论BIM技术在大型医院工程全过程实施中的应用

郑晓波 王秀娟 李舒博

1.青岛时代建筑设计有限公司 山东青岛 266000；2.青岛瑞源工程集团有限公司 山东青岛 266555

1 BIM技术简介

1.1 BIM技术的含义

BIM是“建筑信息模型”的英文缩写，是建筑行业伴随着计算机行业发展而出现的产物。BIM可以在不同阶段对工程数据与信息进行获取，并且将获取的数据与信息整合，形成建筑信息模型，最后利用模型的特点以信息化的技术辅助工程施工。BIM技术除了应用在工程建设方案设计、施工图设计等设计工作中，还应用于施工全过程以及竣工后的运维工作[1]。

1.2 BIM技术的特点

BIM技术具有可视化、协调性、优化性、模拟性、可出图性等特点。通过可视化的方式提高设计、施工方案的可操作性，让工程建设过程更加科学。协调性可以解决不同专业的碰撞，在空间上组织工作有序开展，在时间上合理安排，节约工期。优化性体现在利用BIM技术对建筑设计理念进行完善，对施工过程中出现的错漏碰问题进行预判与合理化解决。模拟性体现在对设计方案的分析与功能性模拟等，在施工上对工程施工方案进行预演与论证。可出图性体现在3D模型与2D图纸的相互转换，通过3D模型实现从思维到视觉的转换，然而指导施工还需要2D图纸的配合，BIM技术的可出图性将前面的可视化、协调性、优化性、模拟性以成果输出的方式实现指导设计、指导施工。

1.3 BIM技术在设计阶段的应用

1.3.1 设计创意输出

设计师的设计思路是将脑海里的建筑创意输出为任何人可见的成果，施工人员再将设计成果落实转化为实体建筑。设计成果的输出形式将直接影响设计师的思路与施工人员落实的难度，BIM技术可以实现将设计师的设计思路以3D模型的方式展现出来，设计师同时可以根据3D模型审查并优化设计成果，将设计创意更完美的展现出来。

1.3.2 各专业功能分析

设计师的设计创意以3D模型的方式展现出来后，各专业设计师同样可以以3D模型作为基础，检测建筑物是否满足各专业的技术要求并对此进行功能分析，如：结构分析、建筑空间分析、能源分析、光照分析、紧急疏散能力分析等。功能分析在整个工程生命周期过程中发挥重要作用，实现工程项目的各项使用功能合理化。

1.3.3 法律法规核查与验证

以BIM模型作为基础载体，运用相关BIM软件检查工程项目模型参数是否符合建筑规范相关规定。在工程项目的设计规划初期，针对项目已知数据（如：用地面积、建筑 面积、建筑功能分区、建蔽率、容积率等）进行初步验证，可以降低规划设计时因法律法规问题而出现的设计疏忽、遗漏等问题，从而提高设计质量与设计效率。

1.3.4 设计评审

设计评审过程以3D模型为基础，对建设单位、运营单位、设计单位等主体单位进行设计成果展示，将项目的布局、造型、色彩、采光、安全、照明等影响决策的重要内容以更加具体形象的方式传达给各位评审人员，从而将设计师的设计思路实用化、合理化。

1.3.5 工程成本估算

在项目设计过程中，根据3D模型的各种数据参数，可以准确的导出工程量，然后就可以根据工程量对建设成本进行准确预估，建设单位就可以根据工程建设成本局部调整设计方案，从成本上控制设计与施工[2]。

1.4 BIM技术在施工阶段的应用

1.4.1 深化设计

参考二维图纸构建三维模型，碰撞检查后能直接将管线与建筑结构的碰撞问题基本排查，再根据碰撞点对管线的排布进行合理调整与优化，在优化过程中遵循以下原则：①小管让大管；②分支管让主管；③有压管让无压管，低压管让高压管；④可弯管让不能弯的管；⑤气流管让水流管；⑥金属材质管让非金属材质管；⑦风管体积大，其余管线尽量避让；⑧阀门、阀件少的管道让阀门、阀件多的管道；⑨检修次数少且检修方便的管道让检修次数多且检修不方便的管道等。

优化后的模型可以根据施工需要出具平面图、剖面图以及关键节点详图，并以可视化的三维形式准确展现各专业之间的空间布局，快速发现问题并提前制订可行的管线排布方案，并形成成果报告。以BIM技术进行可视化的专业技术交底，指导施工，将绝大多数的问题解决在施工之前，大大的提高了施工效率。

1.4.2 多专业协调施工

管线安装过程复杂，涉及的专业影响因素多，包括消防、给排水、强弱电专业以及医疗内配系统。在安装施工过程中每个专业的施工队伍不同，施工顺序也有前有后，会不可避免的导致各专业队伍之间作业重叠、交叉、相互影响，安装的成果也会彼此冲突，很容易出现局部工程质量不合格的现象。在施工过程中运用BIM技术对各专业工序进行模拟，对施工顺序进行合理规划，将各专业队伍全面调动起来。因此，在施工过程中以BIM为中心指导施工，会达到减少工程返工、节约施工成本、提高工程质量的目的。

1.4.3 可视化技术交底

在施工过程中，项目管理人员需要对相应的施工班组及工人做施工指导。在目前阶段，施工技术交底还是在文字加图片，再配合施工图，整体以叙述的形式进行。而BIM技术具有可视化和模拟性的特点，即“所见即所得”，任何工程部位、工程节点、甚至施工工序都能通过可视化的模型展示出来。这样可以更加形象的将施工难点表达出来，从而使得技术交底更有针对性，更能准确的完成技术交底的目的。

1.4.4 施工模拟

（1）施工场地布置模拟。在工程施工过程的各阶段，根据施工场地大小结合施工组织设计，场地布置要求，对施工现场的临建、道路、办公区、作业区、大型设备安置等进行动态布置，多方协调作业，优化工作面[3]。

（2）施工工艺模拟。施工工艺模拟是BIM技术在施工过程中的重要应用，主要应用于土方开挖回填工程，现场模板脚手架工程，以及其他复杂节点或重难点工程的模拟。结合施工方案进行三维技术交底，优化方案中不合理的部分，还可以对不同施工方案进行比选，选择最优方案实施。

（3）施工进度模拟。在项目开展过程中将BIM模型与项目进度计划结合，实现BIM应用的4D工期模拟，能够直观的反映施工进度计划，提前发现解决潜在的进度风险；同时将进度计划与实际进度进行横向对比，能更直观的反映工程进展，以便于项目进度计划调整。

1.4.5 协同平台管理

（1）多专业协调。在施工过程中各专业施工队伍之间的组织与协调是工程施工顺利的关键。目前电气、暖通、给排水等专业由于受施工场地、专业组成、技术差异等因素的影响，不可避免的出现工作面交叉，相互影响，既影响施工质量还影响施工进度。通过BIM的可视化、智能化、协调性等特点可以有效的解决沟通障碍、工序交叉等问题，从而减少返工、节约成本。

（2）安全质量管理。传统的安全质量管理是依靠人的经验进行，而BIM技术在安全质量管理中发挥了独特的作用。在安全管理上，利用BIM技术对施工面存在的危险源进行判断，再利用BIM的模拟性对危险源模拟管控，保证工程安全的全方位实施。在质量管理上，将BIM模型与施工作业的实际成果相互印证，可以有效地避免错误的发生，同时结合项目管理协同平台对工程质量进行追踪控制，可以进一步的优化工程质量检查。

（3）图文资料收集与整理。在项目管理中，基于BIM技术建立的图文协同平台是工程图纸、工程文档资料管理的基础。结合云技术，项目管理人员可以将BIM模型和图纸文档资料同步传至云端，通过电子设备或移动设备进行管理和查阅。协同平台是工程信息的集成，对工程信息做到了过程记录留存、结果留存，为现场办公和跨专业协作提供了极大的帮助。

1.5 BIM技术在工程竣工后的应用

工程竣工后，BIM的工作并没有因为工程的竣工而结束，在竣工后的维修改造中，施工队伍变化，竣工图纸丢失或没有明确标识都会给后期的施工队伍带来不必要的麻烦，而BIM技术可以为施工作业提供良好的参考。

（1）对于损坏的管道或设备设备，可以通过模型实现精准定位，在可视的三维视图中进行模拟更换，确定合理的维修方案。同时，对于隐蔽工程的维修也能起到指导作用，在模型上确定隐蔽的电缆或设备位置，防止施工过程的破坏。

（2）BIM技术不单提供了建筑各专业的模型信息，同时还是各种材料、设备信息的集成，在最初的建模阶段对材料、设备属性进行定义，在维修阶段可以直接提取相关的属性和厂家信息，可以有效避免材料更换、设备不匹配等问题。

2 结语

BIM技术能够将传统的二维图纸指导施工存在的缺陷完美解决，保证了建筑项目在后期施工的顺利进行。在项目施工计划执行的过程中，能提出合理的施工方案，合理的施工计划，同时对施工成本、进度都能起到有效控制。

总之，随着BIM技术的不断发展与深入应用，在医院这种复杂程度高、专业性强、施工难度又大的综合性建筑项目上，BIM技术将会更大的绽放光彩。