BIM技术在医院工程中的实际应用

游艺林+贾俊+王艳

摘要： 近年来随着BIM技术的推广，颠覆了建筑行业各个领域，在原始数字化建模基础上构建面向工程全生命周期的信息模型，实现了数据的集成和共享。它不仅提高了建筑业的生产效率，而且为项目的后期运营维护提供了强有力的数据基础。本文以江苏省妇幼保健院项目为例，着重分析了BIM在施工成本控制和医院管理平台中的优势。探索了BIM技术在工程管理中的实际应用价值。

Abstract： In recent years， with the popularization of BIM technology， which constructs an information model for the whole life cycle of the project on the base of the original digital modeling and realizes the integration and sharing of data， the construction industry has been subverted in various fields. It not only improves the production efficiency of the construction industry， but also provides a strong data base for the later operation and maintenance of the project.In example of Jiangsu Maternal and child Health Care Hospital project， this essay concentrates on analyzing the advantage of BIM software utilization in construction cost control and hospital management platform. In the meanwhile， the practical application value of BIM technology is explored in construction management.

關键词： BIM技术；全生命周期；工程管理；集成应用

Key words： BIM；whole life cycle；engineering management；integrated application

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）20-0154-04

0 引言

随着信息化的快速发展，二维的建筑表达不能满足建筑业发展需求，BIM技术以它的三维可视化、模拟性等优势受到了建筑业的青睐。《中国建筑施工行业信息化发展报告（2016年）互联网应用与发展》中指出：利用BIM、物联网、云计算、移动互联网等技术和智能设备，为项目建造过程中商务、技术、生产三条管线提供各种准确可靠的数据，提高各方协同的效率和质量，保证施工质量和安全管理，降低建造成本，提高项目管理的精益化水平[1]。为此，省妇幼项目决定运用BIM技术。

1 工程概况

1.1 项目简介

江苏省妇幼保健院扩建住院综合楼总建筑面积约为62216m2，其中主体结构形式是框架核心筒结构，裙楼是框架结构。主楼高18层，地下2层，其中地上建筑面积约为50182m2，地下建筑面积约6155m2，项目建设周期2年，总投资约4.2亿元。建成后的医院临床、保健、康复等各个科室的硬件及卫生条件、服务环境都将明显改善。效果图如图1所示。

1.2 工程特点以及难点

该项目地点位于南京市河西区，该工程南侧为门诊部，东侧为龙江泵站，北侧为南京市变电所。土质属于淤泥质，开挖基坑前最重要的准备工作就是地基加固。施工区域狭小，并且该项目周边的地下管道布置复杂。精装修深化设计工作量大，参与施工得专业工种多，施工工期紧、进度管控难度大。

2 BIM组织与应用环境

2.1 数字化应用目标

该项目BIM工作目标是：更好地控制进度、造价，更好地协调管理、更好地运维管理。BIM应用工作都将围绕目标展开，比如模型演示、3D协调、施工深化设计（土建、机电、精装、钢结构、幕墙）、施工方案探讨、4D模拟、工程量统计等。

2.2 团队组织

为了充分展示BIM的优势，本项目专门成立了BIM讨论组，定期召开例会，配合其他部门高效完成任务。确定BIM咨询公司完成施工前技术交底、施工模拟、碰撞检查和深化设计工作，总承包辅助钢结构、幕墙的深化设计工作。

3 BIM应用

3.1 BIM建模

根据业主要求，结合设计单位提供专业图纸，建立基坑支护、建筑、结构、暖通、幕墙等BIM模型。其中，土建模型由Revit软件建立，由于楼层多，采取分楼层建模，后期查看利用链接方式合并。Revit MEP建立机电模型和设备层的深化设计，其中含有管道综合和预留孔洞。（见图2）

3.2 BIM应用情况

3.2.1 光导照明模拟

本工程为江苏省妇幼保健医院工程，为了响应政府节能减排、绿色环保的政策，该项目预建成绿色建筑，考虑到建筑外形、结构、使用场所及采光效果，地下室设计光导照明系统数量为60只。光导照明系统在自身节能减排的同时，扩大对周遍企业的低碳绿色的示范效应。它的工作原理是将室外的自然光线透过采光器，经由特殊制作的光导管传输至室内漫射装置，把引入的自然光均匀高效地照射到室内[2]。通过BIM模拟软件对安装效果以及照明度进行了模拟和可行性论证。

3.2.2 施工成本控制

施工阶段的成本占造价的80%以上，控制该阶段的成本是提高效率以及盈利的关键。传统施工成本控制的存在众多问题，与国外成本管理水平相差甚远。比如分析维度单一、成本核算时效性差、忽略事前成本控制。应用BIM技术能快速出量，制定合理资源计划，使各方全面协同工作，降低成本。

①施工前期阶段。施工前期阶段的工作事项包括招投标、签订合同、优化施工组织设计、编写施工成本预算等。在招投标中，业主发售招标文件的同时，将BIM模型和软件出量清单作为附件交给投标方[3]。投标方根据模型核核算工程量，并按照差额百分比排序，既能实现不平衡报价，又能预测成本，增加了中标的几率。另外BIM辅助图纸会审，对管线布置和净高检查起着关键作用，很大一部分节约了成本。汇总如表1。

②施工阶段。BIM在施工阶段进行成本管控应用广泛，如资源实时获取、成本数据搜集、多维多算对比、材料控制、工程进度款快速结算等。以此工程为例，建立成本BIM模型后能够统计每个工序和区域内所需要的资源消耗量，相关人员核对数据，下达限额领料单，有效控制材料用量。对动态成本进行跟踪，及时获取人材机的计划、模板摊销、工程变更、各时间段计划预算和实际成本的三算对比等一系列的动态数据[4]。另外对实现安全文明施工，创建绿色工地具有重大意义。

③施工竣工阶段。竣工阶段的成本控制是确定项目总成本的核心环节，也与甲乙两方之间的经济利益挂钩。此阶段的任务有竣工验收、资料汇总分析、编写竣工结算等。BIM模型已是一个集合了项目过程中已完成工程量、施工进度和预算成本、工程变更等信息的模型。业主和施工单位核对工程量时，只要根据需求查看模型获取相关信息。

3.2.3 基于BIM的信息管理平台

BIM在工程运维阶段作用是整合和共享整个项目的不同参与方和不同阶段的信息。BIM能整合从规划设计、施工阶段的全过程的信息[5]，此时只需要一个管理平台，进行后期的运维管理。本医院的管理平台框架如图4。该管理平台正在开发当中，如应用到实际当中，则可以实现数据集成管理、医疗设备和场景的三维展示、管网故障定位、能耗分析及控制、突发事件预警等。

①平台结构框架。

数据共享层：BIM数据与IFC数据的交换接口，实现数据的集成共享。

功能层：其作用是根据不同类型用户，采用不同的管理系统，如空间管理、资产管理、能耗控制、安全疏散等。对医院来说，资产管理是一大难题，有了BIM，固定资产可以根据视觉管理的位置，随时访问设备制造商，使用说明以及使用期限等信息。

应用层：提供在空间管理、资产管理、能耗管理、安全疏散管理等模块的具体应用，是系统直接面向客户的应用部分。

②基于IFC标准的信息集成。

BIM集成了各类专业软件的信息，此刻首要问题，就是解决软件之间的链接。整个过程中，只使用同一个BIM模型，模型在不同阶段会被载入不同的软件当中，以相同的标准，通过相应的数据接口接收模型信息，实现不同专业以及不同格式数据间的共享。

该管理平台实现共享是通过建立基于IFC标准的数据库来实现。在IFC标准的数据集成平台中，IFC信息通过文件解析器进行读取，与兼容IFC标准的相关软件进行数据交互，实现信息的导入和导出。对于不支持标准的数据，通过数据转换接口，实现数据的转变[6]。

③基于BIM管理平台的实现。

通过研发软件和平台接口，遵循可靠性、标准性、开放性、安全性等原则对BIM软件Navisworks进行二次开发。考虑到平台系统以后的维护工作量、扩展性特点，建议采用Microsoft.NET开发技术进行开发。数据来源可以与其他技术相结合。比如：BIM结合传感器技术，将医院视频监控设施与BIM模型子系统结合，通过操作实现建筑物的时时监控，随时调出建筑物相应位置的信息和视频图像，处理紧急情况。又比如BIM与二维码技术结合，实现对医疗设备和物业保修信息录入和管理。

3.2.4 应急疏散模拟

医院是人员密集的公共场所，突发状态应对不及时，轻则造成经济损失，重则造成人员伤亡，疏散模拟是安全管理中不可缺的环节。

本文工程就火灾报警进行了逃生疏散模拟。其步骤是将简化的模型导入疏散模拟软件中，设置人数以及多条逃生路线，进行疏散演示并输出最佳逃生路径。目标设定是NICU值班护士10名，值班医生4名，分别都在各自办公室。火灾发生时，医护人员必须先抵达NICU病房携带患者，然后从中间楼梯通道疏散到安全地带。绿色区域是NICU，蓝色区域是值班室，紫色是疏散路线。此逃生路线是模拟多种方案的最佳路线。

4 应用效果

BIM在江苏省妇幼保健院项目中，在改善管理、技术推广与升级以及经济效益等方面取得了很好的成绩。具体的表现在以下几个方面：

①技术推广。根据医院工程的特殊性，充分利用到了BIM技术的可视化，尤其将重点放在了医疗病房，保障了医院工程复杂的节点安装，使得大型医疗设备的安装与建设都得以顺利进行与推进。

②成本控制。项目的首要任务是成本的管理与控制，在设计阶段，发现重大碰撞问题多达200多个，有效降低成本约100万元。具体的如表2。通过细微精细化管理，响应政府节材节能号召。也为其他医院项目应用BIM树立了典型标杆。

③建立族库。BIM项目组在BIM申请以及运作过程中，根据需要和族库的管理规定，在电气开发，医疗设备等专业族文件超过200个，初步形成了一個项目族库文件。

为以后类似的项目提供了参考依据。

5 总结

5.1 创新点

①利用BIM进行施工阶段动态成本控制。快速精确的工程量统计节约了时间成本，可视化模拟和碰撞检查减少了变更成本，并总结了重点碰撞点的成本效益，为项目带来了巨大的经济效益。

②根据BIM信息集成的特点，建立了基于BIM的管理平台框架体系，通过建立IFC标准的数据库来实现数据集成共享。为后期运维阶段实现提供了新思路。

5.2 经验教训

①目前，国内缺乏系统性﹑行业性的技术标准，同时BIM的软件单一，依赖于国外的软件，本土化程度不高，无法解决所有问题。各方的管理目标和利益不同，以至于BIM技术推广速度缓慢。设计院推行BIM力度不够，不愿放弃传统的工作模式，而且软硬件的购买及人才培训等方面提高了其运营成本。

②对于医院工程来说，医院功能科室、专业施工队伍（或设备厂家）较多，需求多且较特殊，建设过程中多次变更；图纸多次变更不利于BIM更好地发挥建设作用。

参考文献：

[1]孙璟璐.中国建筑施工行业信息化发展报告（2016）互联网应用与发展盛大发布[J].中国建设信息化，2016.

[2]胡玉洁.太阳能光导采光技术在建筑中的应用[J].建筑与环境2014，8（5）.

[3]杨一凡.基于BIM的工程项目成本控制分析[D]大连：大连理工大学，2014：37-38.

[4]吴蜀闽.施工成本管控中信息化软件系统的运用[J].建筑与装饰，2012（2）.

[5]李明瑞.基于BIM技术的建筑工程项目集成管理模式研究[D].南京：南京林业大学2015.

[6]张建平，张洋，张新.基于IFC的BIM及其数据集成平台研究[J].中国土木工程学会，2008.