(nèi)設(shè)計出整個生產(chǎn)車間的總體布局，將模型信息與斯維爾軟件節(jié)能綜合分析，進行節(jié)能設(shè)計、能耗計算、暖通計算、建筑周圍聲音環(huán)境、采光分析、日照分析、熱環(huán)境、建筑通風(fēng)等分析設(shè)計，輔助優(yōu)化布局。利用軟件模擬室內(nèi)外微氣候環(huán)境，通過合理的廠區(qū)總圖布局，調(diào)整建筑朝向和各建筑物之間的位置，使相互錯讓，有效的引入自然風(fēng)，使得生產(chǎn)車間以及其他建筑都能達(dá)到較佳的日照和通風(fēng)效果，在增加了整個廠區(qū)的舒適度的同時，減少了空調(diào)能耗。

3.2 采用節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)

在貴陽甚至貴州大部分地區(qū)，一年中多數(shù)時間氣候比較濕潤，空氣中濕度含量較高，而制藥生產(chǎn)車間對濕度控制是項目中的一大重點。如何用最少的能源和最低的用水標(biāo)準(zhǔn)使得支出和運營成本最小化。可以在模型建立的時候，加入相關(guān)的節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)。在藥廠當(dāng)中，按照相關(guān)GMP規(guī)定，需要有大面積綠化地帶，以貴陽為例，來自中國天氣網(wǎng)站數(shù)據(jù)，貴陽地區(qū)年平均總降水量為1129.5mm，這要是利用起來，將是一筆客觀的資源，所以在進行建模設(shè)計的時候就可以加入雨水收集利用系統(tǒng)。在其他方面，比如采用節(jié)水小便器，還有采用節(jié)能照明等等，這些都可以在設(shè)計階段中在信息模型中進行相關(guān)設(shè)計，最后進行統(tǒng)一的施工模擬。

4 BIM對于藥廠生命周期的運營管理

BIM技術(shù)的核心理念就是對建筑的生命周期的全部運營管理，從設(shè)計到施工，到運營維護。BIM的核心技術(shù)是計算機三維模型，以及所包含的項目數(shù)據(jù)信息，還可以包含從設(shè)計到建成使用，在運營期間對于建筑進行擴建、改建等都可以利用這個數(shù)據(jù)信息進行利用，將數(shù)據(jù)與云端數(shù)據(jù)庫結(jié)合，建立網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫，使用特定賬號登錄，不同的權(quán)限，可以將數(shù)據(jù)與設(shè)計者、施工者進行共享，保證了數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)一性，獲得統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)對于需要重新建設(shè)或者重新規(guī)劃的老舊廠房也起到很大的作用，舊廠房改造工程管理當(dāng)中，利用BIM的協(xié)調(diào)工作作用，使得數(shù)據(jù)共享更容易，溝通方式更便捷，解決問題更高效[5]。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)的興起于應(yīng)用，對于建筑行業(yè)，工程領(lǐng)域都是一次革命，根據(jù)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，我們國家自2010以來，對于BIM的研究數(shù)量開始快速增長，BIM技術(shù)對于制藥工程項目管理也是一大機遇，BIM的數(shù)據(jù)模型在建筑直至生命周期終結(jié)的全過程都可以得到利用，并且適用于項目生命周期的各個領(lǐng)域，也有不足的地方，對于制藥機械設(shè)備需要有更好的解決方案。熟練應(yīng)用BIM技術(shù)，可以幫助制藥行業(yè)取得更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 馬艷.BIM在制藥工程項目中的應(yīng)用[J].機電信息，2018（20）：46-48.

[2] 李運.制藥機械設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)探討[J].科技風(fēng)，2015（1）：162.

[3] 姜鈺蒙，孟濱，侯卓群，等.BIM技術(shù)在舊廠房空間改造中的應(yīng)用[J].電子測試，2017（10）：112-113.

[4] 任祿果，王曉憲.生產(chǎn)管理理論與藥廠潔凈車間的GMP設(shè)計分析[J].當(dāng)代化工研究，2017（10）：144-145.

[5] 查克·伊斯曼，保羅·泰肖爾茲，拉斐爾·薩克斯，等.BIM手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.