張 超

(蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院，安徽 蚌埠 233004)

0 引 言

建筑行業(yè)和衛(wèi)生事業(yè)快速發(fā)展的同時，也帶來了醫(yī)療建筑建設的難度、復雜度提高,醫(yī)療建筑功能的特殊性也對運維安全程度提出了更高的要求。BIM作為3D技術中的典型代表，其應用范圍越來越廣。Chuck Eastman教授(“BIM之父”)在20世紀70年代就已經提出未來將會出現可以對建筑物進行智能模擬的計算機系統[1]。BIM技術打破了設計、施工和運維中傳統的理念，給醫(yī)療建筑的消防設計和消防運維管理提供了新的思路，實現了各專業(yè)信息的共享和協同。

1 BIM技術應用發(fā)展現狀及特點

(1)美國、英國、韓國、日本等發(fā)達國家，制定政策，不斷大力推動BIM應用。目前政府監(jiān)管機構在基于BIM的建筑許可、合標性自動監(jiān)測流程、標準制定及數據庫建造、開放化BIM指南和其他協作事項等工作中取得了一定的進展，部分國家已投資數百萬美元用于搭建基于BIM的建筑合標性自動監(jiān)測和建筑許可系統。我國工程建設行業(yè)于2003年開始引進BIM技術, 2010年前后BIM技術應用逐步興起。國內經濟發(fā)達地區(qū)如長三角、珠三角和京津冀等地區(qū)起步較早[2]。我國國家層面的 BIM 六大標準已發(fā)布三項，各地也針對其應用出臺了部分相關標準，但總體來看，國內BIM標準進程緩慢，成為制約BIM發(fā)展的關鍵因素之一[3]。

(2)BIM應用物理模型對建筑工程進行全生命周期的表達，且能隨著建設工程進度的推進不斷完善和補充有關的建筑信息。BIM技術的重點是利用數字化技術提供完整的、與實際情況一致的各建筑工程信息族庫，并且將這些信息族庫添加到所構建的三維工程建筑模型中去，其特點主要可分為可視化、協調性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等五個方面[4]。

2 醫(yī)院建筑消防安全管理現狀

分析該領域相關文獻，能夠看出醫(yī)療建筑的消防安全管理使用尚有若干缺陷：

(1)國內建筑的消防設計基本依據國家規(guī)范，如《建筑設計防火規(guī)范》《消防給水及消火栓系統技術規(guī)范》《自動噴水滅火系統設計規(guī)范》等進行，醫(yī)院建筑在使用過程中根據醫(yī)療功能的變化出現的再次裝修和局部改造會給建筑的防火等級和防火效果帶來一定影響，如何保證不降低建筑的防火等級是建筑防火設計改造和裝修的重點。

(2)現行醫(yī)院消防設施運維管理由醫(yī)院后勤部門來負責。在當前公立醫(yī)院后勤服務社會化變革背景下，后勤工作人員不斷縮減,平均年齡較大,且學歷較低, 專業(yè)化人才隊伍匱乏，直接影響著醫(yī)院建筑運維階段的管理效果。

(3)運維階段管理目前主要采用現場巡視、分散駐點值守方式,一旦遇到突發(fā)事件,往往被動應對,而非事前預警,無法滿足醫(yī)院日益增長的需求。同時,由于運維階段信息化程度較低,導致設備、設施信息具有分散性以及在交付工作中部分數據丟失,遺留大量設備的安全隱患。運營維護階段建筑設備的管理成為醫(yī)院改革推進的難點[5]。

(4)醫(yī)療建筑使用階段，按照《消防法》等法律法規(guī)要求，要定期和不定期進行評估檢測，在這個工作程序中，要儲存和甄別有效的防火系統的全部信息，若僅依靠人工進行消防設備檢修，容易發(fā)生漏檢漏測，可能就會造成消防系統不能正常運行，從而會在火災發(fā)生時造成巨大損失。利用自動化系統提高了報修的及時性、準確性，降低了勞動強度，提高了管理效率[6]。

3 研究目的與研究方法

從人工智能、大數據、物聯網等技術的發(fā)展趨勢看，信息化在消防設施運維管理中占有的地位將越來越重要。鑒于BIM 技術優(yōu)勢和醫(yī)療建筑消防安全管理使用中的缺陷，本文綜合應用 BIM 的理論、方法，探討 BIM技術在醫(yī)療建筑消防設施運維模型構建中的應用，將BIM 技術研究、專家調研和文獻檢索分析等研究方法應用于本項目，初步搭建一種基于BIM的醫(yī)院建筑消防安全運維管理理論架構。

4 建筑消防設施運維策劃及模型構建

4.1 歷年模型研究成果

通過對近年期刊文獻檢索，可看出國內一些研究者也提出了基于BIM的建筑消防應用模型。其中，馬建龍[7]通過引入建筑信息模型和二維碼技術，研究開發(fā)基于 BIM 的消防設備智能管理系統，并運用智能移動設備輔助建筑物運維期的維護維修管理；陳遠等[8]研究了基于 BIM 的建筑消防安全管理的應用框架，包含基于 BIM 的建筑消防設計子模型、基于 BIM 的消防預案管理子模型和基于 BIM 的智能消防系統子模型；黃林青等[9]先把建筑物的消防信息進行采集，其次明確BIM模型中相關的ID，再把建筑物的結構、空間及消防設施設備等信息傳輸到對應的ID，然后將信息進行存儲，最終建立模型和實體建筑物的一一對應關系；張勇[10]研究構建 BIM 信息化5個子模型，在建筑管理的各階段加以應用。這些理論研究為BIM技術在醫(yī)院建筑消防設施運維模型構建中的應用起到了很好的引領、啟發(fā)和借鑒作用。

4.2 做好運維平臺數據和BIM模型對接

實施單位既要有高水平的數據處理技術、建模技術、軟件技術，還必須要深入項目現場，收集第一手翔實、可靠、全面的資料，從數據信息來源上保證運維模型的可靠性和準確性。在具體工作中，總結出BIM模型與運維平臺數據對接方案(圖1)：

圖1 BIM模型與運維平臺數據對接方案

4.2.1 整理竣工資料

應用BIM技術的建筑大多具有復雜性，項目面積大，需要將消防竣工資料分門別類進行整理，在需要進行項目整體分析時，以鏈接文件的形式進行展示，主要分為場地環(huán)境、建筑分層、設備機房、消防水路管線、消防電路管線等6大類別，把上述類別內容作為建立模型的數據來源。項目其他的竣工資料，比如項目聯系單、項目變更單、調試記錄、質量控制記錄、監(jiān)理記錄等，同步歸納整理。

4.2.2 現場核查

現場核查前，要制定現場踏勘核查方案，內容應包括：核查區(qū)域范圍、核查路線、核查人員安排、核查儀器儀表?，F場核查工作的成果以CAD圖紙、照片、視頻、清單表格等數據資料進行保存?，F場核查數據作為建模人員的信息源，優(yōu)先級將依次高于項目變更單、竣工圖紙、施工圖紙。

4.2.3 建立模型

建模人員根據現場核查資料，參照項目其他文檔進行建模。有關人員在醫(yī)療建筑消防設施的運行期間會對消防設施進行日常巡查、維護、檢修，也不斷對導入 BIM 模型中的信息更新完善，可以把此時BIM模型看成大型數據庫，既能夠將數據庫中的信息賦予建筑的傳感器、自動控制、計算機等智能消防系統，又承載著消防設備的全部信息，形成中央處理器CPU(圖2)。當火災發(fā)生的時候，CPU將從 BIM模型中自動抓取消防設施有關的信息，隨即應急快速啟動相關自動控制報警系統、滅火設備等，提高消防系統的防火滅火能力。

圖2 BIM信息采集形成的CPU運行控制功能

4.2.4 添加信息

實施人員將以模型構件作為信息添加的最小粒度，在運維模型中添加設備屬性、維護保養(yǎng)、產品說明、使用手冊等信息，并為構件添加空間編碼信息。利用BIM技術平臺，將建筑信息、消防設備信息進行可視化表達，用不同的顏色、不同的方案直觀展示出設備的運維狀態(tài)、設備處置決策，克服了維修保養(yǎng)設備時因信息不全、圖形復雜等原因而無法達到設備維護的及時性與完好性的缺點，提高了維護效率，降低了總體維護成本。

4.2.5 導入數據庫

在該步驟建立的運維模型數據庫，將在項目運維階段發(fā)揮關鍵作用。該數據庫作為運維軟件調用的核心數據庫，為運維軟件提供最關鍵的數據源。在基于BIM的運維平臺與其他建筑信息化系統對接時，該數據庫也可以作為底層數據庫，為其他系統建立模型數據索引。

4.2.6 導入運維平臺

根據項目選用運維平臺的不同，運維模型導入平臺的方式可能有所差異。大多數情況下，都選用數據庫導入方式。模型導入后，運維平臺在服務器端請求讀取模型文件，在三維圖形界面加載渲染模型。需要調用模型文本信息、參數信息時，運維平臺在各功能模塊的表單頁面、屬性頁面服務端讀取數據庫信息。

4.2.7 運維階段模型變更處理流程

在實際運維階段，醫(yī)療建筑因功能變化和業(yè)務需要，局部區(qū)域常有工程改造項目。建筑防火分區(qū)、設備設施變更后，運維模型也需要同步進行修正。以某一設備為例，該設備在運維平臺中具有多條運維工單、多條巡檢記錄，這些工單和記錄形成了設備的維修保養(yǎng)歷史記錄。在工程改造項目中，該設備的位置發(fā)生了變化，管線連接的方式發(fā)生了變化，但設備主體不變，在此情況下，修改的是位置信息、幾何信息，即套用構件原有的運維數據，僅更新構件的模型幾何信息、位置信息，保持模型與軟件始終保持對應。

5 結束語

醫(yī)院運維階段管理實行專業(yè)化和信息化是現代化醫(yī)院改革和發(fā)展的必然趨勢,BIM技術的最大價值就是全生命期的信息傳遞與共享[11]。BIM技術在消防設施運維階段的應用可以對維修保養(yǎng)進行精細化和前瞻性管理,髙效率的運維響應可以使醫(yī)療建筑消防設施達到更好的安全運行效果。