基于BIM技术的绿色医院建筑设计阶段分析

【摘要】随着医院建筑功能逐渐趋于复杂，医院建筑设计工作所面临的问题也愈加急迫，如何实现绿色设计已成为有关各方所高度关注的话题。基于此，文章对基于BIM技术的绿色医院建筑设计工作进行了详细探讨，分别从模型构建、场地分析、碰撞检测、虚拟仿真等多个方面入手对设计工作进行了论述，以期提高绿色医院建筑设计水平，促进医疗行业更好发展。

【关键词】BIM技术;绿色医院建筑;建筑设计【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

在环保与可持续发展的大背景下，绿色建筑设计理念在建筑行业得到了广泛的应用，这种理念对于医院这种高耗能的建筑而言，则更具重要性。事实上，绿色建筑设计理念因其强调建筑的“全命周期”，其与BIM技术理念有着较高的相似度，这就为基于BIM技术实现绿色建筑设计提供了可行性。

1、绿色医院建筑设计概述

1.1应用BIM技术的必要性

当前的医院建筑设计重点在于信息化和智能化，涉及到更多的精密设备和管线系统，其能耗改造问题也较为重要，如何对这些方面进行精准分析成为难点。BIM技术的应用，使得这些难题得到了有效解决，其能够对建筑的绿色化和性能方面等进行评价分析，避免了人工分析消耗的大量时间，优化了工作过程。绿色医院建筑设计中应用BIM技术已是大势所趋[1]。

1.2绿色医院建筑设计的特殊性

医院建筑与其他建筑不同，有着较强的特殊性，其主要表现在，建筑设计中必须确保医疗流程的合理，这部分知识通常是建筑设计人员的知识盲区，这就需要引入BIM技术构建三维模型，并利用其模拟动态测试的功能，直观分析医院建筑的布局，对各区域进行合理布置，让布局对医疗流程更加有利。同时，BIM技术的应用也为设备和管线的科学布置提供了依据，这不仅能够有效降低能耗，而且为后期的改扩建工作提供了较大的便利度。除此之外，在绿色医院建筑设计完成后，运维单位还可对已有的BIM模型进行二次使用和加工，最终将设备系统与后期运维平台连接，形成可视化的精细化的楼宇管理平台，实现对空调照明设备等精细化管理，实现对系统设备故障问题实时监控，防止发生安全事故，兼顾节约能耗[2]。

2、BIM技术对绿色医院建筑设计的影响

2.1设计思维方面的影响

BIM技术的引入，设计人员固有的思维理解被有效打破，能够以三维的思维来思考和解决问题，建筑设计实现了具体化和可视化，避免了设计中各环节之间衔接不够紧密的问题，确保建筑全生命周期很好模拟及评价的实现。

2.2空间规划方面的影响

对于绿色医院设计而言，应用BIM技术后，能够实现对空间的更为合理的规划，其主要源于对地形方面的立体化分析，这种分析方法有效突破了传统二维地形图分析的局限，能够得到更为精准的判断结果。

2.3对模型建构的影响

在建筑设计中应用BIM技术后，其能够扩展到三维空间之外的材料质感、光照条件和声场音效等各方面的效果，有助于分析建筑的环境、气流、采光和音效变化情况等内容，确保在设计阶段准确衡量建筑内环境，而这也就有效提升了设计对该建筑的控制力[3-4]。

3、基于BIM技术的绿色医院建筑设计措施

3.1构建BIM模型

构建BIM模型是绿色医院建筑设计工作中的首要环节，这一环节主要基于Revit软件（图1）加以实现。通过采用Revit软件来构建绿色医院建筑的各专业模型，包括建筑、结构、水暖电、医疗设备、管线、绿化等多个方面的专业模型。同时，随着设计的不断深入，设计人员通常需要在已有的基础上补充更多的专业模型和其他数据信息，为设计过程中进行各类模拟分析打下基础。

3.2分析场地和建筑性能

在该环节中，设计人员主要基于医院建筑的地形地貌，对周边的道路和景观绿化等内容进行设计，同时，对医院建筑的通风、采光、能耗等方面进行模拟分析，并在设计完成后使用BIM技术对各项指标进行定量分析，确保各项参数均能满足《绿色医院建筑评价标准》的要求，实现建筑和场地的合理布局。在建筑场地布局评价工作中，通常按照表1的评分标准进行定量评价。

3.3建筑设备选型及净空分析

对于建筑设备的选型而言，主要涉及到空调机组、电梯和照明系统，这些设备需要考虑到医院这种特殊环境，对空间布置和能耗性能进行重新分析，选择合理的功能参数，确保其能够符合《绿色医院建筑评价标准》中的相关指标要求，使得的评价标准“评分项”获得更高的得分（见表2）。

对于净空分析，其主要工作在于，对空调、给排水、电气设备和医用气体设备等多方面的BIM模型进行整合分析，在确保无碰撞的前提下，确定各个功能区域应采取的净空高度，以保证医院各个功能区域始终安全运行。

3.4管线设计

不同于其他建筑，医院建筑的管线布置工作更为复杂，不仅要考虑常规的给排水管线、电路系统、供暖系统和消防系统管线，还需要重点考虑医疗设备的气体管线和轨道物流等模块，这部分的工作复杂度相对更高，需要应用BIM技术进行自动监测，以避免各種管线出现的碰撞问题。从目前来看，碰撞问题又可细分为“硬碰撞”和“软碰撞”，其中“硬碰撞”指的是各管线之间或管线与建筑结构之间的位置冲突问题，“软碰撞”则指的是因安装、维修等操作而引起的管线间距不足问题。在传统分析模式下，通常会重视“硬碰撞”而忽视“软碰撞”，这种问题可通过BIM技术中的碰撞检测功能予以解决，通过采用相关技术后，能够进行各种管线的综合优化，避免在施工阶段和运营阶段对已有管线的变更，起到节约材料和成本开支的效果，从而符合当今建筑行业环保与可持续发展的理念[5]。

3.5仿真和优化

在建筑设计阶段，可利用BIM技术中的可视化功能，模拟出医院建筑的三维空间和场景，重点是模拟出医院中的化验室、手术室等重点场景，并与VR技术等结合应用进行场景分析，根据分析结果，对建筑内的布局再次进行完善，以复合医院实际工作的需要。同时，因BIM技术具备参数化仿真的特点，其亦可实现对医疗流程的仿真模拟，以此来进一步提高医院建筑设计质量。具体来看，其主要用于解决医院院区内建筑之间、医院建筑内医疗功能单元之间、医院建筑内各房间内，3个层面的布局问题，从而保证医疗流线合理、洁污分流、医患分流、高效便捷等实用功能，避免医院建筑在实际使用过程中因需求变化而频繁拆除和修改墙体等问题，由此节省了各类材料和能源的消耗，从而符合《绿色医院建筑评价标准》中所要求的“全寿命周期内绿色使用”。

3.6安全运营模拟

医院建筑是人员密集的公共建筑，且涉及到大量行动不便的患者群体，其安全运营工作更为重要。因此，除了上述分析内容之外，还需要基于BIM技术进行消防疏散模拟和危险源排查分析等工作，做到防患于未然，事先消除各种安全隐患，保证医院建筑的各个空间的安全畅通。不仅如此，通过采用BIM技术进行三维分析，还能够加强医院感控的管理，合理布置污染源，使得污浊气体不在院区内滞留，从而保证医院建筑的卫生安全。

结语：

总的来看，对于绿色医院建筑设计这种复杂的工作，BIM技术的应用方向也相对较多。为此，设计人员在应用BIM技术进行绿色医院建筑设计时，应当充分考虑到医院建筑的特殊性，在建筑管线、设备等方面进行合理的建模和布置，最大程度上实现节能、节地、节水和节材等多方面的目标，从而符合《绿色医院建筑评价标准》的要求，为医疗行业的发展做出更大贡献。

参考文献：

[1]冼叶明.医院建筑施工管理及绿色建筑施工管理问题探讨[J].房地产世界，2021（16）：110-112.

[2]刘增宏.某医院项目绿色建筑技术的应用[J].建筑热能通风空调，2020，39（08）：92-94.

[3]张国.公立专科医院绿色建筑规划的实践与思考[J].中国医院，2020，24（07）：78-80.

[4]韦卉.BIM技术对绿色医院建筑设计的影响[J].门窗，2019（13）：17-18.

[5]周桂香，蒋凤昌，朱水勇，等.BIM技术在绿色医院建筑设计阶段的应用研究[J].江苏科技信息，2019，36（09）：44-46.

作者简介：

王一鹏（1988.11.04），男，汉族，江苏扬州，中级工程师，本科，建筑设计及其理论。