BIM技术在医院建筑设计中的干系管理及应用

　 2019-11-08

医院建筑作为专业特性十分突出的公共建筑，既具备公共建筑的一般共性，又具有其自身的特殊性。每个医院建设项目受医院的等级、规模、学科发展等因素影响，各具特点。在目前设计总承包模式还不成熟的情况下，主要由业主方负责对各分包设计进行管理，而专业的局限性、设计的复杂性使医院建设管理者面临前所未有的挑战。BIM 技术的应用，解决了医院管理人员、临床科室人员缺乏设计空间想象力的问题。下面主要探讨如何以业主方为主导，以 BIM 技术为辅助的管理工具，提高医院建筑专业区域（分项）设计质量。

医院建筑设计的现状

大部分医院在进行基本建设初期，一般从后勤、临床一线等科室抽调骨干力量，成立筹建办公室，逐渐发展为基建处，由基建处代表院方对项目进行管理。由于大部分基建人员为非建筑工程相关专业人员，项目管理中的设计管理成为管理难点。管理的对象主要是建筑设计单位和二次深化设计公司。

项目从前期规划立项到方案设计，直至施工图设计一般均由建筑设计单位完成，专业医疗区域则甩项，俗称“开天窗”。甩项的专业医疗区域由医院方通过招标，委托专业公司进行设计——招标——施工（Design-Bidding-Build），即 DBB 模式。

受委托的建筑设计单位具体负责：前期规划，协助业主向规划部门报批；施工图设计，协助业主报图纸审查和消防审查；变更设计，协助业主审核专业公司的二次深化设计。

二次深化设计单位即各专业公司，负责各自中标范围内的分部（分项）设计，如：室内装修设计、室外装修设计、室外配套设计、绿化设计、标识系统设计、弱电智能化设计、污水处理站设计、餐厨设计、冷库设计、手术室设计、消毒供应室设计、静脉药物配置中心设计、生殖中心设计、ICU/NICU 设计、检验科设计、病理科设计、血透室设计、CCU 设计、放射防护设计、医用气体系统设计、医用纯水系统设计、酸化水系统设计、气动物流系统设计，等等。

上述二次深化设计的区域往往是医院的核心区域，直接关系到患者安全、医疗效果、能耗和舒适性，须要反复论证与审核。这一阶段临床医疗科室、院感部、护理部、设备采购部门、后勤保障部门均须参与。但由于空间想象力的限制，这些部门的人员对设计方案的理解不足，不能通过图纸想象出建成后的实景。有的项目为解决这一问题，甚至不惜进行现场模拟，耗费人力物力。

同时，在设计管理中，业主方组织协调、审核论证的工作量比较大，往往使得以基建处为代表的业主方力不从心。

运用 BIM 技术进行设计管理的主要干系方及其职责

BIM 技术带来设计革命，主要体现在以下几个方面：

以三维可视化设计代替传统的二维CAD，从根本上解决了缺乏空间想象力影响对设计方案的理解问题；

以构件布置的形式代替传统的线条绘图的形式，以全专业信息模型集成代替单纯的几何表现；

以基于同一模型的全过程协同设计代替离散的分部分专业设计；

以全专业协同完成设计项目代替各专业单独完成设计项目。

医院建设项目因其自身的特殊性、复杂性，涉及的干系单位较多，仅设计干系方就多达数十家单位，但深度参与并起主导作用的单位主要是业主方、BIM 顾问单位、建筑设计单位、总承包单位等。在基于 BIM 的设计管理中，业主方、BIM 顾问单位、建筑设计单位具有明确的职责分工。

一、业主方

业主方作为 BIM 技术实施的发起者和最终成果的使用者，根据项目的进展及出现的管理问题提出需求，建立整体管理体系，组织审核 BIM 实施规则和技术标准，并协调推进相关单位的执行以及目标的达成。

BIM 建模标准的具体内容

二 、BIM 顾问单位

作为项目的 BIM 顾问，完成项目的 BIM 策划，编制 BIM 技术标准，协助业主单位组织管理项目的BIM 实施，并且按照施工图纸进行 BIM 全专业三维信息模型搭建、碰撞检测、管线综合、施工配合，辅助业主单位做竣工验收以及后期智能运维管理平台的建设，并整理 BIM 成果文件交付业主方。

三、设计单位

设计单位及时提供准确的图纸信息，并配合BIM 顾问单位对专业碰撞等问题进行沟通解决，协助业主方对 BIM 成果进行审核并提出建议，根据BIM 成果及时更新图纸。特别须要提醒的是，设计单位最迟在初步设计阶段就应当与 BIM 顾问单位进行充分沟通，在建模标准的各方面达成一致。

BIM 在设计管理中的应用

一、方案虚拟漫游展示

由于现在医疗建筑越来越复杂，涉及专业众多，设备、管线排布复杂，因此需要有强大的三维空间想象力。虚拟漫游展示主要是利用 BIM 软件来模拟建筑物的三维空间，以漫游、动画的形式使非专业人员，尤其是业主方的相关人员，有身临其境的视觉感受，并在三维虚拟漫游过程中达到以下效果：

将人流、物流、车流、信息流充分展现出来 ,极大降低了非专业人员对于一级流程的想象和理解难度，充分保障了一级流程的审核质量；

在一级流程下，将满足人流、物流、车流、信息流而需要的空间和功能同时在二级流程进行动漫展示，向院长、科主任及其他科室医护人员模拟展示未来各区域之间的相互关系。形象的动漫展示使得二维表达中不易被察觉的设计缺陷或问题暴露出来，比如空间关系颠倒、功能房间缺失等。

业主方相关人员对设计方案的审核能力基于BIM得到明显提升，不再受空间想象力的限制，对医疗流程是否科学合理、是否符合院感要求，以及后期医疗设备和家具的安装、摆放，可以更好地做出直观的判断，从而解决建成后流程再造、功能空间不足等问题。

二、图纸优化

BIM 因其特殊的数据信息整合网络平台，能发挥良好的管理与沟通作用。中心档运用逻辑关系，给不同干系单位、干系人开放不同权限。干系单位、干系人通过本地档从中心档下载需要的设计信息，同时上传最新设计成果，从而实现设计信息和成果共享。可实时协调设计进度，及时发现问题，协同提高设计工作效率。尤其对施工过程中的设计变更管理，具有显著意义。

Revit 模 型 经 过 图 模 一 致 性 核 查 后， 利 用Navisworks Manage2013 软件中的数据信息处理工具，将各专业 Revit 模型合并导入，通过设置不同的容差值，计算机自动检测和判断，对结构、建筑、机电模型进行碰撞检查，提前找出各专业设计中的错、漏、碰、缺。业主方基建人员对施工图的审核、优化不再受专业限制，可以通过直观的空间感受，对机电设备的布置、建筑空间的布局提出有效的审核、优化意见，从而减少施工过程中产生的大量变更和建成后的遗憾。

三、机电管线综合

根据碰撞检查结果对模型进行修改后，依据设计单位出具的管综原则，利用 BIM 技术的可视化优点对机电专业进行三维管线综合分析。运用专业辅助软件 NavisWorks 对综合管道涉及的子系统的综合情况进行核查，并自动生成报告。业主方基建管理人员组织对报告进行审核后，上传中心档，由相关干系单位修改设计。最终成果经审核合格后，再由干系单位完成各自合同范围内（专业范围内）的管线二维图（含标高、定位尺寸、管径等主要参数）。

四、净高空间验证

在解决所有碰撞问题后，通过优化 BIM 模型中的空间结构，确定各区域最高净空，确定各功能区域的使用功能是否满足，并制作净空漫游，为后期的施工及装修提供技术依据。

五、精装修方案配合

在项目推进过程中，对标准诊室、病房等采取虚拟现实→予以确认→样板房→最终确认的途径。提出“拿纬度换精度，用空间换时间”，利用 BIM的三维可视化代替传统的单一效果图展示，使得院方各级负责人及各科室成员能够无缝参与到精装修方案设计过程中来，快速提升确定方案的时间。

用于设计管理的 BIM 模型的功能延伸

施工单位作为项目设计成果的具体实施者，在BIM 设计管理系统基础上进一步建立完善 BIM 施工管理系统，与其他参与方使用 BIM 进行施工信息协同，提供 BIM 应用成果。利用 BIM 成果进行现场施工指导，并且结合施工进度进行施工阶段的模型修改及优化，利用 BIM 模型制作各阶段的施工模拟动画，并且配合 BIM 顾问单位对现场数据进行采集，为建立竣工模型做好准备，为运营维护管理模型提供模型基础。

监理单位负责审核施工现场已经完成的工程实体与施工图、深化设计图（该图纸与对应的 BIM 模型是相同的）以及 BIM 三维信息模型的一致性，并负责向业主提交材料设备的验收资料。

造价咨询单位利用 BIM 现有的模型数据对提取的工程量清单及材料清单进行比对校验。

还可以利用现有的模型数据进行运营维护管理。在施工管理模型的基础上进一步建立运营维护管理模型，一方面形成楼宇可视化系统，另一方面形成设备监控系统、故障分析系统、设备维护系统、统计分析系统，实现后勤运维管理的可视化，以及数据的收集、分析与处理自动化，为设备更新、成本核算等提供依据。

随着 BIM 技术的发展及其他管理工具的完善，医院建设项目的管理水平必然得到进一步提高，助力又快又好建设现代化、智能化医院。

节选自本刊2019年10期

作者：时盛荣/山东省精神卫生中心

图片来源：山东省精神卫生中心