BIM技术对综合医院给水排水工程的优化探究

摘" 要：综合医院在体量及特点上，与其他类型建筑不尽相同，为研究综合医院的给水排水工程在施工过程中的优化，以BIM技术为基础，建立综合医院给水排水专业三维模型，对模型拆分并深化为设备、管道及管道末端三大管理流程模块，进而细化为10个BIM应用优化要点，并通过专项模型分解法、专业模型合并法及现行技术标准研究进行优化。每个流程模块经过优化后，形成相应的优化模型，即设备模型、管道模型及管道末端模型，基于模型与现场相一致的原则，实现综合医院给水排水工程项目的施工优化的闭环管理，提高项目整体建造效率，整理为一套标准化BIM应用优化资料，同时为类似的工程项目提供借鉴。

关键词：综合医院；给水排水工程；BIM技术；优化流程；优化效果

中图分类号：TU82" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2024）36-0157-04

Abstract： The general hospital is different from other types of buildings in terms of size and characteristics. In order to study the optimization of the water supply and drainage engineering of the general hospital during the construction process， based on BIM technology， a three-dimensional model of the water supply and drainage department of the general hospital was established， and the model was divided and deepened into three major management process modules of equipment， pipelines and pipeline ends， and then refined into 10 BIM application optimization points， which were optimized through special model decomposition method， professional model merger method and current technical standard research. After each process module is optimized， corresponding optimization models are formed， namely equipment models， pipe models and pipe end models. Based on the principle of consistency between models and sites， closed-loop management of construction optimization of general hospital water supply and drainage engineering projects is realized and improved. The overall construction efficiency of the project is compiled into a set of standardized BIM application optimization data， and at the same time provides reference for similar engineering projects.

Keywords： general hospital; water supply and drainage engineering; BIM technology; optimization process; optimization effect

给水排水工程是综合医院项目十分重要的组成部分，国外由于综合医院建造时间较久，针对的更多的是对综合医院给水排水工程的更新，鲜有涉及综合医院给水排水工程专业从设计到施工的内容。纵观国内关于综合医院的优化，更多的是涉及室内空间布局、室内运动流线等优化，甚少针对一个专业进行深度优化分析。对于房屋建筑工程质量验收资料，给水排水工程是工程项目验收的10个分部工程之一。针对综合医院而言，给水排水工程既包含常规的生活给排水，消防系统供水，同时也包含医疗专项给排水，如纯水直饮水、医疗污水等。由于综合医院的给水排水工程囊括范围广，应用深度大，对设计及施工提出的要求高。BIM作为现阶段建筑业发展较为成熟的技术，通过建立综合医院进行给水排水工程专业三维模型，发挥三维可视化、即时模拟化、多角度剖析化等优点，利用三维模型对给水排水工程实施过程中的各个方面进行优化，大大加快项目整体进度，提高项目的实施质量[1]。

1" 工程概况

广东省中医院南沙医院项目位于广州市南沙区珠江街粤港深度合作区配套地块，为大型三甲综合医院，总建筑面积约为38万m2，其中地上建筑面积约25万m2，分为科研楼、行政宿舍楼、国际医疗楼、住院楼、医技楼及门急诊楼；地下2层，建筑面积约13万m2，项目效果如图1所示。本项目常规给水排水工程包括生活供水、生活污废水、消火栓系统及消防喷淋系统等，医疗给水排水工程包括纯水系统及医疗污水处理系统。

2" 给水排水工程的BIM技术应用优化流程

基于设计图纸对项目给水排水工程相关部位，如设备、管道及管道末端进行三维建模，结合综合医院的运行使用特点，对相应的部位进行优化，应用流程如图2所示。

3" 各阶段应用优化流程研究

3.1" 给水排水工程的整体三维建模

项目团队以项目给水排水专业（含消火栓、消防喷淋等）的蓝图为基础建立给水排水专业三维模型，如图3所示，包括设备相关模型、管道相关模型及管道末端相关模型，然后结合设计规范、施工规范及施工空间等因素，如阀门安装空间过小，无法实施阀门的安装，需要将阀门的位置微调。通过初步合规性的模型调整，令模型基本达到优化条件，进一步按照设备、管道、管道末端3方面开展深度专项优化。

3.2" 给水排水专业设备优化

由于本项目绿色施工要求高，每隔一个周期就要对现场的垃圾进行清理。为免增大现场垃圾清理的压力，对于给水排水专业泵房、机房及集水井等设备相关部位，采用以BIM模型为基础的装配式模块化深化设计。以集水井的优化为例，整体优化思路是在三维模型中划分出可标准化的模块，如图4所示。一条镀锌钢管长度为6 000 mm，则深化团队以最小浪费材料的角度进行深化，最终确定集水井顶部的水平横管标高为管中到完成面5 200 mm，在考虑管件及管道附件的占位高度后，按此标高分解各段立管长度，并对其进行编号。一条6 000 mm的镀锌钢管，可加工2条长度为2 500 mm的JS-01立管和2条长度为500 mm的JS-02立管（JS-02与JS-03长度一致），也可以加工40条长度为150 mm的JS-04立管（JS-04与JS-05、JS-06和JS-07长度一致）。由此可见，由于立管的长度布置合理，避免管材浪费，且有效提高管道加工效率。深化团队按分解图进行样板加工，切割的误差加上卡箍连接的空间，基本可达到现场安装精度。完成样板后，则以三维模型为基础，导出装配深化图、管道爆炸示意图等图纸供现场进行加工[2]。

3.3" 给水排水专业管道优化

深化团队将其他专业的模型，如结构模型、建筑模型、装修模型及其他专业机电管线模型链接至给水排水专业管道模型中，在规定的净空高度下进行水平管线的整体布置优化[3]。尤其对于无压管道，即污水管道、废水管道及雨水管道的水平横管，一方面要满足设计管道坡向和坡度，否则会造成反坡，导致无法顺利排水[4]；另一方面如无法满足无压管道的坡度和坡向，需调整其他专业的管线，甚至降低部分位置净空，以满足无压管道的正常使用功能。另外就水管井内的立管布置优化，需满足基本管道间距及检修人员的维修空间[5]，管径模型如图5所示。

3.4" 给水排水专业管道末端优化

本项目位于粤港深度合作区配套地块，整体定位为高标准的大型综合医院。尤其国际医疗楼专属提供高端的医疗服务，使用方对其装修效果及质量相当重视。深化团队对病房样板间进行全专业三维建模，主要解决给水排水专业与其他专业的协调问题。如对于纯水直饮水的末端，与饮水机高度、饰面板的骨架在三维模型中进行调整。又如吊顶上的消防下喷头，调整装修天花的龙骨、吊杆的位置，避免专业间的相互碰撞，从而造成返工，降低施工质量[6]，如图6所示。

为了进一步确认其他涉及给水排水专业末端的房间和区域，包括公共卫生间、病房卫生间、病房浴室等，深化团队将项目的给水排水专业末端（如大便器、小便池、洗手盆等）布置在内，一方面结合相关房间和区域的装修风格和装修深化方案，优化末端点位的布置，另外通过制作渲染图，进行材质搭配的效果优化，令整体装修风格更和谐，如图7所示。

4" 结论

本文通过以广东省中医院南沙医院项目为例，分析BIM技术对给水排水工程进行优化的效果，得出以下结论：

1）设备部分的优化方面，应用深度较大的是集水井的装配式模块化优化，最直接的原因是集水井的部件组成较简单，仅针对本文列举集水井的优化部分，场外装配率可达90%。对于体量较大的泵房及机房，只能做到部分管道装配化，场外装配率最多只能达到30%。

2）管道部分的优化方面，虽然给水排水专业是工程项目的重要组成部分，但是对于整个工程项目的份额不大，在管道部分的优化过程中，往往不是优化重点，但稍不注意，如本文提到的无压管道反坡现象，尤其是对于污水管道，一旦出现问题影响甚大。故应贯彻的优化思路不应以体量为重要优化主线，应站在全局，以满足项目的正常使用功能及最小故障的角度进行优化。

3）管道末端部分的优化方面，是所有优化工作最为繁琐，模型细度及精度最高的部分。盲目追求管道末端部分的优化，容易脱离现场进度，无法达到指导现场施工的作用。故应在管道末端部分的优化前，敲定可通用推广的大样，以此进行优化，避免大量无用工作。另外管道末端的优化，涉及的专业较多，如装修专业，幕墙专业等，优化人员不仅有较高的综合技术能力，而且还应有较好的沟通交流能力，避免闭门造车。

参考文献：

[1] 温锦成.浅谈BIM技术在设备运维的应用[J].广州建筑，2019，47（6）：45-48.

[2] 温锦成，卢有根.集水井立管及其阀门附件模块化安装应用研究[J].广东建材，2022，38（7）：74-75.

[3] 张超.智能化技术在建筑给排水工程中的应用[J].工程建设与设计，2022（10）：119-122.

[4] 陆小峰.基于绿色建筑理念的建筑给排水系统优化设计分析[J].工程技术研究，2023，8（23）：188-190.

[5] 崔景艳，古小琳.BIM技术在建筑给水排水工程设计中的应用价值分析[J].中国建筑金属结构，2023，22（S2）：5-7.

[6] 涂敏，刘光胜，杨红兵，等.建筑给水排水BIM正向设计的应用及思考——以长沙黄花国际机场T3航站楼为例[J].给水排水，2022，58（12）：122-130.