基于BIM技術(shù)的醫(yī)院項目特殊區(qū)域凈高分析與管理方法

元野 萬順路 蔡文浩

廣西華藍工程管理有限公司 廣西 南寧 530000

引言

醫(yī)院內(nèi)各區(qū)域功能不同，大部分區(qū)域為公共區(qū)域，但部分區(qū)域?qū)M出人員實施特殊管理制度，稱為“特殊區(qū)域”；主要包括特殊病癥區(qū)域、藥局資材區(qū)域、財務(wù)管理區(qū)域、中央監(jiān)控管理區(qū)域等。特殊區(qū)域內(nèi)的工作內(nèi)容存在一定的特殊性，因此該區(qū)域管線管理也需要重點關(guān)注；例如中央監(jiān)控管理區(qū)域就需要設(shè)置大量的管線用以保證電子設(shè)備正常運行，可能導(dǎo)致該區(qū)域凈高過低，影響正常使用。科學(xué)合理的管線綜合排布對醫(yī)院建筑建設(shè)至關(guān)重要，直接影響醫(yī)院建筑的空間品質(zhì)[1]。

若單以凈高為控制目標，片面壓縮管線層空間，會影響線路正常排布；有必要對醫(yī)院項目特殊區(qū)域的凈高進行精準計算、分析。醫(yī)院建筑管線項目特殊區(qū)域凈高分析通過預(yù)判建筑凈高情況，協(xié)調(diào)管線在三維空間的分布情況，為醫(yī)院管線的一體化設(shè)計提供了基礎(chǔ)保障[2]。有研究針對建筑室內(nèi)空間凈高展開研究，分析影響空間凈高的主要因素，并從項目選址與建筑造型方面入手，降低傾斜結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用率，調(diào)整管線位置，減少機電管線的敷設(shè)，以此來實現(xiàn)空間凈高的最大化需求[3]。該方法在實際應(yīng)用中對于部分特殊區(qū)域凈高分析結(jié)果的精度偏低，導(dǎo)致管線安裝效果較差[4]。

BIM技術(shù)集建筑工程與計算機信息技術(shù)于一體，能夠改善這一問題，通過模擬功能與可視化功能，表達醫(yī)院工程建筑項目的功能特性與具體情況，進而提高凈高分析結(jié)果的準確率[5]。本文引入BIM技術(shù)，針對醫(yī)院項目特殊區(qū)域，提出一種凈高分析方法，旨在提高醫(yī)院管線排布設(shè)計、施工質(zhì)量。

1 醫(yī)院項目特殊區(qū)域凈高分析方法設(shè)計

1.1 醫(yī)院項目特殊區(qū)域空間結(jié)構(gòu)分析

醫(yī)院建筑工程項目特殊區(qū)域空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對分析與控制凈高至關(guān)重要。利用Revit軟件對醫(yī)院全設(shè)計專業(yè)管線進行綜合排布建模，全方位分析與會審。

首先，分析醫(yī)院項目CAD圖紙機電部分的空間數(shù)據(jù)，根據(jù)特殊區(qū)域與各個功能分區(qū)的管線布局，得出建筑結(jié)構(gòu)柱、吊頂、板墻的位置與尺寸，初步提取特殊區(qū)域機電管線的排布信息，鎖定分析和控制重點。

其次，應(yīng)用Revit軟件對特殊區(qū)域凈高影響因素進行全面分析。利用BIM技術(shù)將空間數(shù)據(jù)導(dǎo)出，綜合考慮醫(yī)院項目特殊區(qū)域?qū)痈吲c凈高的要求，調(diào)整凈高空間數(shù)據(jù)，必要時調(diào)整管線在特殊區(qū)域的平面布置，保證空間結(jié)構(gòu)與品質(zhì)。

1.2 基于BIM技術(shù)設(shè)計管線剖面圖

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實際施工情況，繪制特殊區(qū)域管線剖面圖，為后續(xù)凈高計算與分析，指導(dǎo)現(xiàn)場施工提供基礎(chǔ)保障。BIM技術(shù)具有模擬功能與可視化功能，能夠有效地將醫(yī)院建筑工程項目的二維設(shè)計圖紙合理轉(zhuǎn)化為具有功能特性數(shù)字化表達的工程數(shù)據(jù)模型。結(jié)合醫(yī)院建設(shè)實例設(shè)計的管線剖面圖，如圖1所示，醫(yī)院項目特殊區(qū)域的管線剖面復(fù)雜，局部管線可能存在交叉。在管線剖面圖設(shè)計過程中，綜合考慮管線功能實現(xiàn)、特殊區(qū)域鄰接情況、運營維護要求、二次施工可能性等，不斷調(diào)整管線排布細節(jié)，最終確定管線水平布局。

圖1 基于BIM技術(shù)的管線剖面圖

1.3 特殊區(qū)域凈高計算

綜合考慮醫(yī)院建筑標準，對特殊區(qū)域的凈高進行計算。由于影響凈高的因素較多，例如結(jié)構(gòu)梁高、醫(yī)院暖通設(shè)計、管線布設(shè)占據(jù)高度空間等，一定程度上增加了凈高計算復(fù)雜程度。利用BIM技術(shù)采集醫(yī)院項目特區(qū)域的豎向空間數(shù)據(jù)，結(jié)合實際工程經(jīng)驗，總結(jié)醫(yī)院項目特殊區(qū)域凈高計算公式為：

其中，L表示醫(yī)院管線項目特殊區(qū)域裝修后凈高；la表示醫(yī)院建筑樓層高度；Hr表示建筑梁板厚度；Ht表示管線安裝排布厚度；Hm表示特殊區(qū)域天花吊頂厚度；Hd表示特殊區(qū)域裝飾層厚度。

在計算時，應(yīng)充分考慮管線排布與吊頂面之間的操作間隙，避免對凈高計算結(jié)果產(chǎn)生不利影響。將醫(yī)院項目特殊區(qū)域凈高計算結(jié)果與管線剖面圖相互校核，全面調(diào)整建筑裝修圖紙標高，實現(xiàn)凈高分析目標。

2 實例應(yīng)用分析

為驗證本文前述凈高分析方法的可行性與實際應(yīng)用效果，選取某地區(qū)M醫(yī)院項目進行實例應(yīng)用分析。該醫(yī)院總建筑面積約48km2，屬于設(shè)施完善的三級醫(yī)院，包括醫(yī)療綜合樓（共17層）與醫(yī)療行政辦公樓（共6層）。

圖2 M醫(yī)院BIM模型示意圖

在M醫(yī)院項目特殊區(qū)域凈高設(shè)計中，局部存在風(fēng)管與吊頂龍骨沖突的問題，對施工和后續(xù)使用產(chǎn)生不利影響。利用BIM技術(shù)的模擬功能與可視化功能，實時顯示項目特殊區(qū)域管線情況；獲取各個管線測量點信息，包括凈高與定位軸網(wǎng)，完成特殊區(qū)域凈高分析。

選取M醫(yī)院不同科室、樓棟、醫(yī)療房間，對其進行標號處理，分別標號為TSQY01、TSQY02、TSQY03、TSQY04、TSQY05、TSQY06，六個區(qū)域的實際凈高分別為2800mm、2900mm、2800mm、3300mm、2580mm、3300mm。分別獲取特殊區(qū)域的凈高分析結(jié)果，與實際凈高比較，得出凈高分析方法的偏差，均在50mm以內(nèi)；此凈高分析方法具備一定可行性和工程實踐意義。

3 凈高控制管理經(jīng)驗

la樓層高度在設(shè)計上是明確的，但Hr、Ht、Hm、Hd這些數(shù)據(jù)視具體位置而不同；其中，比較容易確定的是Hm和Hd。以輕鋼龍骨鋁扣板吊頂為例，其占用的豎向空間主要有吊碼（約0.04m）、主龍骨（約0.05m）和副龍骨（約0.04m），再考慮安裝間隙和調(diào)平影響，吊頂占用空間Hm可按0.15m計算；以普通瓷磚地面為例，圖集做法普遍采用結(jié)構(gòu)板面上鋪0.05m干硬性水泥砂漿，瓷磚厚度普遍9～12mm左右，考慮結(jié)構(gòu)面平整度影響和鋪貼找平，實際施工過程中地面裝飾面層厚度Hd在0.08m左右。

梁板厚度Hr可根據(jù)結(jié)構(gòu)圖確定，在平法標示梁高中已經(jīng)含有板厚。需要額外考慮的是，施工過程中模板裝配誤差可能在±0.02m之內(nèi)，還有大跨結(jié)構(gòu)可能按跨度的0.1%～0.3%豎向起拱；在實際施工過程中管線安裝不會完全貼緊梁底，需要一定施工間隙?？紤]以上，可在圖紙標示的梁高之外再增加0.05m，較為有保障；故假設(shè)800×300的梁，梁板厚度的計算基數(shù)就是0.8m，Hr可按照0.85m取值。

在這些參數(shù)中，設(shè)備和管線安裝厚度Ht是最難判定的，需要優(yōu)先處理重力排水，再處理較大風(fēng)管，盡量留出平直空間鋪設(shè)消防和生活冷熱供水管道。強弱電橋架在層內(nèi)部分區(qū)域需要重點考慮，但整體上占用空間較小。在室內(nèi)裝有空調(diào)風(fēng)機盤管處，需要考慮將風(fēng)機盤管及相應(yīng)風(fēng)口設(shè)置在梁窩中，不單獨占用豎向空間。由于新風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)口可以采用軟連接方式，故設(shè)備和管線安裝的最低高度，是由消防噴淋頭的末端高度確定（下噴時）。

在計算較大、較長平面如大廳、走廊等區(qū)域的凈高時，要充分應(yīng)用BIM模型進行分析，尋找凈高控制最不利位置，繪制二維管線綜合斷面圖。在進行施工交底時，考慮到實際現(xiàn)場施工技術(shù)管理流程和班組接受程度的影響，需以二維圖面交底為基礎(chǔ)，輔以三維模型進行展示和說明。突出設(shè)計牽頭工程總承包模式的管理優(yōu)勢，用心研究、積極策劃，對項目平穩(wěn)順利實施和使用效果提升有很大幫助。

經(jīng)過以上技術(shù)分析和明確總體控制要求后，還要輔以必要的管理流程和措施，才能保證裝修后凈高的整體控制要求在施工中得到貫徹實施。在實際項目實施過程中，配合BIM技術(shù)，提出“凈高控制紅線”概念：分析各樓層各區(qū)域的裝修后凈高，形成圖紙成果，與項目建設(shè)單位進行充分溝通，取得其認可和支持，再以工程聯(lián)系單的形式，明確凈高實施要求，書面向施工單位交底，明確安裝和裝修凈高控制紅線。如果施工過程中，施工單位發(fā)現(xiàn)部分施工內(nèi)容侵入裝修后“凈高控制紅線”，要及時溝通參建各方，共同會診解決；如未能實現(xiàn)交底的凈高要求，又不在實施過程中及時報告，則實施單位要負責(zé)拆改。以此方法督促施工單位和分包隊組在施工過程中，重視安裝凈高的管理；經(jīng)過實踐證明，此為有效的管理措施。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)凈高分析評估方法是基于經(jīng)驗和二維設(shè)計成果的分析，太過粗放。本凈高分析方法利用BIM3D模型，分析更加直觀具體；并總結(jié)出凈高分析公式，根據(jù)工程經(jīng)驗歸納了凈高影響因素。

在醫(yī)院項目管線綜合分析方面，此方法具有可以指導(dǎo)實際施工的預(yù)測精度，更加合理充分地利用了醫(yī)院建筑空間，優(yōu)化了管線綜合排布效果。

建立參建各方的溝通渠道，積極組織現(xiàn)場踏勘，事前明確控制標準，強化安裝過程管理，對設(shè)計圖紙的重點難點及時向施工單位進行充分的技術(shù)交底，可以有效改善項目的完成效果。