BIM技術在阜外華中心血管病醫院建設項目二標段中的應用與探索

醫院建筑結構功能復雜，專業系統與專業設備繁多，工程投資額相對較高，對醫院的工程管理提出了較高的要求。BIM技術以其高度的信息集成能力、系統的綜合能力、先進的數字智能化以及高度有效的模型聯能力，為建設工程項目的各相關參與方提供了一個便于實現協同工作的信息和知識資源的共享平臺。下面就以阜外華中心血管病醫院為例，介紹BIM技術在醫院工程項目施工階段的應用。

一、項目介紹

阜外華中心血管病醫院項目位于鄭東新區白沙組團工貿路以南、西平路以北、康莊路以西、鄭信路以東地塊，總建筑面積約38萬平方米。其中地上建筑面積約20萬平方米，地下建筑面積約18萬平方米。本項目（二標段）由兩棟單體和地下車庫組成，施工面積達7萬平方米，其中包含全科醫師實訓基地，專家公寓以及組成，其中全科醫師實訓基地12層（含四層裙房），專家公寓12層。

圖1項目效果圖

用四個字來總結，阜外項目可謂“高、緊、大、多”。

高——施工質量要求高。該工程屬國家重點工程，質量要求河南省優質結構“中州杯”；

緊——建設單位對工期要求比較緊，工程體量大且工期緊迫；

大——施工場地有限，給施工布置和現場施工管理帶來很大的難度；

多——機電安裝工作量大、專業繁多，管線復雜，工期緊、交叉作業繁多。

二、BIM技術應用

2.1 成本管理

模型成本數據快速提取。工程通過利用魯班BIM軟件在完成三維模型（三專業模型）建立的同時，直接形成了工程量數據庫， 利用BIM建模及應用軟件，可以按照不同的需求對工程量進行分類（按施工段、按樓層等），將提取后的工程量進行上報，方便項目上進行材料計劃采購和項目計算

圖2工程數據提取（施工段的劃分）

機電安裝模型材料采購計劃。本工程機電安裝BIM模型體量較大，三專業協同建模的同時，機電BIM建模各個專業也有序的開展起來， BIM中心在短短的20個工作日時間里完成了機電安裝所有專業BIM模型

圖3全科醫師基地BIM模型

2.2   技術與質量管理

輔助會審設計圖紙問題。運用CAD電子版圖紙建模的過程，本身就是圖紙核查的過程。由于本工程體量大，牽扯專業多、設計人員多，在建模過程中我們發現了各專業圖大量的紙碰撞問題，經過及時將圖紙問題反饋設計人員，本工程提前規避掉了設計圖紙問題。

圖4圖紙問題

提前發現設計錯誤。BIM技術在管線綜合中的應用主要是通過魯班安裝與Luban Works來完成，安裝管線綜合優化排布設計，發現碰撞點1200余處，大大減少了施工中不必要的返工，同時生成碰撞報告，為項目后期優化以及設計交底提供了有力的依據。

圖5土建與安裝專業碰撞

輔助機電分包現場交底。本項機電消防是廣州消防，專業做消防，因此前在結構與機電、機電各專業之間存在很多碰撞點。BIM小組對多專業的模型進行了合并與計算，找出碰撞點，提交設計進行了交底。在機電施工前，根據項目的排布原則對管線標高進行了優化，每次施工前都與分包進行模型交底，使得機電安裝的施工得以順利進行，機電負責人何工說道：多虧有了BIM，大大提高了工作效率。

圖6現場交底會

輔助設計進行三維可視化交底。通過虛擬漫游功能，發現地下室負二層水泵房位置處與設計圖紙不合理，導致設備儀器無法安裝，于是反饋給設計院進行校核修改，完成圖紙重新設計，最后設備可以正常安裝使用。

圖7地下二層三維漫游

施工現場綜合場布。BIM軟件對整個工程進行了虛擬化三維模擬；對整個施工現場進行了獨立施工的三維虛擬化模擬，同時對項目內模板支撐架，懸挑架工字鋼節點進行可視化技術交底。

圖8施工場布（地上）

施工現場二次排磚。利用BIM技術模擬現場部分施工工藝，并進可視化交底，讓施工班組摸準，吃透技術要點。同時快速統計出來砌塊數量，方便項目上材料的二次運輸。

圖9模型排磚

高大支模區域篩選。 按照高支模的基本規定，梁截面面積≥0.52㎡；梁、板底標高高度≥8m；梁單跨跨≥18m。根據住房和城鄉建設部下發的《建設工程高大模板支撐系統施工安全監督管理導則》建質[2009]254號第1.3條規定高大模板支撐系統是指建設工程施工現場混凝土構件模板支撐高度超過8m，或搭設跨度過18m，或施工總荷載大于15kN/m2，或集中線荷載大于20kN/m的模板支撐系統。12區塊籃球場上空高大支模施工從2016.04.15至2016.4.29期間施工，本項目高大支模位置位于1/01~D-6/D-R~D-X軸線位置處，12區塊籃球場位置上空，呈井字形。

圖10高大支模部位

高大支模技術方案的模擬。 籃球場上空屬于高大支模范圍，該處凈空高度超過10m，項目上對該處質量、進度、安全方面的技術和管理都有很高的要求，甲方對工期追的很緊，為此BIM小組做了高大支模沙盤演示，虛擬出該部位支模的詳細情況，通過此次沙盤演示，清晰地展現出該處高大支模的實際情況，哪些可以支設，怎么支，以此方便項目上管理人員對該處高大支模施工過程中質量安全的管控，方案模擬后，同時組織了專家論證，方案保證施工的順利進行，避免因為方案提交不及時導致工期延誤。

圖11三維面剖切

復雜鋼筋節點部位模擬。本項目由于鋼筋直徑較粗，施工過程中鋼筋無法穿插，比較復雜的鋼筋節點，通過BIM技術輸出復雜鋼筋節點，指導現場施工管理，一目了然看到復雜節點鋼筋排布情況。

圖12鋼筋節點優化模擬

專家公寓室內精裝修效果。運用BIM技術，對醫院病房進行精裝布置模擬，病床的擺放和顏色的搭配更加直觀，布局一目了然，為甲方提供參考，避免后期的拆改。圖示中A、B兩種方案進行對比，后通過技術交底，甲方選用了B方案

圖13精裝方案A   

圖14精裝方案B

移動手機終端輔助現場技術交底。本項目通過移動端iBan進行現場的照片收集，記錄、回復安全問題，上傳至BE平臺，確保各方及時關注現場質量，安全進度的問題。

圖15記錄質量、安全問題

二維碼技術輔助現場交底。對構件生成二維碼，掃碼后構件內容、工程做法、分包班組信息等一目了然，現場人員可通過手機iBan直接讀取相應信息，為項目現場施工提供指導，方便做到現場及時交底

圖16構件生成二維碼

模型變更管理。本項目通過模型變更管理，實現資源分析及變更前后的工程量對比，繼而進行季度成本核算，實現變更前后技術方案對比、經濟最優比選，為材料計劃及管控提供有力的數據支撐。

圖17模型變更管理應用

2.3 安全管理

臨邊防護預警。本工程體量大，安全危險源多，安全隱患不易消除，尤其是臨邊洞口維護工作任務重，搭建臨邊洞口維護模型指導現場安全管理，最大程度的杜絕安全隱患。通過系統軟件的自動生成防護欄桿功能，可以快速定位安全隱患部位，及時發現，達到提前預警的作用。

圖18臨邊防護欄桿

2.4進度管理

成本物資關聯進度模擬。按照工程項目的施工計劃模擬現實的建造過程，通過預定計劃及現場實際施工計劃的對比，形成進度的監控與預警，及時進行調整。并將施工計劃與人、材、機的用量進行關聯，形成進度與成本的關聯。本項目將每個季度的材料用量和成本分析進行了上報，做到月月上報，月月復核，使得BIM技術真正意義為項目控制成本進度。通過BE沙盤進度展示了本項目每月的形象進度，同時也獲得了本月的計劃完成情況。

圖19   MC進度計劃模擬（6D 模擬）

三、BIM應用效益

應用BIM技術于該院的診療樓建設項目中，使該項目的建造過程得到了諸多的益處。

利用BIM模型的可視性，通過BIM審圖軟件，醫務人員可以更加直觀的、詳細的、全面的審核工程圖紙，可以根據醫療需求從容的提出修改意見，在開工前，完成圖紙的修改，減少了施工過程中的變更和洽商。

利用BIM碰撞檢測技術，通過模型綜合碰撞檢查軟件，對工程的結構、設備、管線的空間排列布局進行了檢測，減少了施工過程的返工，加快工程進度，避免不必要的浪費。

利用BIM的模擬施工技術，合理布置、利用有限的施工場地，施工前制定詳細計劃，合理安排機械、設備、材料進場；合理的安排施工措施和組織施工，科學安排施工進度，實現施工項目各參與方協同工作，實現“無意外施工”，保證醫院的醫療秩序正常進行，保證施工的正常推進，減少停工、窩工、減少了施工索賠。

項目通過BIM技術在施工過程中對圖紙校核、砌筑工程深化設計、輔助現場管線綜合優化等方面的應用，預計實現經濟效益百余萬。輔助現場進行精細化管理，大大提升施工進度，每周對項目實施情況進行經濟效益分析，讓BIM技術真正意義的為項目節約成本起到關鍵作用，同時也對其進行應用效益分析。

四、總結

在醫學建筑工程全生命周期項目管理中使用BIM技術，有利于促進建筑工程全生命周期項目管理和控制工作的效果，可以使得建筑工程的各參與方能夠更有效地溝通與合作并降低其信息傳遞過程的耗損，實現建設工程項目全生命周期各階段的協調一致、工程項目各參與方的溝通與合作，可以促使醫院建筑工程全生命周期項目管理與控制一體化、系統化、高質量高效率地進行。

（編輯：奚雅青）