淺談BIM在醫(yī)院建設和運營中的作用

?隨著信息技術的發(fā)展，3D數(shù)字化信息早已融入大眾生活的方方面面，在影視傳媒、工業(yè)制造、網絡通信等領域帶來的變革尤為明顯。與此同時，3D技術正逐步滲入到整個工程建設行業(yè)和數(shù)字化運營管理領域，未來影響行業(yè)發(fā)展的最重要的一項數(shù)字化技術將是BIM。

什么是BIM

BIM即建筑信息模型（BuildingInformationModeling）。它是利用三維數(shù)字技術創(chuàng)建的工程數(shù)據(jù)模型，并利用該模型集成建筑工程項目各種相關信息，來提高工程項目設計、建造、運營的效率。

BIM的特征

三維可視化

可視化即“所見所得”的形式，對于建筑行業(yè)來說，可視化三維平面的作用是非常大的，例如經常拿到的施工圖紙，各個構件的信息在圖紙上是采用線條繪制表達的，其真正的構造形式就需要建筑業(yè)參與人員去自行想象。而當前建筑形式各異，造型復雜，這種平面的圖紙呈現(xiàn)出諸多的局限性。所以BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們面前。

BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，這種可視化的結果不僅可以用于效果圖的展示及報表的生成，更重要的是項目的設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進行。

模擬性

在設計階段，BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等；在醫(yī)院建筑策劃和設計中可以利用BIM對醫(yī)院的物流系統(tǒng)、二級醫(yī)療系統(tǒng)流程進行模擬，以求最優(yōu)化的功能布局。

在招投標和施工階段可以進行4D模擬（三維模型加項目的發(fā)展時間），也就是根據(jù)施工的組織設計模擬實際施工，從而確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬（基于3D模型的造價控制），從而實現(xiàn)成本控制；后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

信息集中與優(yōu)化

事實上，整個設計、施工、運營的過程就是一個海量信息集中并不斷優(yōu)化的過程，在BIM的基礎上可以做更好的集中、更好的優(yōu)化。沒有準確的信息做不出合理的優(yōu)化結果，BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，還提供了建筑物變化以后的實際存在。現(xiàn)代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對復雜項目進行優(yōu)化的可能。

BIM在醫(yī)療建設項目策劃與設計中的運用

場地與交通組織分析——得出最佳方案

在醫(yī)院建筑工程中，場地的選擇和布置對醫(yī)院的后期運行起到至關重要的作用。

場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素、確定建筑物的空間方位、確定建筑物的外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系過程。

傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端，尤其是一些山坡地、河道低洼地，通過BIM結合地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡稱GIS），對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進行建模，通過BIM及GIS軟件的強大功能，迅速得出令人信服的分析結果（如土方平衡量、排水泄洪方案等），幫助項目在規(guī)劃階段評估指定場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地位置、交通流線組織關系、建筑主體布局等關鍵決策。

模擬空間發(fā)展——做關鍵性規(guī)劃

在醫(yī)院建筑策劃時，我們總希望在用地與建筑空間留有發(fā)展余地，用于滿足日后發(fā)展或功能轉變之需。

BIM能夠幫助項目團隊在建筑規(guī)劃階段，通過對空間進行分析來理解復雜空間的標準和法規(guī)，從而節(jié)省時間，為團隊提供更多增值活動的可能。特別在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時，借助BIM及相關分析數(shù)據(jù)，可以做出關鍵性的決定。

在建筑策劃階段，BIM還會幫助建筑師隨時查看初步設計是否符合業(yè)主的要求，是否滿足建筑策劃階段得到的設計依據(jù)，通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，大大減少設計階段因不合理設計造成修改的巨大浪費。

可視化設計——真正的三維方式來完成建筑設計

建筑師在與醫(yī)生溝通的過程中，往往會出現(xiàn)醫(yī)生無法判別使用面積是否足夠的問題，3Dmax、Sketchup這些三維可視化設計手段的出現(xiàn)，有力地彌補了業(yè)主對傳統(tǒng)建筑圖紙識別能力缺乏造成的和設計師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設計理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲，還是用于階段性的效果圖展現(xiàn)，與真正的設計方案之間均存在相當大的差距。

BIM的出現(xiàn)，使設計師真正回歸到了三維的世界，使用三維的思考方式來完成建筑設計，同時也使業(yè)主真正擺脫了技術壁壘的限制，隨時了解自己的投資與回報。

建筑性能化分析——可自動完成

利用BIM技術，建筑師在設計過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經包含了大量的設計信息（包括幾何信息、材料性能、構件屬性等），只要將模型導入相關的性能化分析軟件，就可以得到相應的分析結果，原本需要專業(yè)人士花費大量時間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，如今可以自動完成，這大大降低了性能化分析的周期，提高了設計質量，同時也使設計公司能夠向業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務。

BIM在醫(yī)院運行管理中的應用

BIM不是一個簡單的醫(yī)院建筑數(shù)字模式，它更是一個數(shù)字化的信息平臺。

運營信息集成

在建筑物使用壽命期間，建筑物結構設施（如墻、樓板、屋頂?shù)龋┖驮O備設施（如機械、電氣、管道等）都需要不斷得到維護。一個成功的維護方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費用，進而降低總體維護成本。

BIM模型結合運維管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建筑物使用過程中突發(fā)狀況的維修風險的次數(shù)。對一些重要設備還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態(tài)提前做出判斷。此外在三維的環(huán)境下，維護人員對于設備的位置十分清楚，大大提高了維護效率。

設施及資產管理

當前企業(yè)對資產的管理已經逐步從傳統(tǒng)的紙質方式中脫離，一套有序的資產管理系統(tǒng)將有效地提升建筑資產或設施的管理水平。但是由于建筑行業(yè)和設施管理行業(yè)的割裂，使得這些資產信息需要在運營階段依賴大量的人工操作來錄入資產管理系統(tǒng)，這不僅需要更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)準備時間，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯誤。

BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導入現(xiàn)有的資產管理系統(tǒng)，這對于資產管理而言，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準備方面的時間及人力投入。此外由于傳統(tǒng)的資產管理系統(tǒng)本身無法準確定位資產位置，通過BIM結合RFID的資產標簽芯片還可以使資產在建筑物中的定位及相關參數(shù)信息一目了然，實現(xiàn)精確定位，快速查詢。

輔助能源管理

建筑系統(tǒng)分析是對照著設計規(guī)定來衡量建筑物性能的過程。其中包括機械系統(tǒng)如何操作，建筑物能耗分析、內外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評估。BIM模型結合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復建立分析模型，不僅可以驗證建筑物是否按照特定的設計規(guī)定和可持續(xù)標準建造，而且可以通過模擬更換整棟建筑所使用的材料設備，創(chuàng)建假設的解決方案，來顯示建筑物性能更好或更差的狀態(tài)。通過這些分析模擬，最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計劃，以提高整個建筑的性能。

空間管理

空間管理是業(yè)主為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作、生活環(huán)境并促進人員的溝通與協(xié)調而對建筑空間所作的管理?？臻g管理最重要的是進行空間控制，做到經濟而有效地利用空間。

BIM不僅可以用于有效管理建筑設施及資產等資源，也可以幫助資產管理團隊記錄空間的使用情況，處理業(yè)主要求空間的變更請求，分析現(xiàn)有空間的使用情況，以及評估設備試用期間空間相關環(huán)境參數(shù)的變化情況。

通過BIM模型結合空間追蹤系統(tǒng)可以合理分配建筑物空間，追蹤當前空間的使用情況，確保設施空間資源最大利用率，還能根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)協(xié)助日后空間改造時的空間使用需求。

災害應急模擬分析

建筑作為人類棲息的場所和進行各類活動的物質條件，安全是第一位的。直接影響安全的因素，除房屋結構外，還包括各類災害對其造成的破壞以及由此引發(fā)的連鎖反應。利用BIM模型及相應災害分析模擬軟件，可以在災害發(fā)生前以模型和災害預警信息為基礎，模擬災害發(fā)生的過程，分析災害發(fā)生的原因，制定避免災害發(fā)生的解決措施，以及發(fā)生災害后人員疏散、救援支持的應急預案。

此外，當災害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應對措施。此外樓宇自動化系統(tǒng)能及時獲取建筑物及設備的狀態(tài)信息，通過BIM和樓宇自動化系統(tǒng)的結合，使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點最合適的路線，救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置，提高應急行動的成效。

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