淺談BIM在醫(yī)院建設(shè)和運(yùn)營中的作用

?隨著信息技術(shù)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(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域帶來的變革尤為明顯。與此同時(shí)，3D技術(shù)正逐步滲入到整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)和數(shù)字化運(yùn)營管理領(lǐng)域，未來影響行業(yè)發(fā)展的最重要的一項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)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(shù)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(xiàng)目各種相關(guān)信息，來提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)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(jīng)常拿到的施工圖紙，各個(gè)構(gòu)件的信息在圖紙上是采用線條繪制表達(dá)的，其真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)參與人員去自行想象。而當(dāng)前建筑形式各異，造型復(fù)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(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們面前。

BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視，這種可視化的結(jié)果不僅可以用于效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

模擬性

在設(shè)計(jì)階段，BIM可以對設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些東西進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等；在醫(yī)院建筑策劃和設(shè)計(jì)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(jìn)行模擬，以求最優(yōu)化的功能布局。

在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬（三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間），也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬（基于3D模型的造價(jià)控制），從而實(shí)現(xiàn)成本控制；后期運(yùn)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(shí)上，整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程就是一個(gè)海量信息集中并不斷優(yōu)化的過程，在BIM的基礎(chǔ)上可以做更好的集中、更好的優(yōu)化。沒有準(zhǔn)確的信息做不出合理的優(yōu)化結(jié)果，BIM模型提供了建筑物的實(shí)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(shí)際存在。現(xiàn)代建筑物的復(fù)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(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的可能。

BIM在醫(yī)療建設(shè)項(xiàng)目策劃與設(shè)計(jì)中的運(yùn)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(yùn)行起到至關(guān)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(jié)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(jìn)行建模，通過BIM及GIS軟件的強(qiáng)大功能，迅速得出令人信服的分析結(jié)果（如土方平衡量、排水泄洪方案等），幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評估指定場地的使用條件和特點(diǎn)，從而做出新建項(xiàng)目最理想的場地位置、交通流線組織關(guān)系、建筑主體布局等關(guān)鍵決策。

模擬空間發(fā)展——做關(guān)鍵性規(guī)劃

在醫(yī)院建筑策劃時(shí)，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(zhuǎn)變之需。

BIM能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在建筑規(guī)劃階段，通過對空間進(jìn)行分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，從而節(jié)省時(shí)間，為團(tuán)隊(duì)提供更多增值活動(dòng)的可能。特別在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時(shí)，借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù)，可以做出關(guān)鍵性的決定。

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

可視化設(shè)計(jì)——真正的三維方式來完成建筑設(shè)計(jì)

建筑師在與醫(yī)生溝通的過程中，往往會(huì)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(shè)計(jì)手段的出現(xiàn)，有力地彌補(bǔ)了業(yè)主對傳統(tǒng)建筑圖紙識(shí)別能力缺乏造成的和設(shè)計(jì)師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案之間均存在相當(dāng)大的差距。

BIM的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，同時(shí)也使業(yè)主真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制，隨時(shí)了解自己的投資與回報(bào)。

建筑性能化分析——可自動(dòng)完成

利用BIM技術(shù)，建筑師在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計(jì)信息（包括幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等），只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件，就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果，原本需要專業(yè)人士花費(fèi)大量時(shí)間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，如今可以自動(dòng)完成，這大大降低了性能化分析的周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)也使設(shè)計(jì)公司能夠向業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。

BIM在醫(yī)院運(yùn)行管理中的應(yīng)用

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

運(yùn)營信息集成

在建筑物使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施（如墻、樓板、屋頂?shù)龋┖驮O(shè)備設(shè)施（如機(jī)械、電氣、管道等）都需要不斷得到維護(hù)。一個(gè)成功的維護(hù)方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費(fèi)用，進(jìn)而降低總體維護(hù)成本。

BIM模型結(jié)合運(yùn)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(hù)計(jì)劃，分配專人專項(xiàng)維護(hù)工作，以降低建筑物使用過程中突發(fā)狀況的維修風(fēng)險(xiǎn)的次數(shù)。對一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄，以便對設(shè)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(hù)人員對于設(shè)備的位置十分清楚，大大提高了維護(hù)效率。

設(shè)施及資產(chǎn)管理

當(dāng)前企業(yè)對資產(chǎn)的管理已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式中脫離，一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效地提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平。但是由于建筑行業(yè)和設(shè)施管理行業(yè)的割裂，使得這些資產(chǎn)信息需要在運(yùn)營階段依賴大量的人工操作來錄入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，這不僅需要更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。

BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入現(xiàn)有的資產(chǎn)管理系統(tǒng)，這對于資產(chǎn)管理而言，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入。此外由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準(zhǔn)確定位資產(chǎn)位置，通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然，實(shí)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(shè)計(jì)規(guī)定來衡量建筑物性能的過程。其中包括機(jī)械系統(tǒng)如何操作，建筑物能耗分析、內(nèi)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(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復(fù)建立分析模型，不僅可以驗(yàn)證建筑物是否按照特定的設(shè)計(jì)規(guī)定和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建造，而且可以通過模擬更換整棟建筑所使用的材料設(shè)備，創(chuàng)建假設(shè)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(jì)劃，以提高整個(gè)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(jìn)人員的溝通與協(xié)調(diào)而對建筑空間所作的管理?？臻g管理最重要的是進(jìn)行空間控制，做到經(jīng)濟(jì)而有效地利用空間。

BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源，也可以幫助資產(chǎn)管理團(tuán)隊(duì)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(shè)備試用期間空間相關(guān)環(huán)境參數(shù)的變化情況。

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

災(zāi)害應(yīng)急模擬分析

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

此外，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點(diǎn)的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應(yīng)對措施。此外樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)獲取建筑物及設(shè)備的狀態(tài)信息，通過BIM和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合，使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點(diǎn)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(yīng)急行動(dòng)的成效。

內(nèi)容收集于網(wǎng)絡(luò)，略有刪減