醫(yī)院建筑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

張金丹 孫培師

山東省建筑設(shè)計研究院有限公司 山東 濟南 250000

引言

在科技時代背景下，信息化技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展和普及應(yīng)用，BIM技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的現(xiàn)代化先進技術(shù)，該項技術(shù)能夠通過對項目數(shù)據(jù)信息的集成分析構(gòu)建數(shù)字模型，從而對項目設(shè)計、施工等進行模擬，有助于進行設(shè)計方案的實時更改和信息共享，這對于項目建設(shè)而已具有重要意義，醫(yī)院建筑相對來說更為復(fù)雜，因此更有必要借助BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，確保各項施工作業(yè)的高效有序推進，加強醫(yī)院建筑施工中的BIM技術(shù)應(yīng)用實踐分析，可提升BIM技術(shù)應(yīng)用水平[1]。

1 醫(yī)院建筑施工管理存在的問題分析

1.1 工程施工管理監(jiān)督工作沒有落實

如果醫(yī)院建筑工程的監(jiān)督工作沒有落實，就會影響到醫(yī)院建筑的質(zhì)量，進而導(dǎo)致醫(yī)院建筑的使用壽命受到影響，不利于施工單位對成本進行控制，增加了施工的投入，導(dǎo)致經(jīng)濟效益下降，所以，企業(yè)要重視施工管理監(jiān)督工作，每一個施工環(huán)節(jié)都需要落實監(jiān)督工作，制定合適的監(jiān)督方案，確保施工管理的監(jiān)督質(zhì)量。

當(dāng)進行監(jiān)督管理時可能會遇到以下問題，例如，關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)監(jiān)督不嚴(yán)格、工程延期、采用的材料質(zhì)量出現(xiàn)問題等，所以進行監(jiān)督管理的人員要從思想層面重視工程的質(zhì)量，使分包公司我在保證質(zhì)量的前提下開展施工。但是實際的醫(yī)院建筑施工過程中管理人員通常都無法有效的落實監(jiān)督管理工作，導(dǎo)致所制定的工作方案無法有效的落實，甚至無法第一時間發(fā)現(xiàn)和處理施工時出現(xiàn)的安全隱患，導(dǎo)致管理水平?jīng)]有明顯的提升。

1.2 施工安全管理存在的問題

安全管理是施工管理中的重要內(nèi)容，安全管理能否有效的落實，將影響醫(yī)院建筑施工的質(zhì)量以及進度。在施工過程中進行安全管理時，可能會由于多方面的因素導(dǎo)致安全管理工作無法有效的落實。例如，施工安全規(guī)范中指出進行施工的人員需要采取一定的防護措施，例如身穿安全服，佩戴安全帽等，但是在實際的施工現(xiàn)場，有部分施工人員并沒有按要求的進行穿戴防護措施，覺得采取的防護措施沒有實際的作用，進而出現(xiàn)不遵守的情況。此外，在塔吊下方不能出現(xiàn)施工人員，但是還存在著部分施工人員站在塔吊的下方，導(dǎo)致容易出現(xiàn)施工安全事故[2]。

1.3 管理體系不完善

醫(yī)院在進行施工管理時面臨的首要問題就是沒有形成完善的管理體系，而且管理體系作為世代解決的首要問題，與工程建設(shè)的質(zhì)量有著密切的關(guān)系。要對管理體系進行完善首先要提高行業(yè)管理者的重視程度，并在行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上對管理體系進行完善，施工單位要根據(jù)醫(yī)院建筑施工的具體情況來決定和調(diào)整施工方案，合理的分配每一個施工環(huán)節(jié)的順序，使每一個部門都能承擔(dān)和順利地完成各自的任務(wù)，并將責(zé)任進行劃分，充分落實責(zé)任制度，因為這樣才能夠確保醫(yī)院建筑施工的質(zhì)量，管理人員應(yīng)作為其中的表率，以身作則的完成自己的工作。

但是目前還存在著企業(yè)不重視管理體系的作用，過于重視施工的成本，這樣一來就導(dǎo)致管理人員無法順利的對醫(yī)院建筑工程進行管理，嚴(yán)重阻礙了形成系統(tǒng)的管理體系，使醫(yī)院建筑施工的質(zhì)量下降。當(dāng)進行醫(yī)院建筑施工管理時大都存在著管理人員水平低，導(dǎo)致施工管理的水平?jīng)]有顯著的提升。

2 醫(yī)院建筑施工中BIM技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 工程概況

本次施工的醫(yī)院建筑面積打到了26萬m2，占地約為7.5萬m2，本次施工作為西南地區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求最高的醫(yī)院，醫(yī)院建筑所設(shè)置的功能更加的全面，而且在施工時所采取的施工工藝更加的精細(xì)，也分布著復(fù)雜的機電管線，整體結(jié)構(gòu)多變，建設(shè)時具備以下特點。

2.1.1 本次施工的施工復(fù)雜，因為本次創(chuàng)造的醫(yī)院是作為現(xiàn)代化的綜合性醫(yī)院，其涵蓋了門診、手術(shù)、住院、科研，教育等全方面的內(nèi)容，如果僅僅采取傳統(tǒng)的施工作業(yè)方式與技術(shù)，是無法滿足本次施工要求的。

2.1.2 本次施工為EPC項目，是邊進行設(shè)計，邊完成施工的，設(shè)計與施工之間的時間較為緊張，增加了設(shè)計的難度，需要在設(shè)計時面對各種不確定因素進行動態(tài)的調(diào)整。

2.1.3 信息量大。在建筑施工過程中參與施工的單位非常多，而且由于各單位的管理手段是不同的，各個施工單位之間的交流具有一定的難度，需要一個系統(tǒng)來集中的進行信息的控制和處理，從而實現(xiàn)建筑施工的信息共享，使管理人員更方便進行管理[3]。

2.2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.2.1 采用BIM技術(shù)原因。因為本次醫(yī)院建筑所采用的主體結(jié)構(gòu)無標(biāo)準(zhǔn)層，具有非常復(fù)雜的構(gòu)造，標(biāo)高多變；此次施工的醫(yī)院建筑所具備的功能多，裝飾高標(biāo)，凈高難控；而且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了機電系統(tǒng)安裝的難度，調(diào)整管線分布的難度也大大增加；整體結(jié)構(gòu)新穎，各個節(jié)點之間具有較大的變化，導(dǎo)致安裝的難度增加；醫(yī)療工藝復(fù)雜先進，施工的接口處的處理難度增大；由于地形起伏較大，而且管網(wǎng)要求的精度較高，這也增加了施工的難度。應(yīng)用BIM技術(shù)可以進一步提升管理的水平，設(shè)計更加合理，保證建造施工的質(zhì)量，還有利于對工程的成本進行控制，也有利于后期運維。

2.2.2 BIM實施方案。本工程到達(dá)現(xiàn)場之后要立即組建BIM專業(yè)團隊，立即實施BIM技術(shù)。BIM技術(shù)團隊由一名總負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)指導(dǎo)并配備裝飾、機電、建筑、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等施工負(fù)責(zé)人各一名，一共由15人組成。

當(dāng)進行BIM策劃時，對各施工負(fù)責(zé)人明確分工以及所負(fù)責(zé)的內(nèi)容，由總負(fù)責(zé)人來制定工作協(xié)同的方式，統(tǒng)一項目施工的樣本，并設(shè)置工作及權(quán)限責(zé)任人，統(tǒng)一報告的格式以及交付的標(biāo)準(zhǔn)，并明確所采用的BIM軟件的版本。

2.2.3 BIM團隊組織機構(gòu)。本工程BIM實施要爭創(chuàng)“魯班獎”，確?！疤旄?，推動本次施工向著西南區(qū)域內(nèi)最具有價值創(chuàng)造的高端醫(yī)療項目的總目標(biāo)邁進。

2.3 BIM應(yīng)用要點

由于本次施工所采用的設(shè)備復(fù)雜多樣，而且需要完成復(fù)雜的機電管線的安裝工作，并且，醫(yī)院建筑功能具有非常多的分類建筑的外立面造型多變等特點，為了保證施工順利開展，所以應(yīng)用BIM技術(shù)，尤其在結(jié)構(gòu)的預(yù)留預(yù)埋階段應(yīng)BIM技術(shù)，能夠極大地提高施工的質(zhì)量，使方案的設(shè)計更加合理，有利于后期進行運維。通過與合作伙伴的密切合作，并在其指導(dǎo)下組織和構(gòu)建指揮管理平臺，有利于推動工地數(shù)字化，并實現(xiàn)實時瀏覽BIM模型，利于對現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)。而且應(yīng)用BIM技術(shù)所構(gòu)建的BIM模型的精確度能夠達(dá)到LOD400，其應(yīng)用主要包括以下方面[4]。

2.3.1 形象直觀的展示建模。為了規(guī)避以往開發(fā)建設(shè)過程中的問題，所以在本次施工要解決參與施工的各個單位之間技術(shù)參數(shù)不一致的問題，避免由于存在偏差，加之沒有進行充分的信息交流，導(dǎo)致在施工過程中才發(fā)現(xiàn)問題，所以經(jīng)常需要組織召開專題會，來找出從這個問題的原因以及制定解決方案，然后對其進行補救。這種方式極大地增大了各方推卸責(zé)任的概率，而且增加了施工的工作量。所以使用BIM技術(shù)進行建模，例如，構(gòu)建住院樓、醫(yī)技樓本建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，形成BIM模型，參與各個單位都能夠彼此進行數(shù)據(jù)的共享，從而開展更合理的設(shè)計，避免出現(xiàn)設(shè)計問題。而且BIM模型也能夠輔助設(shè)計人員進行設(shè)計，使設(shè)計方案的可行性更高。而且還能保存在構(gòu)建模型過程中產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)以及材料物理屬性的信息，提供足夠的設(shè)計保證運維。

2.3.2 圖模校驗、查漏補缺。保證各個施工單位都能夠順利地施工，使機電排布的更加合理，應(yīng)用BIM技術(shù)所構(gòu)建的三維模型來完成圖模效驗工作，能夠?qū)δＰ椭谐霈F(xiàn)的錯誤以及缺失等設(shè)計中存在的問題進行查驗，從而更合理的規(guī)劃機電管線，避免出現(xiàn)施工返工的問題，最大程度上控制成本。

2.3.3 管線碰撞、綜合排布。此次項目屬于大型醫(yī)療項目，涉及非常多的設(shè)備，而且管線布局非常的復(fù)雜，經(jīng)常會發(fā)生管線沖突問題。導(dǎo)致建筑室內(nèi)的經(jīng)高層需要調(diào)整，導(dǎo)致會出現(xiàn)返工問題。采用傳統(tǒng)的設(shè)計進行管線布置，其準(zhǔn)確性達(dá)不到要求。而應(yīng)用BIM技術(shù)以后，構(gòu)建BIM模型進行模擬和檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)可能會碰撞的位置，并給予解決方案。

BIM模型囊括了數(shù)據(jù)模型，能夠智能識別項目中任意構(gòu)件的屬性，此外，通過智能軟件的應(yīng)用，使工程的規(guī)劃更加的合理，而且能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不合理的地方。通過對碰撞檢查報告的審核，可以找出碰撞點，從而有利于對施工成本進行控制[5]。

2.3.4 凈高分析、空間提升。凈高分析是通過BIM技術(shù)來進行模擬每個設(shè)計區(qū)域的凈高，并以直觀的方式進行展現(xiàn)。根據(jù)管線排布的要求來獲得凈高，并找出BIM預(yù)測的凈高精裝修設(shè)計凈高之間的關(guān)系，確保整體空間的效果。利用BIM技術(shù)來獲取的凈高，利用不同的顏色進行區(qū)別，從而更清晰地展示每個區(qū)域內(nèi)的凈高，以便進行調(diào)整。

2.3.5 預(yù)留預(yù)埋避免返工。當(dāng)進行建筑整體結(jié)構(gòu)的施工時，通過構(gòu)建竣工模型來設(shè)計管線的路徑的標(biāo)高，準(zhǔn)確地對各個位置進行定位預(yù)埋孔洞和預(yù)埋件，通過BIM技術(shù)能夠清晰地展現(xiàn)出各個孔洞預(yù)留的位置，大大減少了遺漏的概率，提高了精準(zhǔn)性，使預(yù)留孔洞施工的效率增加。使用BIM技術(shù)能夠準(zhǔn)確地預(yù)留預(yù)埋，合理地進行排布機電管線的位置，使在墻體位置預(yù)留孔洞的精確性提高，實現(xiàn)精準(zhǔn)的預(yù)留預(yù)埋。

2.3.6 進行建造模擬發(fā)揮指導(dǎo)作用。采用BIM技術(shù)的虛擬建造功能能夠精確的模擬出醫(yī)療設(shè)備、外裝飾金屬板、鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件的尺寸模型。而且能夠精準(zhǔn)地對重點的施工流程，例如，吊裝運輸、鋼結(jié)構(gòu)吊裝、機電關(guān)鍵設(shè)備的運輸過程進行模擬，使用Navisworks軟件來進行模擬動畫功能設(shè)計并進行碰撞檢查，能夠進一步優(yōu)化施工方案，檢查在施工過程中可能會出現(xiàn)的問題，排查施工安全隱患，使得施工方案更加科學(xué)，保證施工的安全性。將獲得的最終結(jié)果清晰地展示給施工隊物和業(yè)主，獲取業(yè)主的意見并及時地進行調(diào)整和修改。

2.3.7 利用輔助設(shè)計避免浪費。在滿足規(guī)范的前提下，最大程度上節(jié)約資源，避免浪費。合理進行管線的安裝設(shè)計，調(diào)整好整個建筑結(jié)構(gòu)的布局，使整個支架空間來進行受力分析，以保證整體結(jié)構(gòu)受力的合理，可以通過BIM技術(shù)來設(shè)計支架，使整個建筑的結(jié)構(gòu)更加的優(yōu)化。

2.3.8 數(shù)字工廠預(yù)制組裝。使用BIM技術(shù)根據(jù)工程預(yù)制加工能夠快速地完成組裝工作，使施工的效率再次提升。本次施工追求智慧建造，設(shè)置了風(fēng)管生產(chǎn)線以及水管生產(chǎn)線，形成了西南地區(qū)的首個數(shù)字化加工廠。進行預(yù)制加工能夠提前完成建筑構(gòu)建的預(yù)制，有利于節(jié)約施工的工期，合理的使用施工的材料，避免造成材料的浪費[6]。

3 結(jié)束語

以上文章首先客觀分析了醫(yī)院建筑施工管理中普遍存在的管理體系不完善、監(jiān)督不到位及安全管理疏失等問題，繼而結(jié)合真實應(yīng)用案例，著眼于多個方面，深入且細(xì)致地探討了BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑施工中的具體應(yīng)用與應(yīng)用價值，希望能加深建筑領(lǐng)域相關(guān)人員對BIM技術(shù)的認(rèn)識與了解，借此在促進BIM技術(shù)普及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，推進建筑施工現(xiàn)代化發(fā)展。