業(yè)主主導(dǎo)的醫(yī)院建筑智能建造技術(shù)應(yīng)用實踐

左 鋒

(上海交通大學(xué)附屬新華醫(yī)院，上海 200092)

1 概述

本工程為上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院新建兒科綜合樓項目。主樓呈不規(guī)則圓角多邊形，地上18層；裙房同為不規(guī)則圓角多邊形，地上6層～8層。醫(yī)院建設(shè)項目是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有投入資金多、規(guī)模大、涉及面廣、建設(shè)周期長、參建單位多、施工技術(shù)復(fù)雜、施工難度大、項目管理任務(wù)艱巨、社會影響深遠(yuǎn)等特點[1]。在醫(yī)院建設(shè)項目實施過程中，必須對質(zhì)量、進(jìn)度、安全和投資管理環(huán)節(jié)進(jìn)行高度重視，從而保證項目的順利實施。通過借助智能建造管理技術(shù)，以BIM技術(shù)為核心，打造BIM協(xié)同管理平臺和信息共享平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成化、過程的可視化、管理的精細(xì)化目標(biāo)[2]。

2 醫(yī)院建筑智能建造技術(shù)管理體系

2.1 組織架構(gòu)

在項目整個實施建造過程中，涉及多個不同專業(yè)的參建單位，他們承擔(dān)著不同的建設(shè)管理任務(wù)，各參建方之間存在著各種不同的工作內(nèi)容和不同的工作性質(zhì)，因而需要一個完備健全的組織架構(gòu)，以對項目的實施進(jìn)行整體的策劃、協(xié)調(diào)、管理。本項目是由業(yè)主主導(dǎo)的工程項目，業(yè)主作為本項目的總組織、總協(xié)調(diào)、總集成，驅(qū)動醫(yī)院建筑的智能建造技術(shù)的應(yīng)用實踐[1]。BIM咨詢作為本項目智能建造技術(shù)顧問，制定并監(jiān)督智能建造技術(shù)各項應(yīng)用及其實施情況。具體事務(wù)性工作由BIM實施團(tuán)隊同總包單位管理各分包單位予以實施，項目組織架構(gòu)如圖1所示。

2.2 規(guī)章制度與實施策劃

為明晰各參建方的職責(zé)，保障項目的質(zhì)量、進(jìn)度、造價等管控要點達(dá)到管控目標(biāo)，項目開始之初即根據(jù)項目特色及組織架構(gòu)制定了相應(yīng)的管理規(guī)章制度。制定以BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，面向工程建設(shè)對象管理的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；制定了以BIM技術(shù)為主的智能建造技術(shù)是實施流程，明確各流程環(huán)節(jié)相關(guān)方職責(zé)；制定以BIM協(xié)同平臺為主的施工總包及施工監(jiān)理的工程匯報制度，對智能建造技術(shù)實施情況強(qiáng)力監(jiān)督；制定各項標(biāo)準(zhǔn)的保障懲戒措施，保證項目各項工作能有效推進(jìn)。

本項目通過梳理整體智能建造技術(shù)應(yīng)用工作計劃和階段性目標(biāo)，努力推進(jìn)以BIM技術(shù)為核心的智能建造技術(shù)，包括設(shè)計方案檢查、碰撞檢測、基于BIM的腳手架布置、多專業(yè)管線綜合、幕墻深化、場地布置方案優(yōu)化、施工4D動態(tài)模擬、BIM協(xié)同管理平臺等應(yīng)用。依托BIM協(xié)同管理平臺對項目實施精細(xì)化管控，理清項目各參與方之間的業(yè)務(wù)關(guān)系，并基于BIM模型對項目數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整合和呈現(xiàn)。

3 醫(yī)院建筑智能建造技術(shù)應(yīng)用情況

3.1 設(shè)計方案檢查與碰撞檢測

通過各專業(yè)BIM模型，可對設(shè)計方案進(jìn)行提前檢查審核，為施工做好充分的準(zhǔn)備工作。建模過程相當(dāng)于實際建造過程，是對圖紙的深層次梳理，可發(fā)現(xiàn)圖紙中缺項漏項部分；在模型完全建立后，可基于碰撞分析報告、凈高分析報告等發(fā)現(xiàn)設(shè)計不合理之處，并反饋給設(shè)計方及時進(jìn)行變更，保證施工圖紙的準(zhǔn)確性，利用BIM模型進(jìn)行汽車坡道凈高檢查,如圖2所示。

3.2 基于BIM的幕墻深化與招投標(biāo)

本工程幕墻體系較為復(fù)雜，具有幕墻材料多樣、材料變截面頻繁、材料拼接界面復(fù)雜、細(xì)部構(gòu)造精細(xì)等特點。這些特點使得幕墻各材料板材的尺寸確定和切割的要求非常嚴(yán)格。通過建立幕墻基礎(chǔ)形狀BIM模型，對材料變截面起止位置、相鄰材料拼接界面進(jìn)行精細(xì)化建模，在此基礎(chǔ)上對鋁板進(jìn)行加工級別的尺寸切割，對檐口、雨棚、女兒墻等部位的構(gòu)造進(jìn)行深化。通過對門窗的深化，對門窗大樣形式、橫豎梃切割等通過BIM模型進(jìn)行固化。通過深化后的BIM模型，可統(tǒng)計出幕墻各種材料，如鋁板、窗戶等各板塊的具體數(shù)量，便于制定招投標(biāo)的清單量，并通過BIM模型的形狀參數(shù)可直接指導(dǎo)后續(xù)的板材加工，幕墻精細(xì)化模型局部剖切如圖3所示。

3.3 基于BIM的施工4D動態(tài)模擬

施工4D動態(tài)模擬，通過展示整個工程隨時間遷移工程的進(jìn)展計劃進(jìn)展情況，可直觀顯示重大節(jié)點工程的完成時間、所需周期等，便于項目管理人員針對性的制定材料、施工機(jī)械的進(jìn)場順序，并基于此對各工序搭接情況進(jìn)行檢驗，施工4D模擬如圖4所示。

3.4 設(shè)備運輸路線模擬

由于設(shè)備機(jī)組體型較大、重量較沉、構(gòu)造精密，采用事先在BIM模型中進(jìn)行設(shè)備運輸路線的虛擬模擬，校驗設(shè)備進(jìn)場路線的合理性與操作合理性。通過設(shè)備運輸路線的模擬，可輔助項目進(jìn)行設(shè)備型號的選擇，驗證選定型號的設(shè)備能否順利通過吊裝口并順利在地下室樓層間搬運。

3.5 基于BIM的智慧建造協(xié)同管理平臺的進(jìn)度管控

基于BIM的進(jìn)度管控包括施工進(jìn)度查看、施工計劃管理、實際進(jìn)度錄入和進(jìn)度對比分析等。實際進(jìn)度錄入應(yīng)用智能移動端，通過二維碼、藍(lán)牙等技術(shù)快速定位施工段和構(gòu)件，錄入選定施工段或構(gòu)件的當(dāng)前狀態(tài)和完成百分比，及時收集實際進(jìn)度信息。進(jìn)度對比分析，結(jié)合錄入的實際進(jìn)度和計劃進(jìn)度分析各施工段的進(jìn)度執(zhí)行情況，并以三維模型和甘特圖方式直觀體現(xiàn)工作的超時未開始、超時未完成、完成狀態(tài)。

3.6 基于ipad端的現(xiàn)場質(zhì)量管控

基于ipad的現(xiàn)場施工指導(dǎo)與質(zhì)量驗收，是指通過BIM精細(xì)化模型，以“模型交互”+“業(yè)務(wù)流程”為主線，對現(xiàn)場的施工質(zhì)量、安全文明等進(jìn)行檢查和指導(dǎo)。項目現(xiàn)場管理人員通過操作模型，在預(yù)設(shè)的視點中對該處的施工質(zhì)量，如梁尺寸、梁凈高、施工管線走向等進(jìn)行檢查檢驗，如發(fā)現(xiàn)違背設(shè)計意圖的情況，則可基于該構(gòu)件發(fā)起相應(yīng)的質(zhì)量整改單、安全整改單等，該整改單由相應(yīng)的施工單位進(jìn)行整改?；贐IM模型交互的業(yè)務(wù)關(guān)系流，可有效提升現(xiàn)場檢驗的效率，并提高業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理水平。

4 醫(yī)院建筑智能建造技術(shù)應(yīng)用價值

本項目通過運用智能建造技術(shù)，有力提升了項目整體管理水平，增加了方案的可視化程度，提高了項目各方業(yè)務(wù)協(xié)同的透明度和響應(yīng)度。

基于BIM模型的設(shè)計方案檢查和碰撞檢測，累計發(fā)現(xiàn)100余處有效碰撞，并會同設(shè)計方對方案進(jìn)行優(yōu)化；基于BIM的腳手架方案、幕墻模型等提高了項目方案編制效率，使得方案交底更為直觀化；基于BIM的多專業(yè)管線綜合，累計發(fā)現(xiàn)管線協(xié)調(diào)問題60余處，有效提高了建筑的整體標(biāo)高，并增加了兩個車位；基于BIM的協(xié)同管理平臺的應(yīng)用，累計發(fā)出600余條業(yè)務(wù)工單，將各參建方的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能管理。通過BIM平臺的高效實施，累計錄入業(yè)主、監(jiān)理、總包、咨詢等各參與方的各項過程數(shù)據(jù)，包括政策文檔、設(shè)計資料、圖紙變更、工程周報、會議紀(jì)要等，云端存儲總大小達(dá)20G以上。

5 結(jié)語

醫(yī)院建筑具有其獨特的項目特點，也為醫(yī)院建筑的項目管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)[5]。通過借助智能建造技術(shù)，依托BIM協(xié)同平臺，可極大地促進(jìn)項目的可視化精細(xì)化管理，讓業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透明化、直觀化；借助BIM模型技術(shù)，通過BIM模擬、BIM方案編制、BIM管線綜合等技術(shù)，輔助解決項目的實際技術(shù)難題，甚至直接替代老方法進(jìn)行方案編制，可大大提高方案的可視化程度和準(zhǔn)確度；基于BIM模型的海量數(shù)據(jù)沉淀，將為后續(xù)竣工階段、運維階段提供夯實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。