BIM技術在火神山醫(yī)院工程建設中的應用

尹 健 河南理工大學土木學院本科在讀

為了防止疫情蔓延，湖北省武漢市決定建造火神山醫(yī)院，該工程采用裝配式建筑。在其建設過程中，應用BIM 技術將整體施工方案快速輸出；運用裝配式建筑技術，采用集裝箱活動板房，其結(jié)構(gòu)整體性好、施工方便，有效提升了建設進度?！癇IM+裝配式”的模式，盡可能地利用成熟的拼裝式工業(yè)化成品，最大限度地降低現(xiàn)場作業(yè)工作量，實現(xiàn)效率最大化。

一、BIM 技術在建筑工程中的應用優(yōu)勢

BIM 技術能通過BIM 信息模型實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)、電氣暖通等設計中碰撞問題的良好解決，有效幫助設計人員檢驗設計中的漏洞并予以完善，做到在有限空間內(nèi)獲得最佳方案。對于裝配式建筑，能對預制構(gòu)件連接點部位的鋼筋安裝可行性進行分析，使得節(jié)點連接的設計方案最佳化[1]。在施工階段，利用BIM 技術實現(xiàn)施工進度模擬，優(yōu)化施工組織，完成項目中每個重點難點的模擬與分析，指導監(jiān)督施工現(xiàn)場的吊裝，防止現(xiàn)場安裝順序出錯，確保工作人員的安全。BIM 可以模擬整個施工過程，并以此進行指導，進行結(jié)構(gòu)安全性排查等，在保證工程施工質(zhì)量及進度上有著顯著效果[2]。

二、BIM 技術在裝配式建筑施工中的應用

1、BIM 模型的建立

工程施工前，需繪制設計圖和建立BIM 模型。在其過程中，主要有3 個環(huán)節(jié)：制定設計標準、建立模型和對模型進行實際應用。BIM模型建立需按照裝配式建筑的詳細要求，完成對結(jié)構(gòu)類型、尺寸以及材質(zhì)等參數(shù)的設計。同時，利用相關技術管控所有參數(shù)，若數(shù)據(jù)有變化，則其相關數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)改變，以此降低圖紙錯誤概率，利于提升圖紙設計的整體水平。

火神山項目設計前期，利用BIM 軟件構(gòu)建出三維信息模型，將建筑和場地關系直觀呈現(xiàn)出來，并按照分析結(jié)果進行場地平整、空間定位等。利用BIM 技術實現(xiàn)場地布置規(guī)劃，設計出高效方案。考慮該項目的作用是治療重癥患者，大型設備多且密。此外，隔離區(qū)是格外重要。因此，為了實現(xiàn)空間密閉，設置潔凈走廊，防止交叉感染發(fā)生，在病房內(nèi)設計了單獨的衛(wèi)生間及隔空層防止潮濕。利用BIM 技術將室內(nèi)空間的布局實現(xiàn)三維渲染漫游，分析其內(nèi)部布局，令設計者直觀判斷室內(nèi)布置的優(yōu)劣，以進行改良和完善。

2、 協(xié)同設計與碰撞的檢查

BIM 技術可以實現(xiàn)信息交互平臺的建設，做到工程設計的各類信息共享及協(xié)調(diào)管理?；鹕裆紹IM 模型創(chuàng)建的主導者劉孟良就是依托該功能，實現(xiàn)與來自全國數(shù)百名設計師的信息共享，共同完成模型創(chuàng)建。在其信息交互平臺上，能及時有效處理不同類型的設計模型，做到模型的交互與合并，實現(xiàn)協(xié)同設計。而BIM碰撞軟件可以對模型具體情況進行綜合分析，通過模擬技術，模擬碰撞檢查，實現(xiàn)對設計方案的檢驗，以減少設計中可能發(fā)生的錯誤，并改善方案，確保工程質(zhì)量。

3、管理預制構(gòu)件

裝配式建筑所需的預制構(gòu)件種類繁多，加之火神山醫(yī)院開工緊急，大量的預制構(gòu)件需快速運到現(xiàn)場，并盡快拼裝，要求工作流程、人員調(diào)配及施工簡便易行。BIM 模擬平臺能把工程信息分類保存，利用模型調(diào)出需要的信息，如門窗統(tǒng)計表、連接件種類等信息，并為生產(chǎn)方提供相應的加工圖和明細表，同時制訂科學的運輸方案，確保預制構(gòu)件按時到達施工現(xiàn)場。BIM 技術還可以分析構(gòu)件制造所使用的材料和制造工藝，分析預測其使用壽命，在一定程度上表示構(gòu)件的質(zhì)量，給工作人員提供直觀有效的觀察辦法。為了確保構(gòu)件數(shù)據(jù)準確，可以在構(gòu)件合理位置處加裝BIM 對應的芯片，對構(gòu)件進行跟蹤分析，掌握其詳細信息，一旦發(fā)現(xiàn)隱患，可及時采取相應措施進行應對。

4、對現(xiàn)場的布置以及人員協(xié)調(diào)管理

在工程建設中，總承包方需在很短的時間內(nèi)完成人員的組織、所需物品材料的協(xié)調(diào)，科學合理地安排好參建單位的人員及施工進度，完成好工藝及工序的穿插流程，做到不同類的材料物資管理高效化。對BIM 場地模型進行充分利用，做到可視化平面布置，判斷施工現(xiàn)場的布置是否合理、材料堆場的面積是否符合要求，同時能按照工程進度計劃及時查看現(xiàn)場模型動態(tài)變化信息，對不合理布置進行調(diào)整。

該工程應用BIM 技術中虛擬VR 施工手段，進行多種裝配式構(gòu)件連接方式的比較，同時考慮施工效率與質(zhì)量，利用多種拼裝方式，兼顧醫(yī)療區(qū)與生活區(qū)結(jié)構(gòu)體系差，穿插完成施工與吊裝，有效降低現(xiàn)場作業(yè)的工作量，提升吊裝施工效率，確保施工進度與質(zhì)量。投入使用后，利用BIM 智能化系統(tǒng)，實時監(jiān)測醫(yī)護人員的工作環(huán)境，有效增強了應急設施的管理能力。

三、結(jié)語

在突發(fā)疫情的防控方面，火神山醫(yī)院的修建發(fā)揮了極大的作用，創(chuàng)造了世界奇跡?！癇IM+裝配式”的建筑技術充分表現(xiàn)了我國強大的基建能力?；鹕裆结t(yī)院的快速建成，是BIM 技術與裝配式建筑的完美配合，縮短工期，確保施工質(zhì)量，降低環(huán)境破壞，確保工作人員安全等，體現(xiàn)了中國力量。