BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑機電安裝中的應用

劉俊捷 陳方翔

1. 浙江中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院（浙江省新華醫(yī)院） 浙江 杭州 310000

2. 城市建設(shè)技術(shù)集團（浙江）有限公司 浙江 杭州 310000

在近幾年的發(fā)展過程中，我國醫(yī)院建筑施工規(guī)模正在不斷擴張，并且內(nèi)部的功能也越來越完善化，由于醫(yī)院建筑內(nèi)部需要使用到大量的機電設(shè)備，對于機電設(shè)備的安裝以及各種管道線路的排列工作難度相比較大。因此，要求建筑機電安裝施工過程中需要有效引進先進的BIM技術(shù)，對傳統(tǒng)機電安裝施工中存在的效率偏低、交叉矛盾嚴重以及各種安全隱患問題進行有效解決，基于BIM技術(shù)的有效應用，從整個醫(yī)院建筑工程項目的建模、機電安裝、管線綜合布局、沖突檢測以及機電安裝施工總量統(tǒng)計等各個工作方面出發(fā)，發(fā)揮出BIM技術(shù)所具有的立體模擬分析功能和作用，實現(xiàn)對醫(yī)院建筑機電安裝過程中所產(chǎn)生的各種隱蔽性問題進行事先判斷，保證機電安裝施工過程中不會產(chǎn)生嚴重的反攻以及交叉矛盾問題，提高建筑機電安裝施工質(zhì)量，保證醫(yī)院建筑機電安裝完成之后各項功能可以充分發(fā)揮，保證醫(yī)院各項工作的正常運轉(zhuǎn)。

1 BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)指的是建筑信息模型，在現(xiàn)在我國建筑設(shè)計工作當中應用非常普遍，通過BIM技術(shù)通過將數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)部分，實現(xiàn)對整個建筑體展開三維立體化的模型構(gòu)建，在整個設(shè)計工作的精確性和效率方面得到了全面提高。通過BIM技術(shù)的合理使用，相關(guān)設(shè)計工作人員可以通過數(shù)據(jù)信息，有效完成建筑工程各個環(huán)節(jié)設(shè)計工作內(nèi)容和參數(shù)的收集和利用，并且對整個工程施工過程展開模擬仿真，全面提高整個建筑設(shè)計的合理性和真實性。BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計工作當中的應用優(yōu)勢非常明顯，不管是在信息的收集完整性，還是建筑立體三維模型的可視化功能等方面，都可以為整個建筑工程的設(shè)計和后續(xù)施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。建筑給排水系統(tǒng)是整個建筑體功能的重要組成部分，在針對機電安裝工程設(shè)計工作過程中如果需要一些特殊環(huán)節(jié)的信息參數(shù)，通過BIM技術(shù)的應用，可以充分保證在信息收集的效率和質(zhì)量方面得到全面提升，與此同時，通過工程設(shè)計可以有效獲取各種工程參數(shù)資料，這一部分的資料信息，通常情況下會直接儲存在BIM系統(tǒng)當中，資料信息相互之間也有著特定的關(guān)聯(lián)性[1]。因此，通過BIM參數(shù)信息的快速共享，在建筑工程機電安裝施工過程中，基于BIM技術(shù)的有效應用，可以實現(xiàn)在不同的時期滿足不同人員的施工與設(shè)計工作要求。

醫(yī)院建筑作為一種特殊的大型建筑結(jié)構(gòu)形式，由于日常內(nèi)部流動人口數(shù)量相對較多，平面結(jié)構(gòu)布局相對比較復雜、機電專業(yè)繁多，其中包含各種專業(yè)型的醫(yī)療器具、管道線路、凈化機房等，在機電安裝施工過程中，對于工程施工人員提出了較高的要求和標準。當前我國在BIM技術(shù)的使用程度上仍然有所不足，并且很多建筑機電安裝施工仍然采用的是傳統(tǒng)二維圖紙為基礎(chǔ)，由于傳統(tǒng)的二維圖紙當中的信息內(nèi)容，無法完全解決一些隱蔽位置的管道碰撞和交叉矛盾問題，會產(chǎn)生管道泄漏、綜合排布出現(xiàn)嚴重的矛盾情況。因此，在醫(yī)院建筑機電安裝工作過程中，對于BIM技術(shù)的應用非常關(guān)鍵。基于BIM技術(shù)所具有的可視化參數(shù)化等多方面特點，結(jié)合醫(yī)院建筑的機電安裝施工要求，對整個機電安裝工作方案進行優(yōu)化，將其貫穿在整個機電安裝施工流程當中，保證醫(yī)院建筑機電安裝、工作效率質(zhì)量以及經(jīng)濟效益[2]。

2 工程概況

有效結(jié)合我國某地區(qū)一處大型醫(yī)院建筑機電安裝施工內(nèi)容展開分析和研究，本次醫(yī)院屬于集醫(yī)療、科研、教育工作為一體的現(xiàn)代化醫(yī)院，醫(yī)院總占地面積達到了50畝，總建筑面積為65,558.5m2，醫(yī)院建筑最大高度為51.5m，包含地下一層和地上11層，其中還包含背夾層，屬于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其中地下一層是車庫以及設(shè)備用房，地上主要是醫(yī)院當中的各個科室、病房、醫(yī)生的辦公室、患者康復室、手術(shù)室、ICU以及監(jiān)護室等。該醫(yī)院建筑總共設(shè)計出直梯15部，自動扶梯6部，本次醫(yī)院建筑機電安裝工作當中自動化程度相對較高，同時所涉及到的機電管線專業(yè)內(nèi)容相對比較復雜，其中包含大型的空調(diào)系統(tǒng)安裝，包含多聯(lián)機風冷熱泵、水冷機組、凈化空調(diào)以及精密空調(diào)等設(shè)施，整個機電系統(tǒng)構(gòu)成相對比較復雜，因此對于BIM技術(shù)的應用提出了更高的要求和標準。

3 醫(yī)院建筑機電安裝中的BIM技術(shù)的應用

3.1 BIM技術(shù)在機電安裝前期工作中的應用

在醫(yī)院建筑機電安裝工作過程中，通過BIM技術(shù)的應用，可以建立起三維可視化結(jié)果模型，這也是BIM技術(shù)應用過程中的核心內(nèi)容，貫穿在整個建筑機電安裝設(shè)計施工以及后續(xù)管理的整個過程。首先，在醫(yī)院機電安裝項目招投標工作階段，通過BIM技術(shù)的三維立體可視化模型，可以對整個機電安裝工序、各線路的具體走向和位置，可以以三維立體模型進行直觀展示，提高相關(guān)單位和評標專家對于整個項目機電安裝工作的了解程度；其次，通過三維立體化的結(jié)構(gòu)模型，可以為機電設(shè)備的安裝人員，提供出更加直觀和清晰的空間布局情況，為后續(xù)的工程施工正式實施打下良好的基礎(chǔ)。

在醫(yī)院建筑機電安裝工作正式開始之前，通過BIM技術(shù)的有效應用，可以有效保證整個機電安裝設(shè)計工作方案的科學性與合理性，并且在機電安裝工作開始之前，相關(guān)工作人員可以對機電安裝工作環(huán)境情況進行深入考察，同時結(jié)合實際環(huán)境條件對整個機電安裝工作方案進行合理設(shè)計。由于醫(yī)院建筑內(nèi)部所涉及到的機電設(shè)施相對比較復雜，因此在機電安裝工作過程中也存在較大的工作難度。通過BIM技術(shù)的應用，可以對各部分管道線路以及相關(guān)機電安裝精確性進行驗證，具體可以通過采取碰撞檢測工作方法進行操作，通過該方法的使用可以對機電安裝施工圖當中的線路、設(shè)備之間沖突空間區(qū)域進行展示，并且給出更優(yōu)化的線路安裝，施工方案以此來保證整個機電安裝，施工圖紙更加科學合理，避免在后續(xù)的安裝工作過程中出現(xiàn)返工情況[3]。

3.2 基于BIM技術(shù)的管線碰撞檢查工作

因為醫(yī)院建筑機電安裝工作所涉及到的專業(yè)內(nèi)容相對比較復雜，同時屬于一種綜合性相對較高的安裝工程內(nèi)容，所涵蓋的專業(yè)領(lǐng)域相對較廣，其中包含強電弱電機電安裝等需要通過電氣工程師完成整個系統(tǒng)的設(shè)計工作，同時給水排水需要通過專業(yè)的給排水專業(yè)工程師來進行設(shè)置，空調(diào)通風需要經(jīng)過專業(yè)的暖通工程師來完成。由于醫(yī)院建筑規(guī)模相對較大，對于機電安裝工作人員的專業(yè)性要求標準相對較高，同時各專業(yè)相互之間經(jīng)常會出現(xiàn)交叉矛盾問題，包含線路的走線洞口的預留安裝位置，以及預埋件的使用位置等。因此，在整個工程施工階段需要根據(jù)各專業(yè)的設(shè)計圖紙內(nèi)容，保證在同一個建筑空間當中，實現(xiàn)安裝主線開洞以及預埋等各項工作，并且將其直接安裝在有限的設(shè)備空間范圍之內(nèi)，因此，在實際安裝工作過程中出現(xiàn)管線交叉矛盾問題非常常見。傳統(tǒng)形勢下只能通過一邊施工一邊修改或者是進行大量拆除返工等方式來進行處理，通過BIM技術(shù)所建立起到三維結(jié)構(gòu)模型，可以事先做好管道線路的安裝施工碰撞檢查工作，通過建立起更加直觀化的立體結(jié)構(gòu)模型，可以完成管道線路的三維碰撞檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在嚴重的交叉矛盾問題可以事先進行修改，避免在事故過程中出現(xiàn)問題[4]。

3.3 BIM技術(shù)在電纜鋪設(shè)工作中的應用

電纜鋪設(shè)施工是機電工程項目施工中非常關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，整體而言在電纜鋪設(shè)施工之前，相關(guān)施工人員需要對電纜材料的具體型號規(guī)格以及長度等相關(guān)信息進行全面檢查，有效保證電纜材料的各項指標符合機電工程安裝施工要求。在電纜鋪設(shè)施工中，通過BIM技術(shù)的有效應用，可以實現(xiàn)對整個電纜的安裝位置進行確認，如果需要使用機械牽引施工方法進行大面積電纜鋪設(shè)施工，必須要保證最大的牽引強度，滿足電纜材料的使用要求和標準。除此之外，電纜安裝工作人員需要根據(jù)電纜鋪設(shè)的實際工作情況，合理選擇牽引設(shè)備保證電纜鋪設(shè)效率和安全性。在后續(xù)的電纜鋪設(shè)施工過程中，對于外部環(huán)境質(zhì)量控制工作同樣非常關(guān)鍵，如果在電纜鋪設(shè)施工中外部的環(huán)境溫度過低，會造成電纜產(chǎn)生明顯的僵化情況，整個鋪設(shè)效率會有所下降，同時溫度過低會造成電纜外保護層出現(xiàn)開裂脫落等情況，對電纜的絕緣層造成損壞。而外部環(huán)境溫度過高的情況下會出現(xiàn)電纜外保護層出現(xiàn)融化情況，對整個電纜的鋪設(shè)施工也會產(chǎn)生比較嚴重的影響。因此，在電纜安裝施工中相關(guān)施工人員，必須要對外部環(huán)境溫度進行預測，溫度不能過高或者過低，確保電纜鋪設(shè)施工質(zhì)量[5]。

3.4 母線安裝和配電箱安裝施工

在醫(yī)院機電設(shè)備的安裝施工中，其中涉及到大量的母線安裝施工，需要將母線設(shè)置在通風干燥位置，防止母線受潮影響到線路的充電效果。在進行密集型母線安裝施工中，需要有效引進先進的BIM技術(shù)，實現(xiàn)做好母線安裝施工單位的模擬分析工作，同時相關(guān)安裝工作人員需要先對母線展開絕緣測試工作，有效保證母線的絕緣性能的穩(wěn)定性，不但如此，在母線安裝工作中需要保證母線經(jīng)過通道進行安裝，避免外部環(huán)境因素的影響，對母線產(chǎn)生嚴重的破壞，等到母線安裝施工結(jié)束之后，需要充分做好連接安裝和實驗工作，對母線外部進行充分密封處理，防止產(chǎn)生嚴重的漏電問題。配電箱安裝施工過程中，需要盡可能將其放在地面施工結(jié)束之后來加以進行，對于建筑墻柱上的明裝電箱，需要在整個項目工程主體項目施工完成之后進行安裝，接線箱和安裝箱需要盡可能放在抹灰施工之前進行，在配電箱安裝過程中需要充分保證安裝施工位置的牢固性，保證各部件齊全同時需要充分保證配電箱體開孔大小和規(guī)格符合施工要求。暗式配電箱安裝過程中需要和墻面之間進行緊密貼合，零線通過匯流展開連接避免出現(xiàn)相互交叉和串接等問題，如果配電箱分線箱需要進行開孔過程中，需要通過使用專用的開孔器設(shè)備來進行處理，禁止使用氣焊或者點焊的方式進行開孔[6]。

通過BIM技術(shù)的有效應用，可以實現(xiàn)對配電箱安裝施工中的各環(huán)節(jié)內(nèi)容進行全面了解，在機電設(shè)備安裝準備工作階段，相關(guān)工作人員需要充分了解配電箱當中的技術(shù)信息，同時還需要掌握相關(guān)資料內(nèi)容，比如功率、性能、標準高度以及標準寬度大小等，同時在機電設(shè)備安裝施工過程中，需要有效考慮到周圍安裝施工環(huán)境條件情況。針對鋼筋、機箱整體需要做好覆蓋式焊接處理，要有效保證機箱整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。相關(guān)安裝工作人員需要將具有支撐作用的橫桿，或者是物體放置在配電箱的重要受力位置，保證發(fā)揮出良好的支撐作用和效果，防止因為外部受力因素的影響產(chǎn)生配電箱出現(xiàn)嚴重的變形問題。不但如此，在完成配電箱施工之后，相關(guān)工作人員需要嚴格依照相關(guān)技術(shù)要求和標準，有效檢測配電箱的電路和電阻參數(shù)數(shù)值大小，在保證各項指標參數(shù)滿足要求之后，方可進行后續(xù)的使用和運行，有效保證設(shè)備安裝工作質(zhì)量和效果[7]。

3.5 基于BIM技術(shù)的機電安裝施工現(xiàn)場的科技化管理工作

在BIM技術(shù)的使用工作過程中，終端系統(tǒng)和自動化設(shè)備會輸出相應的立體結(jié)構(gòu)信息模型，同時，在機電設(shè)備的安裝工作當中，需要結(jié)合實際安裝工作情況，對一些重要的信息進行準確標注流程以及實現(xiàn)共享操作，因此在很大程度上方便了現(xiàn)場的施工和管理工作。比如，在機電設(shè)備的安裝工作當中，如果發(fā)現(xiàn)存在明顯的安裝缺陷或者是安全風險性問題，現(xiàn)場工作人員可以在BIM設(shè)備終端位置，對缺陷問題進行標注處理，同時對其中的各項信息資料進行儲存實現(xiàn)信息的有效共享。相關(guān)管理人員和監(jiān)督工作人員，通過BIM共享設(shè)備的使用，可以實現(xiàn)人員不在施工現(xiàn)場，實現(xiàn)直觀的了解不同施工區(qū)域產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷以及安裝風險問題，并且及時做好后續(xù)的修整工作。該項操作方法相比于傳統(tǒng)形式下的監(jiān)理通知單、驗收單、整改單以及照片證據(jù)整改等方式，在整個管理工作效率上得到了全面提升，避免出現(xiàn)機電設(shè)備安裝出現(xiàn)嚴重的缺陷和安全隱患問題，提高機電設(shè)備的整體安裝施工質(zhì)量和效果。

4 結(jié)語

綜上，在醫(yī)院的機電安裝工作設(shè)計工作當中，相關(guān)設(shè)計工作人員基于BIM技術(shù)，在完成整個建筑機電安裝系統(tǒng)的設(shè)計工作之后，在設(shè)計工作當中所產(chǎn)生的大量參數(shù)信息，會直接收集在BIM系統(tǒng)當中，通過這種信息實時性的設(shè)計工作方法，可以實現(xiàn)重要的參數(shù)信息在BIM系統(tǒng)當中可以實現(xiàn)實時性更新，為后續(xù)的這種工程施工順利進行打下良好的基礎(chǔ)。