BIM技術(shù)在中川人民醫(yī)院項(xiàng)目的應(yīng)用實(shí)例

趙本超

江蘇省建筑工程集團(tuán)第一工程有限公司 高級(jí)工程師

楚英元

八冶建設(shè)集團(tuán)有限公司第一建設(shè)公司 工程師

中川人民醫(yī)院項(xiàng)目是八冶一建公司首個(gè)將BIM 技術(shù)應(yīng)用于公共建筑的項(xiàng)目。本工程BIM 小組通過(guò)創(chuàng)建BIM模型，先后完成梳理圖紙問(wèn)題、規(guī)劃場(chǎng)地、布置現(xiàn)場(chǎng)、模擬實(shí)際施工、可視化交底、深化機(jī)電管線(xiàn)、優(yōu)化施工工藝、質(zhì)量安全施工、黨建引領(lǐng)等多個(gè)應(yīng)用點(diǎn)。同時(shí)，借助BIM+智慧運(yùn)維平臺(tái)，協(xié)助管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，部位節(jié)點(diǎn)等制定管理措施和標(biāo)準(zhǔn)，提升項(xiàng)目施工質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平。最大限度地降低了工程成本、節(jié)約工期，推進(jìn)項(xiàng)目順利的完成。

工程概況

中川人民醫(yī)院項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)在蘭州新區(qū)，項(xiàng)目建設(shè)用地面積14 652.10 m2；總建筑面積47 338.95 m2，其中地上34 849.68 m2，地下12 489.27 m2。門(mén)診綜合樓地上7 層、局部8 層，建筑面積20 525.77 m2；住院部地上11層、局部12 層13 998.91 m2；陽(yáng)光走廊325 m2；建筑占地面積4 682.66 m2。

項(xiàng)目的高標(biāo)準(zhǔn)與重難點(diǎn)

一，工期緊張、質(zhì)量要求高。本工程為大型醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園綜合體項(xiàng)目，但工期僅為340 天，且目標(biāo)為國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程，較傳統(tǒng)工期縮短近2年，要求當(dāng)年施工、當(dāng)年建成。為達(dá)到工期目標(biāo)，甲方要求設(shè)立BIM 團(tuán)隊(duì)，對(duì)BIM 應(yīng)用有較高要求，尤其在安裝部分，管線(xiàn)及連接件建模精度需要達(dá)到LOD400，時(shí)間緊、任務(wù)重。

二，專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)多、管理要求高。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)管理，各區(qū)系統(tǒng)相似，土建、安裝、鋼構(gòu)、幕墻、裝飾裝修、智能化、消防、電梯、室外、醫(yī)療設(shè)備等專(zhuān)業(yè)較多，管理難度大，需要進(jìn)行高效率的信息傳遞。

三，管線(xiàn)綜合復(fù)雜。本工程項(xiàng)目包含給排水、電氣、通風(fēng)與空調(diào)、消防電氣、智能化等，醫(yī)療氣體機(jī)電管線(xiàn)集中，易出現(xiàn)矛盾沖突。尤其是設(shè)備多、地下車(chē)庫(kù)部位，更是錯(cuò)綜復(fù)雜，管線(xiàn)綜合排布需求緊迫，大量管線(xiàn)外露在視線(xiàn)中，創(chuàng)優(yōu)也有所影響。

四，大型鋼結(jié)構(gòu)桁架。本工程中，鋼結(jié)構(gòu)桁架橫向約280 m，設(shè)計(jì)深化較為復(fù)雜，連接點(diǎn)較多，需配合土建預(yù)埋，定位精度要求高，在交叉施工中，難度大、穿插要求高，需考慮分段施工可靠性，確保一次成優(yōu)。

五，綜合物流、垃圾被服。綜合物流和垃圾被服是基于綜合管先后進(jìn)行，避讓要求高，必須提前確定方案，考慮對(duì)綜合管線(xiàn)及二次結(jié)構(gòu)的影響，盡可能一次到位，避免返工。

項(xiàng)目總體策劃

一，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。本工程為多專(zhuān)業(yè)綜合BIM應(yīng)用項(xiàng)目，在團(tuán)隊(duì)組建后展開(kāi)策劃會(huì)議，根據(jù)中川人民醫(yī)院項(xiàng)目重難點(diǎn)、需求點(diǎn)進(jìn)行BIM 實(shí)施總策劃，制定目標(biāo)。根據(jù)《建筑信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》與集團(tuán)BIM實(shí)施策劃書(shū)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理，為項(xiàng)目的BIM應(yīng)用落地打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，如圖1 所示。

圖1 管理流程體系圖

二，體系標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目實(shí)行“BIM 中心+BIM 小組”的分級(jí)管理體系，集團(tuán)公司及甲方、監(jiān)理平行管理，對(duì)建模進(jìn)度、應(yīng)用落地要求實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，設(shè)計(jì)院現(xiàn)場(chǎng)駐場(chǎng)直接對(duì)接專(zhuān)業(yè)BIM 工程師，多方共同推進(jìn)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目BIM 應(yīng)用落地工作。

三，制度標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)管理體系，制定標(biāo)準(zhǔn)化BIM 管理制度，由項(xiàng)目BIM 中心向公司科技創(chuàng)新部及監(jiān)理方上報(bào)BIM 周報(bào)，經(jīng)審核后，上報(bào)甲方。甲方、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位定期召開(kāi)進(jìn)度協(xié)調(diào)會(huì)、問(wèn)題解決協(xié)調(diào)會(huì)、階段性實(shí)施成果匯報(bào)會(huì)等。施工前必須采用設(shè)計(jì)回復(fù)同意的方案圖紙指導(dǎo)施工，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)接，將BIM 工作落在實(shí)處（見(jiàn)圖2）。

圖2 中川人民醫(yī)院BIM 技術(shù)應(yīng)用實(shí)施流程

BIM 技術(shù)落地應(yīng)用實(shí)施階段

一，施工場(chǎng)部應(yīng)用。本工程場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)外可用地狹小，在施工前對(duì)辦公生活區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)道路、塔吊初步定位，制定臨設(shè)策劃方案。辦公生活區(qū)布置經(jīng)甲方必選二輪優(yōu)化，最終出具施工圖，按方案二進(jìn)行布置。施工現(xiàn)場(chǎng)一次成型，按觀摩工地標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有觀摩區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)工具式配套設(shè)施一次設(shè)置到位，使得成本可控，保障施工進(jìn)度（見(jiàn)圖3）。

圖3 項(xiàng)目平面布置圖

二，圖紙會(huì)審。通過(guò)快速建立BIM 模型，梳理圖紙問(wèn)題，第一時(shí)間反饋給建設(shè)方、設(shè)計(jì)方進(jìn)行修改，提高多方溝通效率，在圖紙會(huì)審材料中簽字確認(rèn)作為施工依據(jù)，為施工質(zhì)量和進(jìn)度要求提供保障。本項(xiàng)目通過(guò)BIM技術(shù)輔助圖紙會(huì)審，發(fā)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專(zhuān)業(yè)圖紙問(wèn)題共計(jì)238 項(xiàng)。

三，深化設(shè)計(jì)應(yīng)用。

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化。醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園圖紙下發(fā)后，土建BIM團(tuán)隊(duì)先行開(kāi)始模型建立工作，發(fā)現(xiàn)構(gòu)件及設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題527處，前期問(wèn)題較為突出，多數(shù)構(gòu)建尺寸與標(biāo)注、構(gòu)建位置不符。經(jīng)與甲方溝通，召開(kāi)圖紙問(wèn)題專(zhuān)項(xiàng)通報(bào)會(huì)，要求設(shè)計(jì)總監(jiān)參與，會(huì)議中借助BIM 通報(bào)，直擊痛點(diǎn)。后續(xù)下發(fā)圖紙變更后，BIM 團(tuán)隊(duì)繼續(xù)調(diào)整深化，建立審查報(bào)告，及時(shí)與設(shè)計(jì)直接對(duì)接，問(wèn)題解決可滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，將絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題排除在萌芽階段（見(jiàn)圖4）。

圖4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題圖

（2）建筑優(yōu)化?，F(xiàn)階段為二次結(jié)構(gòu)施工初期及策劃階段，建立建筑模型，對(duì)建筑施工圖進(jìn)行審查，除多處墻位置與梁、柱位置發(fā)生偏移外，發(fā)現(xiàn)97 處圖紙碰撞部位，逐一落實(shí)解決方案，提前消除絕大多數(shù)的圖紙問(wèn)題及建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。將土建、機(jī)電模型結(jié)合，提前對(duì)關(guān)鍵層，特殊功能房間進(jìn)行洞口預(yù)留，出具預(yù)留洞圖，避免二次開(kāi)洞造成的隱患和成本，如圖5 所示。

圖5 二次建筑優(yōu)化圖

（3）管綜排布優(yōu)化。醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目管線(xiàn)密集，各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)繁多，排布空間非常緊張。針對(duì)此項(xiàng)重難點(diǎn)，項(xiàng)目部BIM 團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格執(zhí)行管理制度，對(duì)模型及排布進(jìn)度、排布質(zhì)量進(jìn)行要求，針對(duì)性開(kāi)展管綜排布觀摩會(huì)，提高BIM 人員綜合素質(zhì)。逐層分析系統(tǒng)情況，確定管綜排布方案，將排布分為5 個(gè)階段（建模、優(yōu)化排布、設(shè)計(jì)確認(rèn)、方案確認(rèn)、出圖），待最終出圖完成后，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工（見(jiàn)圖6）。

圖6 管綜優(yōu)化圖

本工程選取典型部位做了上會(huì)研討，該部位位于B1層41 軸—42 軸下沉庭園中間，由于此處管線(xiàn)較多，排煙風(fēng)管、新風(fēng)風(fēng)管、強(qiáng)電橋架、弱電橋架及各系統(tǒng)管道共31條管線(xiàn)，同時(shí)該通道還設(shè)計(jì)軌道物流系統(tǒng)、垃圾被服運(yùn)輸系統(tǒng)、吊頂。通過(guò)BIM排布，上會(huì)探討，設(shè)計(jì)確定，最終輸出深化設(shè)計(jì)詳圖，并模擬最佳施工工序，隨后指導(dǎo)施工（見(jiàn)圖7）。

圖7 該部位優(yōu)化后管綜三維圖

（4）預(yù)制化加工。針對(duì)制冷機(jī)房、消防泵房、水泵房采用工廠預(yù)制化加工，提前與甲方、廠家溝通設(shè)備選型，通過(guò)深化管段以及連接點(diǎn)，與廠家共同探討相關(guān)數(shù)據(jù)，并出具圖紙?zhí)崆凹庸?，增加機(jī)房裝配率，提高施工效率（見(jiàn)圖8）。

圖8 預(yù)制加工組裝圖

（5）現(xiàn)場(chǎng)可視化交底應(yīng)用。本項(xiàng)目直線(xiàn)加速器最大墻厚達(dá)3m，獨(dú)立摘取危大工程直線(xiàn)加速器模型，對(duì)直線(xiàn)加速器支模架體系模型建立，對(duì)此項(xiàng)特殊工序施工要點(diǎn)，支模架施工要點(diǎn)可視化交底，確保直線(xiàn)加速器施工質(zhì)量。

將深化內(nèi)容落地解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題為醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目的BIM 應(yīng)用目的，將現(xiàn)場(chǎng)可視化管理方面做扎實(shí)，進(jìn)行可視化視頻、出圖交底，切實(shí)做到從設(shè)計(jì)圖→模型→深化→現(xiàn)場(chǎng)施工的整套應(yīng)用順序（見(jiàn)圖9）。

圖9 可視化交底圖

（6）BIM+智慧工地應(yīng)用。本項(xiàng)目自主建立智慧工地平臺(tái)，智慧工地集成了包括：勞務(wù)實(shí)名制、高危機(jī)械管理、現(xiàn)場(chǎng)巡檢、黨群工作、吊鉤可視化、基坑紅外線(xiàn)檢測(cè)儀、塔吊防碰撞等多個(gè)模塊，提高了施工管理的便捷性及可操作性?，F(xiàn)階段已實(shí)施智慧工地質(zhì)量安全巡檢系統(tǒng)、勞務(wù)管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、塔機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用，領(lǐng)導(dǎo)手機(jī)端同步信息化管理，查看各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容（見(jiàn)圖10）。

圖10 部分智慧工地管理系統(tǒng)圖

（7）BIM+體驗(yàn)館應(yīng)用。VR：因?yàn)榈叵率颐娣e大，且管線(xiàn)排布難度大，利用BIM技術(shù)的可視化和集成化優(yōu)勢(shì)，結(jié)合VR 技術(shù)身臨其境，更方便快捷檢查出綜合調(diào)整管線(xiàn)排布是否合理?，F(xiàn)場(chǎng)搭建VR安全體驗(yàn)館，配置16 項(xiàng)VR體驗(yàn)?zāi)K，包括觸電傷害、消防滅火、基坑坍塌、高空墜落、物體打擊、機(jī)械傷害等。讓體驗(yàn)者身臨其境的體驗(yàn)因不規(guī)范操作所致的傷害，提高安全意識(shí)。

MR：混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)更具有交互性、實(shí)時(shí)性，虛實(shí)結(jié)合，提升工程可視化、高效化。

掌上工藝：實(shí)現(xiàn)各類(lèi)BIM模型虛擬交底，體驗(yàn)各項(xiàng)施工工序，形象展示各項(xiàng)工藝要點(diǎn)。

5G：5G+BIM 模 型 結(jié) 合視頻監(jiān)控、車(chē)輛管理等系統(tǒng)，將施工過(guò)程、進(jìn)度管理、人員管理等內(nèi)容，通過(guò)5G 網(wǎng)絡(luò)展示在大屏幕上，實(shí)現(xiàn)工地的全方位信息化管理。

（8）6BIM+3D 打印機(jī)應(yīng)用。以項(xiàng)目模型為基礎(chǔ)，綜合3D 打印數(shù)控技術(shù)，打印整體建筑物，利用3D 打印模型，直觀展現(xiàn)建成后整體樣式，完成數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體的過(guò)程，是各項(xiàng)檢查、領(lǐng)導(dǎo)前來(lái)第一個(gè)直觀展現(xiàn)的，提升整體形象。制作小型實(shí)體通用樣板交底，周轉(zhuǎn)方便，多次利用。

后期應(yīng)用準(zhǔn)備階段

一，大型設(shè)備運(yùn)輸。醫(yī)療產(chǎn)業(yè)園各類(lèi)大型醫(yī)療設(shè)備多，設(shè)備運(yùn)輸為項(xiàng)目重難點(diǎn)，BIM 團(tuán)隊(duì)提前策劃，為設(shè)備運(yùn)輸開(kāi)路（見(jiàn)圖11）。

圖11 機(jī)電預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸裝配圖

二，室外管網(wǎng)部署。后期室外管網(wǎng)施工較為復(fù)雜，場(chǎng)地大，管網(wǎng)標(biāo)高控制難度高，提前策劃室外管網(wǎng)排布，出具管綜排布圖及剖面標(biāo)高圖，現(xiàn)與甲方已上會(huì)溝通，出具排布方案。

三，垃圾被服方案深化。通過(guò)1 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行垃圾/被服投放，2 節(jié)點(diǎn)電腦控制清空，3 節(jié)點(diǎn)風(fēng)機(jī)氣流帶入中央收集站，隨后分類(lèi)收集、尾期排放。

四，智慧物流方案。以中型箱式物流為基礎(chǔ)，結(jié)合智能存儲(chǔ)庫(kù)、智能物流機(jī)器人，將全院的物品流動(dòng)串成一個(gè)整體，現(xiàn)已召開(kāi)深化會(huì)議，完成深化出圖（見(jiàn)圖12）。

圖12 物流管網(wǎng)深化及系統(tǒng)出圖

五，景觀綠化+放線(xiàn)機(jī)器人。本項(xiàng)目由于地下室結(jié)構(gòu)整體放坡1%，以及設(shè)計(jì)造型復(fù)雜，標(biāo)高變化多，使景觀工程施工放線(xiàn)定位難度大。通過(guò)建立BIM 模型和智能放線(xiàn)系統(tǒng)，可以更加精確輔助現(xiàn)場(chǎng)景觀工程的定位放線(xiàn)。

六，輔助竣工結(jié)算。在整個(gè)施工階段中，將項(xiàng)目上各類(lèi)資料收集、整理、上傳至公司BIM 平臺(tái)，完善項(xiàng)目信息的同時(shí)也在不斷完善整個(gè)竣工模型，最終可以通過(guò)竣工模型來(lái)核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有的結(jié)算資料，輔助竣工結(jié)算的辦理。

結(jié)語(yǔ)

本工程甲方、監(jiān)理、集團(tuán)固定人員組成系統(tǒng)性管理體系，制定標(biāo)準(zhǔn)化管理流程及制度，在BIM 應(yīng)用實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格要求，達(dá)到施工指導(dǎo)的決策性目的，通過(guò)BIM技術(shù)，已完成各類(lèi)深化、優(yōu)化、交底、管理等工作，在提升整體管理水平的同時(shí)，降本增效。

BIM 技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)處理圖紙疏漏、優(yōu)化深化設(shè)計(jì)，可直接出圖指導(dǎo)施工；并且實(shí)現(xiàn)了方案可視化，避免了施工返工，從而減少返工損失；通過(guò)VR 身臨其境，消除凈空不足，提高了業(yè)主使用率。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目有效落地的實(shí)施，項(xiàng)目部還培養(yǎng)了一批不同層級(jí)BIM 工作的技術(shù)型人才，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。