司徒夏昊，白旭峰（上海市中醫(yī)醫(yī)院，上海 200071）

1 工程背景

上海市中醫(yī)醫(yī)院新建嘉定院區(qū)位于嘉定新城東區(qū)，兆年路以東，澄瀏中路以西，樂寧路以南，榮聯(lián)路以北?？偨ㄖ娣e約 112 582 m2，其中地上新建建筑面積約 80 800 m2，地下新建建筑面積約 31 782 m2。規(guī)劃用地面積 69 126 m2（ 104 畝），場地平坦。東側(cè)為現(xiàn)狀城市道路，交通量大，另外三側(cè)有規(guī)劃道路通過，場地中間保留南北向公共通道。院區(qū)三維模型圖如圖 1 所示。

圖1 院區(qū)三維模型圖

本項(xiàng)目為 1 棟綜合大樓，主樓地上部分包括門急診、醫(yī)技、住院及相關(guān)配套功能，科研教學(xué)功能分布在住院樓頂層、醫(yī)技樓頂層及門診樓西南側(cè)單元。地下設(shè)置餐廳廚房、設(shè)備用房、倉儲用房與地下停車庫。考慮到醫(yī)院的遠(yuǎn)期發(fā)展，規(guī)劃預(yù)留了充足的擴(kuò)展用地，可滿足今后的醫(yī)教研等不同功能的發(fā)展需求。

由于醫(yī)院建筑是特殊的公共建筑，功能復(fù)雜且社會影響性大，其全生命周期管理具有很大的挑戰(zhàn)性。為了順應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)院建筑建設(shè)與運(yùn)維管理的需求，在新院區(qū)建設(shè)全過程應(yīng)用 BIM 技術(shù)。項(xiàng)目組在研究《上海市建筑信息模型應(yīng)用指南（2017 版）》《上海市級醫(yī)院建筑信息模型應(yīng)用指南（2017 版）》的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況與建設(shè)特點(diǎn)，編制了《上海市中醫(yī)醫(yī)院嘉定院區(qū)項(xiàng)目BIM實(shí)施規(guī)劃》，并在建設(shè)全過程實(shí)施。

2 BIM 應(yīng)用總體目標(biāo)

通過對新建院區(qū)項(xiàng)目的研究與實(shí)踐，將 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）+PM（Project Management，項(xiàng)目管理）的管理理念與豐富的施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。運(yùn)用 BIM 技術(shù)改進(jìn)醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理模式。通過 BIM 技術(shù)加強(qiáng)的精細(xì)化管理過程，能實(shí)現(xiàn)較快、較好地投入產(chǎn)出比，產(chǎn)生較大的社會效益。具體實(shí)現(xiàn)目標(biāo)包括造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量、安全和信息集成 5 個(gè)方面。

2.1 造價(jià)控制目標(biāo)

應(yīng)用 BIM 技術(shù)的參數(shù)化特征，體現(xiàn)工程量計(jì)算準(zhǔn)確、精細(xì)和快捷的優(yōu)勢，對造價(jià)控制起到良好的校核支撐作用。通過應(yīng)用 BIM 技術(shù)的碰撞分析和豎向凈空分析，大幅減少設(shè)計(jì)文件的“錯(cuò)、漏、碰、缺”以及凈高不合理現(xiàn)象，提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)變更和索賠數(shù)量，避免造成施工階段返工?；诮ㄔO(shè)期的 BIM 應(yīng)用，為 BIM 運(yùn)維打好基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)運(yùn)維平臺可結(jié)合 BIM 三維模型，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息可以與三維模型緊密關(guān)聯(lián)，可大幅降低傳統(tǒng)物業(yè)管理成本。尤其是對 BIM + 醫(yī)療工藝的應(yīng)用，減少新建院區(qū)的運(yùn)營階段成本。

2.2 進(jìn)度控制目標(biāo)

應(yīng)用 BIM 三維可視化特征，對新建院區(qū)從宏觀到微觀進(jìn)行進(jìn)度控制管理。如進(jìn)行建筑效果展示、漫游模擬，支撐醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)和部門多方案比選，實(shí)現(xiàn)新院區(qū)項(xiàng)目籌建辦快速決策，節(jié)約時(shí)間?；?BIM 技術(shù)的碰撞檢測、凈空分析，提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題，避免后期返工而延長施工工期，保證進(jìn)度計(jì)劃正常進(jìn)行。應(yīng)用 BIM-4 D 施工方案模擬，實(shí)行現(xiàn)場布置優(yōu)化，從而優(yōu)化施工方案，科學(xué)縮短工期。

2.3 質(zhì)量控制目標(biāo)

通過 BIM 的各類模擬分析，提高整個(gè)醫(yī)院院區(qū)的建設(shè)品質(zhì)。圍繞本項(xiàng)目“魯班獎(jiǎng)”優(yōu)質(zhì)工程的質(zhì)量目標(biāo)，主要通過 BIM 優(yōu)化醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)，優(yōu)化建筑物的使用功能?；陧?xiàng)目投入運(yùn)營后各處使用場景實(shí)施管線綜合，提升醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量，提高醫(yī)院建筑運(yùn)營使用滿意度。應(yīng)用 BIM技術(shù)進(jìn)行凈空分析，提前發(fā)現(xiàn)凈高不合理問題，提高施工圖質(zhì)量?；?BIM 的參數(shù)化特征，查找設(shè)計(jì)圖紙平立剖圖紙信息對應(yīng)問題，提高設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量。通過 BIM 云平臺“工程管理”下 10 大模塊，對現(xiàn)場工況、檢查情況、材料進(jìn)場與檢驗(yàn)等信息共享，實(shí)現(xiàn)施工全過程的質(zhì)量監(jiān)督。并在裝飾裝修工程中利用 BIM 三維排版方案預(yù)覽，控制室內(nèi)外建筑效果與質(zhì)量，達(dá)到功能與美觀的和諧統(tǒng)一。

2.4 安全控制目標(biāo)

對關(guān)鍵施工方案進(jìn)行 BIM 模擬，依據(jù)“虛擬建造”的全過程，預(yù)先發(fā)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源，并且基于 BIM 模擬進(jìn)行技術(shù)交底，形象生動(dòng)地展示二維圖紙無法表達(dá)的繁雜施工部位，從而進(jìn)行安全控制?；?BIM 云平臺的工程監(jiān)測和及時(shí)報(bào)警，從而減少安全風(fēng)險(xiǎn)?；?BIM 技術(shù)對施工現(xiàn)場安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施模擬并督促實(shí)施。

2.5 平臺管理的信息集成目標(biāo)

基于漫拓云工程綜合管控平臺的 BIM 管理，實(shí)現(xiàn)工程信息在平臺中的集成共享，新院區(qū)參建各方皆可隨時(shí)隨地查閱相關(guān)工程數(shù)據(jù)信息，提高了信息傳遞速率。并且可將輕量化的建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電模型上傳云端，應(yīng)用 BIM 技術(shù)的三維可視化特征，供各方基于 BIM 三維模型協(xié)同討論相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)信息集成與共享，提高溝通效率，改變傳統(tǒng)工作習(xí)慣。

3 BIM 應(yīng)用需求分析

3.1 院區(qū)總平面設(shè)計(jì)考慮要素眾多

由于本項(xiàng)目作為嘉定新城著力創(chuàng)建國內(nèi)首個(gè)“國際中醫(yī)藥城區(qū)”的重要項(xiàng)目，在院區(qū)總平面設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮的因素眾多。如醫(yī)療區(qū)、院內(nèi)生活區(qū)、教學(xué)科研區(qū)等功能分區(qū)是否合理；院區(qū)外部交通組織、院內(nèi)交通組織和醫(yī)院建筑的內(nèi)部交通路線是否有序；院區(qū)總體環(huán)境設(shè)計(jì)是否考慮醫(yī)院工作效率和病人康復(fù)養(yǎng)身等人性化要素；是否考慮醫(yī)院建設(shè)發(fā)展余地的保留和風(fēng)險(xiǎn)防范。

（1）功能分區(qū)與交通流線的綜合分析。應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可以針對院區(qū)外的各種性能進(jìn)行參數(shù)化模擬分析，功能上劃分開放區(qū)域（動(dòng)態(tài)）和限制區(qū)域（靜態(tài)），優(yōu)化組織人流、車流和物流，遵循人流車流分離、潔污分流、避免流線交叉干擾等原則。每幢建筑的人流、物流組織都會對院區(qū)內(nèi)的車流產(chǎn)生影響，通過醫(yī)院內(nèi)外的交通組織模擬，提前發(fā)現(xiàn)醫(yī)院院區(qū)管理的關(guān)鍵所在，采取應(yīng)對措施，并進(jìn)一步優(yōu)化醫(yī)院建筑的功能布局。

（2）環(huán)境設(shè)計(jì)的綜合分析。院區(qū)綠地景觀應(yīng)兼顧醫(yī)院內(nèi)所有功能區(qū)域的觀景視野，同時(shí)使景觀空間向周邊地塊滲透，整個(gè)醫(yī)院景觀點(diǎn)線面結(jié)合互相關(guān)聯(lián)，甚至屋面更可設(shè)置綠化構(gòu)造使院區(qū)景觀立體化。通過構(gòu)建 BIM 模型進(jìn)行綜合模擬分析，提前優(yōu)化院區(qū)的環(huán)境設(shè)計(jì)，并且考慮院區(qū)內(nèi)市政管線的合理布局，促進(jìn)景觀、市政管線、建筑的融合，提前考慮這些因素，可以防止后期發(fā)生顛覆性的變更，避免工期和造價(jià)的損失。

3.2 空間功能復(fù)雜 醫(yī)療工藝需求高

醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)定義為“對醫(yī)院內(nèi)容醫(yī)療活動(dòng)過程及程序的策劃”，主要包含科室分布及動(dòng)線分析、工藝平面方案設(shè)計(jì)、房型及技術(shù)條件設(shè)計(jì)等流程內(nèi)容，利用 BIM 技術(shù)中的模型分析、平面分析、功能布局及可視化樣板相關(guān)應(yīng)用點(diǎn)輔助醫(yī)療工藝設(shè)計(jì)策劃。BIM 團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的方案設(shè)計(jì)文件進(jìn)行 BIM 模型建立，同時(shí)參考醫(yī)療工藝策劃的方案進(jìn)行人流、物流模擬。

（1）醫(yī)療功能空間布局合理性的影響。若醫(yī)療功能布局及醫(yī)療工藝流程不明確，進(jìn)度策劃和造價(jià)估算不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致后期變動(dòng)較多，目標(biāo)控制困難。由于新建醫(yī)院項(xiàng)目的需求和功能復(fù)雜性，在前期及策劃階段，多難以明確醫(yī)療工藝流程，導(dǎo)致后期變動(dòng)較多，平面布局調(diào)整頻繁，方案穩(wěn)定性差，進(jìn)而影響項(xiàng)目的規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)確定，造價(jià)估算不準(zhǔn)確，后期超投資嚴(yán)重。同時(shí)也為進(jìn)度控制帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。

（2）功能之間的關(guān)系是否合理。功能作為建筑的根本決定了其不同的體量和建筑表現(xiàn)，進(jìn)而影響到核心空間的組織模式。作為日常生活、娛樂、休息、工作的場所，功能的不同決定了其空間的分化和組成形式，當(dāng)然空間也能決定其功能，空間的特性也在很大程度上決定了其功能?？臻g與功能之間是相互影響、相互決定的。各種空間代表著不同的功能，這些空間的關(guān)系是否合理也決定了功能之間的關(guān)系是否合理。若不對空間功能進(jìn)行詳細(xì)的分析，很有可能造成功能空間之間關(guān)系不合理。

3.3 打造精品工程

基于本項(xiàng)目在嘉定新城東區(qū)的重要性、項(xiàng)目性質(zhì)（公益性公共建筑）、項(xiàng)目規(guī)模（達(dá) 10 萬 m2以上）及項(xiàng)目創(chuàng)新性（BIM + PM 創(chuàng)新應(yīng)用）要求，本項(xiàng)目的質(zhì)量要求確立國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)“魯班獎(jiǎng)”。魯班獎(jiǎng)是國家最高質(zhì)量獎(jiǎng)，魯班獎(jiǎng)工程是優(yōu)中選優(yōu)的工程，爭創(chuàng)魯班獎(jiǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)提前策劃并實(shí)施相關(guān)工作。建立魯班獎(jiǎng)創(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)小組、策劃招標(biāo)與合同管理、編寫《魯班獎(jiǎng)創(chuàng)優(yōu)策劃書》、PDCA 督促《魯班獎(jiǎng)創(chuàng)優(yōu)策劃書》的實(shí)施。在爭創(chuàng)魯班獎(jiǎng)的過程中，BIM 技術(shù)應(yīng)用將發(fā)揮重要作用?；谌S可視化、參數(shù)化模擬分析、信息集成共享性等優(yōu)點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量、提高施工方案的質(zhì)量、“虛擬建造、樣板引領(lǐng)”提高施工質(zhì)量。尤其是在機(jī)電管線安裝、裝飾裝修施工方面，通過 BIM模擬，不僅可保證建筑設(shè)施及空間的性能，而且能保證美觀舒適，實(shí)現(xiàn)外觀效果“整齊劃一，成排成行” “對稱、對縫、對花”，給醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員和病患及其家屬創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)環(huán)境。這也是 BIM 技術(shù)在質(zhì)量控制方面的最佳體現(xiàn)。

3.4 院區(qū)內(nèi)協(xié)同作業(yè)且交通組織復(fù)雜

應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行施工場地規(guī)劃模擬，可以解決本項(xiàng)目施工階段現(xiàn)場受限、交通組織復(fù)雜的難題。BIM 施工現(xiàn)場布置分析所涉及的主要內(nèi)容包括施工各階段的場地地形、場地周邊的市政管線（水、電、燃?xì)狻⑼ㄐ诺龋?、場地周邊的交通設(shè)施、既有建筑設(shè)施、施工操作區(qū)域、臨時(shí)道路、臨時(shí)設(shè)施、材料堆場、構(gòu)件加工場地、臨時(shí)水電、施工機(jī)械設(shè)備和安全文明生產(chǎn)設(shè)施等。規(guī)劃布置上述內(nèi)容，構(gòu)建場地規(guī)劃模擬 BIM 模型，并進(jìn)行分析優(yōu)化。

根據(jù)院區(qū)建筑功能分布情況，可在院區(qū)內(nèi)設(shè)置施工環(huán)道，便于施工人流、車流和物流的暢通?；?BIM 規(guī)劃項(xiàng)目施工方案，合理設(shè)置施工環(huán)道，涵蓋地下工程施工階段到景觀綠化、市政和院內(nèi)道路的施工階段。若施工環(huán)道使用時(shí)間長、頻率高，則達(dá)到省工、省時(shí)、省錢的目標(biāo)。經(jīng)過合理的布局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械設(shè)備、人員、材料的流線合理，施工組織井然有序，并且考慮對周邊道路交通的影響，合理組織材料進(jìn)場和土方工程等工序的廢棄物運(yùn)輸問題。隨著工程的推進(jìn)，可以基于 BIM 調(diào)整施工現(xiàn)場規(guī)劃，以適應(yīng)主體工程施工階段、設(shè)備安裝階段、裝飾裝修階段等不同需求。

3.5 參建單位眾多且組織協(xié)調(diào)復(fù)雜

新院區(qū)建設(shè)涉及專業(yè)多，界面復(fù)雜。醫(yī)療建筑項(xiàng)目除了包括建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、水、電、裝飾、幕墻、綠化等傳統(tǒng)的專業(yè)，還包括 O2、真空吸引、壓縮空氣、CO2、笑氣等醫(yī)用氣體專業(yè)系統(tǒng)、氣動(dòng)物流系統(tǒng)、被服處理系統(tǒng)、垃圾收集系統(tǒng)。專業(yè)眾多，界面較復(fù)雜。

應(yīng)用 BIM 技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多專業(yè)信息集成與管理協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)多專業(yè) BIM 模型的整合和沖突分析，在可視化情境下高效協(xié)調(diào)。

項(xiàng)目建設(shè)全過程也涉及醫(yī)院建設(shè)、運(yùn)維部門和各科室使用部門，組織關(guān)系較復(fù)雜，協(xié)調(diào)難度大。應(yīng)用基于 BIM 技術(shù)的云工程平臺，可以實(shí)現(xiàn)信息共享、信息集成，并且及時(shí)傳遞工程建設(shè)相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同項(xiàng)目管理。

4 BIM 應(yīng)用技術(shù)路線

通過對上海市中醫(yī)醫(yī)院新院區(qū)的建設(shè)情況，并組織各實(shí)施部門進(jìn)行研討，編制了本項(xiàng)目基于 BIM 的項(xiàng)目管理、BIM課題、平臺和應(yīng)用“四位一體”技術(shù)路線，具體如圖 2 所示。BIM 課題研究從文獻(xiàn)研究和工程調(diào)研開始，再依次研究醫(yī)院項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營各階段 BIM 技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。據(jù)此研究應(yīng)用 BIM 管控平臺，并且應(yīng)用 BIM 平臺進(jìn)行上海市中醫(yī)醫(yī)院嘉定院區(qū)工程的建設(shè)全過程管理?；谘芯?、應(yīng)用和工程實(shí)踐，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，組織專家評估，并推廣應(yīng)用本項(xiàng)目的 BIM 咨詢服務(wù)相關(guān)成果。

圖2 新院區(qū) BIM 應(yīng)用技術(shù)路線

該項(xiàng)目 BIM 應(yīng)用的管理組織架構(gòu)如圖 3 所示。以業(yè)主方為總牽頭單位，專業(yè) BIM 咨詢單位輔助業(yè)主方制定相關(guān)規(guī)則、明確各方職責(zé)，并對 BIM 的實(shí)施進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和支持。BIM 咨詢作為業(yè)主聘請的顧問公司對業(yè)主負(fù)責(zé)，不改變傳統(tǒng)項(xiàng)目各參與方的主要角色，利用 BIM 技術(shù)輔助業(yè)主進(jìn)行項(xiàng)目管理，完成業(yè)主在項(xiàng)目建設(shè)全過程約定的工作，實(shí)現(xiàn) BIM的價(jià)值。

圖3 新院區(qū) BIM 應(yīng)用組織架構(gòu)

5 結(jié) 語

通過對上海市中醫(yī)醫(yī)院新院區(qū)建設(shè)特征進(jìn)行研究，確定 BIM 應(yīng)用的總體目標(biāo)，并且詳細(xì)地分析了項(xiàng)目建設(shè)的管理需求和 BIM 應(yīng)用所能發(fā)揮的作用。據(jù)此，項(xiàng)目組編制了新院區(qū)建設(shè) BIM 應(yīng)用的技術(shù)路線，為項(xiàng)目建設(shè)全過程應(yīng)用 BIM奠定良好的基礎(chǔ)，也為項(xiàng)目建設(shè)過程實(shí)現(xiàn)造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量和安全等管理目標(biāo)提供保障。