王文富 彭 濤 周 選 楊 闖 李春毅

（1.中建鐵路投資建設(shè)集團有限公司，江西 南昌 330038；2.中國建筑第三工程局有限公司，江西 南昌 330038）

隨著BIM技術(shù)的成熟與數(shù)字化的變革，BIM在施工階段、運維階段以及全生命周期管理也表現(xiàn)出顯著的應(yīng)用價值[1]。金蕾等[2]以江蘇省婦幼保健院建設(shè)過程中的實踐應(yīng)用舉例，介紹實際應(yīng)用中驅(qū)動BIM應(yīng)用和化解BIM阻礙的因素；陳梅等[3]通過介紹上海市第六人民醫(yī)院骨科診療中心在設(shè)計階段的BIM應(yīng)用，優(yōu)化了各類設(shè)備設(shè)施布局和機電管線，保證了診療中心安全運營；蔣鳳昌等[4]通過介紹上海市胸科醫(yī)院科教綜合樓在設(shè)計階段的BIM深度應(yīng)用，提高了設(shè)計質(zhì)量，優(yōu)化了建筑布局；章明等[5]通過引入BIM與POP集成可視化質(zhì)量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，保證了整改工作的效率和進度，進一步為工程質(zhì)量提供保障；李英攀等[6]通過Cloud-BIM技術(shù)對建筑工地智能化安保系統(tǒng)進行建設(shè)，完成了現(xiàn)場分析的實施以及實時監(jiān)測與預警人員、材料、機械的移動路徑，從整體上降低了事故發(fā)生率；Cheung等[7]通過集成BIM與WSN技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)，對現(xiàn)場有害氣體綜合監(jiān)測，使施工安全管理可以高效實施；代進雄等[8]通過BIM+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了建筑施工管理平臺的構(gòu)建，解決了信息孤島問題，提高項目管理和工作效率；張建忠等[9]通過應(yīng)用BIM技術(shù)開發(fā)醫(yī)療建筑設(shè)施管理平臺，實現(xiàn)設(shè)備查找、設(shè)備故障警告以及設(shè)備的可視化展示等核心功能；趙文凱[10]以上海第一人民醫(yī)院改擴建項目為例，將BIM技術(shù)與醫(yī)療建筑項目運行管理相結(jié)合，幫助管理人員對方案進行模擬和決策，保障醫(yī)院后期的正常運行。上述研究可以發(fā)現(xiàn)，當前對BIM技術(shù)的研究主要集中在特定的階段，缺乏全生命周期中各階段BIM技術(shù)的應(yīng)用研究。本文通過結(jié)合實際工程案例，將BIM模型應(yīng)用于建筑全生命周期的各個階段，提高項目設(shè)計能力、施工質(zhì)量和效率，改善工程數(shù)據(jù)的積累儲存，實現(xiàn)項目的精細化管理，為BIM技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院建筑領(lǐng)域的推廣提供借鑒和參考。

1 岳西縣醫(yī)院整體搬遷項目工程概況

岳西縣醫(yī)院整體搬遷項目現(xiàn)位于安慶市岳西縣蓮云鄉(xiāng)平崗村，總建筑面積約為218 672.19 m2，分為地上住院樓、門診醫(yī)技樓與地下車庫。

地上建筑面積約為129 972.08 m2，地下建筑面積約為88 700.11 m2，地上住院樓、門急診樓分別為14層、5層，地下3層，住院樓、門急診樓建筑高度分別為58.7 m、23.6 m，規(guī)劃總床位1 000張，是一所集醫(yī)療、醫(yī)技、康復、急救為一體的現(xiàn)代化三級綜合醫(yī)院。

2 岳西縣醫(yī)院整體搬遷項目分析

2.1 設(shè)計階段

在設(shè)計階段，根據(jù)項目的相關(guān)信息與周圍環(huán)境數(shù)據(jù)參數(shù)，應(yīng)用BIM進行場地布局和交通路線優(yōu)化分析，通過構(gòu)建三維可視化模型，直觀反映設(shè)計圖的位置關(guān)系，為施工階段深化設(shè)計方案的確定提供參考。設(shè)計階段的不確定性最大，且對項目后期影響也最大，通過應(yīng)用BIM模型進行碰撞檢測、管線綜合、凈高分析與優(yōu)化，提高設(shè)計質(zhì)量和效率，避免后期返工的出現(xiàn)。

2.1.1 模型建立

結(jié)合綜合樓設(shè)計標準以及平臺內(nèi)部的BIM標準技術(shù)文檔，使用Revit對岳西縣醫(yī)院建立了三維模型。門急診樓、醫(yī)技樓建筑模型如圖1所示。

圖1 門急診樓、醫(yī)技樓建筑模型

針對工程設(shè)備機房、設(shè)備管線布置密集、交叉的地區(qū)，深入設(shè)計建模并作為數(shù)據(jù)源，為后續(xù)碰撞檢測、工程量統(tǒng)計、項目可視化漫游及施工工藝模擬可視化交底等一系列應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1.2 碰撞檢查、凈高分析

該醫(yī)院項目涉及專業(yè)較多，且二維圖紙設(shè)計過程中缺少協(xié)同，后期針對項目建筑、結(jié)構(gòu)、機電部分出現(xiàn)碰撞較多，嚴重影響項目施工質(zhì)量。通過對整合后的模型進行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)2 000余處碰撞點，出具碰撞報告，及時反饋設(shè)計部修改、優(yōu)化設(shè)計，達到減少人力和材料浪費的目的。針對設(shè)備機房、地下室管線走廊等管線較為密集區(qū)，采用BIM模型進行凈高分析，三維直觀地了解管線分層高度及凈高是否滿足要求，找出需要凈空優(yōu)化的主要部位，如住宅地下室公共走廊部位、機房空間等。通過優(yōu)化管線路由、管線合理變徑、局部調(diào)整結(jié)構(gòu)梁高等手段，最大限度滿足建筑使用凈空要求。

2.1.3 管線綜合

項目涉及安裝專業(yè)多、設(shè)備及管線布置復雜，施工難度大。機電管井的深化設(shè)計是一個難題，涉及配合建筑、結(jié)構(gòu)，且空間有限，需要滿足不同標高要求，各系統(tǒng)交叉作業(yè)，工序進度協(xié)同等方面。項目采用BIM技術(shù)以其智能化、可視化、真實模擬的優(yōu)勢將對管井深化設(shè)計中的管道碰撞檢查、管線綜合排布、空間預留等方面發(fā)揮巨大作用。

2.1.4 凈高優(yōu)化

該醫(yī)院在對設(shè)計和模型校審后，需要對重點位置進行凈高優(yōu)化，如地下室公共走廊與機房。通過優(yōu)化管線路由、管線合理變徑、局部調(diào)整結(jié)構(gòu)梁高等手段，著重關(guān)注建筑、機電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)等各專業(yè)的協(xié)調(diào)關(guān)系，優(yōu)化機電管道布置方案，并對其垂直布置進行測試與分析，最大限度滿足建筑使用凈空要求。

2.2 施工階段

根據(jù)施工技術(shù)和現(xiàn)場管理的需要，對模型進行深入設(shè)計、調(diào)整，形成施工BIM模型。在施工階段根據(jù)施工工藝及現(xiàn)場管理要求，通過對設(shè)計模型的信息添加、更新與完善，得到滿足建筑設(shè)計規(guī)范要求的施工模型。在工程管理過程中，通過移動應(yīng)用技術(shù)，對施工模型進行深化設(shè)計、場布、技術(shù)化交底、進度、質(zhì)量、安全、竣工驗收等管理應(yīng)用，實現(xiàn)信息有效傳遞和實時共享，提升施工管理質(zhì)量。

2.2.1 施工現(xiàn)場布置

項目施工現(xiàn)場地形復雜、工期緊，利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場進行布置，生成場布置模型圖，按不同施工階段的特征分期安排、實時調(diào)整；根據(jù)施工現(xiàn)場中臨建設(shè)施、加工區(qū)域、材料堆場等進行規(guī)劃布置和分析優(yōu)化，降低運輸費用及材料二次搬運成本。施工場布置模型如圖2所示。

圖2 施工場布置模型

2.2.2 可視化交底

項目堅持采用樣板引路制度，施工前建立工藝樣板節(jié)點BIM模型，直觀分析工藝構(gòu)造，進行技術(shù)交底，提高施工精準度。通過手機實時采集圖像、視頻信息，上傳至BIM管理系統(tǒng)，相關(guān)責任人通過手機App即時收到整改通知、整改回復的提示，實現(xiàn)對質(zhì)量管理任務(wù)在線分配、處理過程實時跟蹤的閉環(huán)管理。通過可視化交底，避免了因交底不清楚而造成的大量返工。

2.2.3 進度管理

基于施工BIM模型，利用計劃進度模型與實際進度模型進行動態(tài)結(jié)合，將計劃和實際進度進行比較，及時發(fā)現(xiàn)差距并分析原因。通過4D施工模擬建造，將實際進度與周、月進度計劃相比較，實時動態(tài)跟蹤施工進度及時糾正偏差，優(yōu)化施工進度計劃與流程。在項目中，管理人員通過BIM模型可以更直觀了解施工進度，根據(jù)現(xiàn)場施工任務(wù)的優(yōu)先級對施工資源進行合理分配。對于復雜方案、復雜工序通過BIM技術(shù)進行施工模擬建造，發(fā)現(xiàn)施工存在的問題和風險，及時調(diào)整模型和計劃，進一步提高施工效率與準確性，保證項目工期目標的順利實現(xiàn)。

2.2.4 質(zhì)量管理

基于施工BIM模型，關(guān)聯(lián)施工進度計劃，能直接有效地推進驗收和管理，對以前驗收中存在的不規(guī)范問題進行有效處理，使驗收管控更高效。質(zhì)量監(jiān)督是保證工程質(zhì)量的一種重要手段，但以往的巡檢工作效果不佳，常出現(xiàn)問題描述不清楚、跟蹤不及時等情況。通過模型可直觀發(fā)現(xiàn)問題，以協(xié)助施工人員進行調(diào)整；對工程進展進行實時跟蹤，保證問題無疏漏。將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工階段，保證了整改工作的效率和質(zhì)量。

2.2.5 安全管理

基于施工BIM模型，對工程安全關(guān)鍵性控制點進行模擬和優(yōu)化。運用手機進行施工現(xiàn)場的安全檢查和驗收，實現(xiàn)動態(tài)跟蹤和記錄。安全管理系統(tǒng)輔助管理人員了解項目上的安全問題，采取風險分級控制，隱患排查治理等措施，預先判定危險源，迅速在危險區(qū)域設(shè)置安全設(shè)施，提高施工現(xiàn)場安全管理水平和安全管理效率，對現(xiàn)場進行有效控制。

2.2.6 竣工管理

基于施工BIM模型，在模型中加入竣工驗收信息，根據(jù)業(yè)主對于竣工的需求進行針對性修改，以提高模型數(shù)據(jù)的精度。明確竣工驗收標準及驗收資料，進行數(shù)據(jù)收集和管理，規(guī)范模型、構(gòu)件、信息深度，提高各專業(yè)各階段信息規(guī)范化、可操作性，形成竣工BIM模型，實現(xiàn)數(shù)字化移交，為竣工驗收及后續(xù)運維管養(yǎng)提供模型和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，作為竣工資料的重要參考依據(jù)。

2.3 運維平臺

在系統(tǒng)平臺上輸入設(shè)計和施工階段的相關(guān)信息，建立項目完整、精確的竣工模型，可有效體現(xiàn)建筑信息模型的信息價值，為項目后續(xù)智慧運維奠定堅實基礎(chǔ)。項目運維管養(yǎng)階段，基于完整準確的BIM可視化竣工模型，能夠迅速地獲取有關(guān)設(shè)備和管道以及周圍空間狀態(tài)的有關(guān)信息，便于新增或移除設(shè)備，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況，對設(shè)備運行狀況和維修影響范圍等進行準確分析。

3 結(jié)語

本文以岳西縣醫(yī)院整體搬遷項目為例，通過研究BIM在全生命周期內(nèi)的應(yīng)用，解決了信息斷層問題，加強參與各方的協(xié)作溝通，實現(xiàn)項目管理全過程的數(shù)字化，通過大量數(shù)據(jù)的處理和分析，為項目進行協(xié)作管理奠定基礎(chǔ)，為BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑領(lǐng)域的推廣提供借鑒和參考。