黃高瓊 戚 帥

(第九〇〇醫(yī)院，福建 福州 350001)

建筑工程是一個(gè)功能齊全、業(yè)務(wù)特征明顯的復(fù)雜施工及運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，同時(shí)，它的建設(shè)和運(yùn)維是一個(gè)全生命周期項(xiàng)目，基于BIM技術(shù)的工程綜合應(yīng)用主要應(yīng)用BIM的模擬功能來(lái)進(jìn)行，利用CAD圖紙?zhí)崆敖槿牒徒鉀Q建筑實(shí)施全過(guò)程中可能出現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化、施工過(guò)程的節(jié)能和智能化的運(yùn)營(yíng)管理，以BIM模型為平臺(tái)基礎(chǔ)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的綠色設(shè)計(jì)、施工和智能運(yùn)維的一體化[1,2]。

1 BIM應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求

1.1 解決二維圖紙展示不全面的需要

在工程項(xiàng)目的預(yù)算編制、招投標(biāo)及實(shí)際施工過(guò)程仍是提供紙質(zhì)版及電子版CAD施工圖紙。各類(lèi)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備的施工圖紙基于大樓的書(shū)面資料，CAD等二維圖形軟件僅描述了建筑及設(shè)備等構(gòu)造的關(guān)鍵構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，展示的信息簡(jiǎn)易且不夠全面，需要人為去提取并加以深化，當(dāng)前實(shí)施中的項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜，特別是公共建筑，涉及設(shè)備較多，顯然，二維圖紙的施工圖難以對(duì)復(fù)雜的設(shè)備、管道對(duì)接、預(yù)留等進(jìn)行分析和描述，特別是醫(yī)療設(shè)備的承重及供電需求需要加固和后補(bǔ)，針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，需要應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)提前解決此類(lèi)問(wèn)題。

1.2 實(shí)現(xiàn)工程綠色施工的需要

在工程實(shí)施中各專(zhuān)業(yè)施工間聯(lián)系松散各自為政、協(xié)同性差，造成各專(zhuān)業(yè)之間經(jīng)常出現(xiàn)碰撞和沖突，部分沖突造成較大的材料和人力浪費(fèi)，并且對(duì)材料采購(gòu)和供應(yīng)造成影響，但是多余或者浪費(fèi)的材料與綠色施工的要求不一致[3]。在這種情況下，通過(guò)BIM可視化提前對(duì)接和碰撞，可以實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的量化與精確化，減少返工或者材料返廠(chǎng)造成的資源浪費(fèi)。利用BIM模型的展示功能，在施工組織設(shè)計(jì)階段就介入施工材料的選擇和使用，按照施工圖提前考慮建筑施工所需要的數(shù)量，做好施工采購(gòu)計(jì)劃和采購(gòu)數(shù)量，精準(zhǔn)化的要求提高了綠化施工的要求和節(jié)能水平。

1.3 綠色運(yùn)維的精細(xì)化要求

項(xiàng)目全生命周期中運(yùn)維是時(shí)間最長(zhǎng)的階段，也是整體資源消耗較多的地方，收集和利用好工程實(shí)施過(guò)程中，特別是工程竣工交付使用傳遞的各類(lèi)設(shè)備資料數(shù)據(jù)，作為一個(gè)后續(xù)醫(yī)療工程智能綠色運(yùn)維的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進(jìn)而打造智慧運(yùn)維管理平臺(tái)。大型公共建筑如病房樓、門(mén)診樓等是服務(wù)于來(lái)院就醫(yī)患者的一個(gè)基礎(chǔ)單元，提供各種水電氣設(shè)備設(shè)施的后勤保障，特別是醫(yī)療設(shè)備和空調(diào)暖通設(shè)備的保障，直接與病患接觸，更加具有系統(tǒng)復(fù)雜性、關(guān)聯(lián)性，后勤保障的精細(xì)程度直接關(guān)系到醫(yī)院提供醫(yī)療服務(wù)的品質(zhì)[4,5]。大樓維保大部分交于物業(yè)公司運(yùn)維，部分物業(yè)服務(wù)公司在進(jìn)入工程維保時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確把握工程的竣工資料或圖紙檔案等細(xì)節(jié)要求，因?qū)こ叹唧w設(shè)備底數(shù)不清等原因無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)維保，且因人員變動(dòng)快造成資料保存不完善，出現(xiàn)相關(guān)檔案資料斷檔，無(wú)法準(zhǔn)確反映工程各設(shè)施設(shè)備的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，特別是對(duì)大樓空調(diào)設(shè)備、醫(yī)療氣體工程、鍋爐等設(shè)備，無(wú)法有效掌握具體狀態(tài)，甚至是設(shè)備的啟停順序，容易出現(xiàn)因設(shè)備使用不當(dāng)造成設(shè)備故障，影響工程正常運(yùn)維，極需要通過(guò)BIM來(lái)構(gòu)建智能運(yùn)維管理平臺(tái)，達(dá)到精細(xì)化綠色管理的要求。

2 BIM應(yīng)用的技術(shù)措施

一是探索在工程準(zhǔn)備階段應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)CAD進(jìn)行工程BIM模型建立，探索建立工程BIM實(shí)用模型的合理途徑，針對(duì)建模過(guò)程中的問(wèn)題優(yōu)化模型建立，統(tǒng)一建模標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范BIM實(shí)施流程等方面進(jìn)行研究，解決BIM模型統(tǒng)一性問(wèn)題。在用Revit進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用各專(zhuān)業(yè)互相鏈接中心文件的方式隨時(shí)查看其最新圖紙信息，協(xié)同作業(yè)。比如，智能化系統(tǒng)的線(xiàn)槽一般會(huì)與強(qiáng)電系統(tǒng)的線(xiàn)槽排布在同一高度空間內(nèi)，繪制線(xiàn)槽時(shí)把強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)的中心模型文件鏈接進(jìn)來(lái)，通過(guò)對(duì)其設(shè)置可見(jiàn)性就可以方便地查看強(qiáng)電系統(tǒng)線(xiàn)槽的位置。如果管線(xiàn)間有沖突，需及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，將線(xiàn)槽合理地排布開(kāi)，為后期的模型調(diào)整減少不必要的麻煩。在設(shè)計(jì)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí)，也可以用這種方法將暖通專(zhuān)業(yè)、水專(zhuān)業(yè)相關(guān)的設(shè)備方便地顯示在自己的視圖中。

二是以BIM模型實(shí)現(xiàn)節(jié)能施工和施工協(xié)同?；诠こ添?xiàng)目的實(shí)際情況，利用BIM技術(shù)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)綠色施工，通過(guò)對(duì)圖紙的三維虛擬建造，將各類(lèi)圖紙?jiān)谕荒Ｐ蜕线M(jìn)行建立，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，利用模型三維可視化的功能，提前對(duì)結(jié)構(gòu)中施工難度較大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行施工難度分析，減少可能出現(xiàn)的返工情況，實(shí)現(xiàn)施工協(xié)同與綠色施工的一體化；利用大樓BIM模型，通過(guò)三維模擬和碰撞檢驗(yàn)，建立一套符合實(shí)際的可視化立體模型，支持各項(xiàng)目相關(guān)方可靠地整合、分享和審閱詳細(xì)的三維設(shè)計(jì)模型，便于大樓施工全過(guò)程協(xié)同管理。

三是建立項(xiàng)目運(yùn)維管理平臺(tái)。研究利用工程施工全過(guò)程BIM模型建立綠色運(yùn)維平臺(tái)，強(qiáng)化項(xiàng)目信息聯(lián)通和對(duì)接，以輕量化引擎集成醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)療設(shè)備和機(jī)電設(shè)備等數(shù)據(jù)，對(duì)醫(yī)院運(yùn)維實(shí)施可視化、信息化管理。運(yùn)維管理平臺(tái)應(yīng)集成各個(gè)管理信息子系統(tǒng)，以各建筑設(shè)備管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集成BIM技術(shù)、三維電子地圖、安全管理、能耗管理、資產(chǎn)管理等功能，實(shí)現(xiàn)在主流PC、平板電腦、智能手機(jī)等電子設(shè)備上運(yùn)營(yíng)管理，用戶(hù)按權(quán)限分級(jí)訪(fǎng)問(wèn)及管理。

3 BIM運(yùn)維管理應(yīng)用案例

3.1 工程概況

某醫(yī)院病房樓總建筑面積39 326 m2，其中地下1層，地上18層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)住院部、手術(shù)室等。通過(guò)建立智能運(yùn)維管理平臺(tái)，將建筑各信息整合到一個(gè)模型中，提高醫(yī)院運(yùn)維管理效率。

3.2 醫(yī)院BIM智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的構(gòu)建

醫(yī)院智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)采用B/S+C/S的混合架構(gòu)模式設(shè)計(jì)，最大程度上滿(mǎn)足醫(yī)院運(yùn)維人員的現(xiàn)實(shí)運(yùn)維需求，從根本上提高運(yùn)維管理效率，降低運(yùn)維管理成本。本平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示，總體分為四層，從上至下分別為：展示層、應(yīng)用層、服務(wù)層以及數(shù)據(jù)層。其中展示層主要集成各種設(shè)備、能耗的數(shù)據(jù)分析，為管理者提供數(shù)據(jù)圖表輔助決策；應(yīng)用層主要集成各個(gè)管理模塊及移動(dòng)端訪(fǎng)問(wèn)等應(yīng)用程序；服務(wù)層則為管理者提供權(quán)限管理、配置管理、日志圖表、安全管理、平臺(tái)監(jiān)控以及訪(fǎng)問(wèn)控制等平臺(tái)管理功能；數(shù)據(jù)層則提供平臺(tái)原始數(shù)據(jù)的安全、存儲(chǔ)、傳輸、更新等數(shù)據(jù)保障。總體架構(gòu)圖及總體架構(gòu)分層示意圖如圖1，圖2所示。

3.3 平臺(tái)功能

該BIM智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能有：

一是構(gòu)建全生命周期的建筑信息平臺(tái)：BIM三維空間模型(如圖3所示)內(nèi)含綜合管線(xiàn)模型，攜帶所有有關(guān)這個(gè)建筑的信息，貫徹建筑從建設(shè)到拆除的全生命周期，為建筑運(yùn)維提供三維立體化的數(shù)據(jù)支持。

二是運(yùn)維管理功能：支持通過(guò)APP/Web端登入平臺(tái)，通過(guò)3D可視化運(yùn)維界面，進(jìn)行建筑的運(yùn)維管理作業(yè)(見(jiàn)圖4)。通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析向管理方展示多維度、多對(duì)象的數(shù)據(jù)圖表。出現(xiàn)緊急情況，平臺(tái)第一時(shí)間聯(lián)動(dòng)BIM模型定位報(bào)警位置視角，并聯(lián)動(dòng)攝像頭，查看報(bào)警位置現(xiàn)場(chǎng)情況，自動(dòng)展示疏散路徑并聯(lián)動(dòng)各子系統(tǒng)進(jìn)行人員疏散。通過(guò)對(duì)各子系統(tǒng)能耗分析，提出能耗減排方案，通過(guò)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

3.4 平臺(tái)可能故障的影響

智慧運(yùn)維管理平臺(tái)絕大多數(shù)的功能模塊都是對(duì)設(shè)備“只監(jiān)不控”，僅對(duì)個(gè)別安全性要求不高的設(shè)備進(jìn)行控制，如門(mén)禁、道閘、智能照明等，當(dāng)出現(xiàn)個(gè)別硬件故障時(shí)，系統(tǒng)將就該硬件故障報(bào)警并推送相關(guān)職責(zé)人員，進(jìn)行下一步處理。個(gè)別硬件設(shè)備出現(xiàn)故障對(duì)平臺(tái)反應(yīng)速度、運(yùn)行速度不會(huì)產(chǎn)生影響。個(gè)別硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)平臺(tái)運(yùn)行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響主要如表1所示。

表1 個(gè)別硬件設(shè)備故障時(shí)對(duì)平臺(tái)運(yùn)行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要論述BIM應(yīng)用針對(duì)二維圖紙表達(dá)局限性、綠色施工的需要及精細(xì)化管理的要求，并針對(duì)性提出技術(shù)措施，并通過(guò)構(gòu)建智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)的實(shí)例，該平臺(tái)區(qū)別于傳統(tǒng)的智能化及機(jī)電的建設(shè)方案，通過(guò)為醫(yī)院的管理方提供一套更為智慧、有效的綜合管理平臺(tái)，將智能化、機(jī)電、物業(yè)管理、節(jié)能管理、對(duì)外展示等多種角度的系統(tǒng)及管理需求進(jìn)行一體化整合，提前研究可能存在的維保重難點(diǎn)，有效維護(hù)了建筑物的各種使用功能，延長(zhǎng)大型醫(yī)療建筑的使用壽命，體現(xiàn)了BIM在項(xiàng)目全生命周期的應(yīng)用價(jià)值。