BIM技术在医院建筑设计阶段的应用研究

魏园园

2020年初，新冠肺炎疫情的出现，改变了我们的生活，也极大地考验了全球所有国家医疗系统的快速反应能力和运转能力，公共医疗体系建设成为全国上下高度关注的议题。“加强公共卫生体系建设、提高基本医疗服务水平”被写入了2020年政府工作报告，智慧医院、数字医院的建设将成为下一阶段工作重点。

BIM 作为一种全新的理念和技术，其在经济性和有效性两方面已突显优势，并已受到普遍的关注。BIM 作为一种突破性技术，可有效应用于建设项目全寿命周期的项目规划、协同设计、施工模拟、成本控制、进度控制等方面。同时，可完整留存建筑物设备、材料、管线信息，增强后期设施运行管理、维护的针对性，提高建设项目全寿命期精细化的管理水平。在医院建设和运维中进行应用，可以集成各种信息，让有关科室的信息能够实现共享，提升患者就诊的效率，减少成本，提升医院服务水平。

关键词：BIM  建筑信息模型  医院   设计阶段  运维管理

1研究意义

从全国医疗行业发展的大趋势看，以信息化技术发展为引领，全面推进信息化、数字化、智慧化医院运维管理体系构建，在医院建设和运营管理改革中的作用日益凸显，是医院运营管理的核心竞争力，更是一项事关医院全局和战略的重要工作。

BIM 在国外的研究应用已经从设计施工阶段深入到了运维管理中，并主要集中在由设计和施工信息模型中提取运维管理所需的各种空间信息和设备信息。国内的研究还是处于起步阶段，已有的文献资料中缺乏对基于BIM三维建筑智能化运维平台的BIM设计模型的设计需求细则的研究，因此，加快对基于BIM三维运维平台应用中设计阶段BIM模型的设计需求细则的研究将具有十分重要的意义。

2BIM技术在医院建筑设计阶段的应用

BIM运维管理平台的搭建以BIM模型为主要数据来源，使用BIM运维平台对医院建筑进行运营维护，需要从医院的建筑全生命周期的初始阶段——也就是设计阶段就考虑将未来的运维管理需求融入其中，合理布局、合理规划医疗路线、合理布置数据传感器等内容，才能在运维管理阶段避免因运维工作的需求去进行拆改、升级改造等。

2.1 BIM三维模型管理

基于BIM模型的运维管理平台，其核心就是三维模型。使用基于BIM的运维管理平台进行医院建筑的运维管理工作，前提是需要建立BIM三维模型。BIM模型包括三维几何模型和模型构件上附带的建设工程属性信息。不但包含医院建筑的设计信息，并将设备设施采购、安装、验收、后期维护等信息也更新到BIM模型中，形成最终的竣工验收BIM模型。业主拿到竣工模型后，需根据运维需要进行进一步深化，将运维管理信息输入到模型中，并根据未来的使用需求，进行用户权限等级划分、模型与建筑实体中信息采集模块的对接等工作，将BIM三维模型与运维平台管理软件相对接，才行形成最终的BIM运维平台。

2.2 空间管理

空间管理是基于BIM技术的运维管理平台的最重要的功能之一，是体现BIM三维模型价值最大的功能模块。基于BIM模型可以空间为基础，在运维平台上对建筑里面的空间进行统一管理。空间数据也可以为后续的医院改造、扩建提供信息支撑。

在设计过程中，可以在BIM软件中对于建筑模型中的空间给予基础信息定义：根据建筑布局，对医院建筑内各区域用途进行区分，如门诊区、住院区、急诊区、医技区、办公区、会议区等。通过空间层级结构维护直观了解建筑、楼层、房间基础信息，使用信息，空间占用，以及内部设备情况。

2.3 资产管理

在传统的医院中，医院资产经过长年累月的使用和搬迁，已很难形成完整的、易于查询的统一管理数据库，且查询起来却不直观、便捷。

BIM模型中包括很多的建筑信息，这些信息可以通过对模型和数据的处理后导入到BIM运维管理平台中，能够有效的节省系统初始化在数据准备上的资源投入，为平台带来基础数据用以后期的资产维护。并且将建筑信息模型和RFID 资产管理标芯片结合起来，还可以在资产管理系统中对具体资产进行准确定位，掌握有关阐述信息能够快速的进行查询。

基于BIM的资产管理模块要求在提交运维模型时需提交与建筑物及建筑物内构件、资产相一致的BIM三维模型，既包括三维几何模型，也包括模型所附属的信息，在设计过程中需将资产模块的BIM构件建立在模型中，随着施工采购、安装、验收不断更新模型信息，最终形成运维模型中的资产管理所需的构件深度。

2.4 设备管理

通过BIM信息模型，可将设备更准确地与医院空间关联起来，并在医院运维平台上储存维护设备参数信息，实现设备虚拟实体与文本参数的整合统一，保證设备资产管理的准确性与及时性。

机电设备在初设阶段基本上就可以根据建筑设计方案确定出大概的机电系统形式、机组选项对比分析、大型设备的台数和主要设计参数等。在后期施工图设计期间，设计师需要利用BIM三维设计手段对医院的机电设备系统进行深化设计，包括设备的安装形式、管线的排布方案、阀门附件的安装方式、支吊架的布置原则等。

2.5 能耗管理

利用BIM可视化运维管理平台与医院建筑能耗数据相结合，建立能耗管理模块，可为医院管理者在实际运营过程中的管理和决策提供真实、有效的数据支持。

设计师在进行机电系统设计时，分项用能需按照《医院建筑能耗监管系统建设技术导则》和《医院建筑能耗监管系统运行管理技术导则》的定义，系统自动进行分类。另外需提前与业主方充分沟通后期运维管理时分级计算能耗的管理精度等级，在进行计量模块设计时需考虑远程数据采集传输模块，该模块传输的数据应采用开放源代码，能够与BIM运维平台的数据收集模块相对接。

2.6 环境监测

医疗空间环境在质量与医疗效果息息相关，在现代化综合医院设计过程中，对于重要的医疗空间，如手术室、化验室、传染病房等非常重要。环境监测管理模块主要包括：空气质量、温度、湿度、压力等。

在设计过程中，设计师需根据不同的医疗空间环境等级要求，设置环境自动化监测智能模块，包括前端传感器（温度传感器，湿度传感器，CO2传感器）;DDC控制器;网络控制器等。手术室、重症监护室和重要的机电站房做局部等电位联结;淋浴间、有洗浴功能的卫生间做局部等电位联结。除手术室、重症监护室的IT 系统插座外，220V 插座配线回路的出线开关均设漏电开关保护，漏电动作电流为30mA，动作时间≤0.1s。

3总结和展望

本文通过对BIM技术在医院建筑设计中的应用进行研究，总结和阐述了在设计阶段对医院建筑BIM应用提出的设计需求。在设计阶段设计师应充分考虑未来业主使用BIM智能化、数字化运维平台的可能性和真实需求点，将业主的需求前置到医院设计过程中，避免竣工阶段造成一些设计变更和拆改，同时避免对BIM模型进行大批量的修改工作。本文的研究成果将对未来数字化医院的设计和建设过程具有一定的借鉴意义。

参考文献

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[2] 王岚， 蒋晓勇. 空间管理在医院后勤管理平台中的应用[J]. 中国医院建筑与装备，2018，19（5）：24-26.

[3] 程晓丽.BIM 技术赋能建筑产业转型升级[N]. 中国建设报，2019.

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