BIM在医院建设和运营中地作用及实施

1、wordBIM在医院建设和运营中的作用及实施摘要：BIM信息具有可追溯性、共享性、透明性的特点，贯穿于工程整个生命周期，使之成为智能化（制造）建设和数字化医院管理的平台，目前国内一些医疗建筑已将BIM应用于工程建设和日常运营管理，本文详细介绍BIM在医疗建筑全生命周期中的应用。资料图随着信息技术的发展，3D数字化信息早已融入大众生活的方方面面，在影视传媒、工业制造、网络通信等领域带来的变革尤为明显。与此同时，3D技术正逐步渗入到整个工程建设行业和数字化运营管理领域，未来影响行业发展的最重要的一项数字化技术将是BIM。什么是BIMBIM即建筑信息模型（BuildingInformationModeling）。它是利用三维数字技术创建的工程数据模型，并利用该模型集成建筑工程项目各种相关信息，来提高工程项目设计、建造、运营的效率。BIM的技术核心是在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业信息及状态信息，而且还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工

2、程信息的三维模型，可以大大提高建筑工程信息的集成化程度，这就为建筑工程项目的相关利益方都提供了一个工程信息交互和共享的平台。这些信息能够帮助建筑工程项目的相关利益方增加效率、降低成本、提高质量。结合更多的相关数字化技术，BIM模型中包含的工程信息还可以被用于模拟建筑物在真实世界中的状态和变化，使得在建筑物建成之前，项目的相关利益方就能对整个工程项目的成败做出最完整的分析和评估。BIM的特征三维可视化可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化三维平面的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，各个构件的信息在图纸上是采用线条绘制表达的，其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象。而当前建筑形式各异，造型复杂，这种平面的图纸呈现出诸多的局限性。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们面前。当然，目前也有许多设计单位会做各种效果图，这种效果图是分包给专业的效果图制作团队通过识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反

3、馈性的可视，这种可视化的结果不仅可以用于效果图的展示及报表的生成，更重要的是项目的设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。模拟性在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在医院建筑策划和设计中可以利用BIM对医院的物流系统、二级医疗系统流程进行模拟，以求最优化的功能布局。在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。信息集中与优化事实上，整个设计、施工、运营的过程就是一个海量信息集中并不断优化的过程，在BIM的基础上可以做更好的集中、更好的优化。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM

4、及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。建筑全生命周期中BIM的应用从建筑的全生命周期来看，BIM的应用对于提高建筑行业规划、设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。随着BIM在中国被逐渐认识与应用，特别在国内工程建造行业高速发展的背景下，BIM已在国内一些大型工程项目中得到积极应用，涌现出很多成功案例，充分展现了BIM在建筑工程行业的应用价值。在国内的部分医院工程已经开始采纳BIM，将其运用于工程建设和日常运营管理。BIM的信息具有可追溯性、共享性、透明性的特点，贯穿于工程整个生命周期，使之成为智能化（制造）建设和数字化医院管理的平台。根据项目建设进度建立和维护BIM模型，实质是使用BIM平台汇总项目团队所有的项目信息，消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中各相关利益方随时共享。由于BIM的用途决定了BIM模型细节的精度，同时目前仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作，所以目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。根据

5、需要，这些模型可能包括：设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。这种“分布式”模型往往由相关的设计单位、施工单位或者运营单位根据各自工作X围单独建立，最后通过统一的标准合成。这将增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全的管理难度，所以有时候业主也会委托独立的BIM服务商，统一规划、维护和管理整个工程项目的BIM应用，以确保BIM模型信息的准确性、时效性和安全性。BIM在医疗建设项目策划与设计中的运用*场地与交通组织分析得出最佳方案在医院建筑工程中，场地的选择和布置对医院的后期运行起到至关重要的作用。场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素、确定建筑物的空间方位、确定建筑物的外观、建立建筑物与周围景观的联系过程。在规划阶段，场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素，因此需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。例如：利用BIM模拟医院交通流线和出入口布置分析以求最佳方案。传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端，尤其是一些山坡地、河道低洼地，通过BIM结合地理信息系统（

6、GeographicInformationSystem，简称GIS），对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过BIM及GIS软件的强大功能，迅速得出令人信服的分析结果（如土方平衡量、排水泄洪方案等），帮助项目在规划阶段评估指定场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地位置、交通流线组织关系、建筑主体布局等关键决策。*模拟空间发展做关键性规划在医院建筑策划时，我们总希望在用地与建筑空间留有发展余地，用于满足日后发展或功能转变之需。策划是在总体规划目标确定后，根据定量得出设计依据的过程。相对于根据经验确定设计内容及依据（设计任务书）的传统方法，医疗建筑策划利用对建设目标所处社会环境及相关因素，包括对城市化进程、人口图谱、疾病谱和当地医疗资源及分布等进行逻辑数理分析，研究项目任务书对设计的合理导向，制定和论证建筑设计依据，科学地确定设计的内容，并寻找达到这一目标的科学方法。在这一过程中，主要是以实态调查为基础、以数据分析为手段对目标进行研究。BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段，通过对空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规，从而节省时间，为团队提供更多增值活动的可能。特别在客户讨论

7、需求、选择以及分析最佳方案时，借助BIM及相关分析数据，可以做出关键性的决定。在建筑策划阶段，BIM还会帮助建筑师随时查看初步设计是否符合业主的要求，是否满足建筑策划阶段得到的设计依据，通过BIM连贯的信息传递或追溯，大大减少设计阶段因不合理设计造成修改的巨大浪费。*评估设计方案获得较高的互动效应在方案论证阶段，项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、照明、安全、声学、色彩及是否符合相关规X。BIM甚至可以做到利用建筑外观部分的细节来迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。以某医院某科室门诊区域的设计为例，我们可以利用BIM去模拟测算，以判别门诊设计的合理性。该科室日常常规参数如下：常规门诊量：150人（最高峰250人）；峰值门诊时段：9：0011：00（平均1人/5分钟）；平均就诊时间：20分钟；患者可容忍等候时间：老人45分钟，中青年30分钟。通过对上述数据进行模拟动态测试，可以对设计方案进行论证，具体内容包括：人群是否始终或长时间处于聚集状态，从而判断整个科室诊室区域面积是否足够；什么时间就诊人群开始聚集，聚集在何处，以此判断整个诊室区域面积、诊室数量和候诊空间的比例是否合

8、理；根据诊量高峰与低谷的比例，调整部分专科门诊的开放时间，如某些慢性专科门诊，高峰时段不开门，而在低谷时段开放；根据对患者就诊路径、就诊时间、等候时间规律的判别，考虑在诊室区域植入相关医技、治疗功能。在这个案例中，通过BIM平台的运用，可以优化诊室设计方案，使之更高效、舒适、方便，达到诊室设计效果最佳状态。方案论证阶段还可以借助BIM方便地、低成本地提供不同的解决方案以供项目投资方进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。对设计师来说，通过BIM来评估所设计的空间，可以获得较高的互动效应，以便从使用者和业主那里获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈，在BIM平台下，项目各方关注的焦点问题比较容易直观地展现并迅速达成共识，相应地，决策所需的时间会比以往减少。*可视化设计真正的三维方式来完成建筑设计建筑师在与医生沟通的过程中，往往会出现医生无法判别使用面积是否足够的问题，3Dmax、Sketchup这些三维可视化设计手段的出现，有力地弥补了业主对传统建筑图纸识别能力缺乏造成的和设计师之间的交流鸿沟，但由于这些软

9、件设计理念和功能上的局限，使得这样的三维可视化展现不论用于前期方案推敲，还是用于阶段性的效果图展现，与真正的设计方案之间均存在相当大的差距。对于设计师而言，除了用于前期推敲和阶段展现，大量的设计工作还是要基于传统CAD平台来完成。但由于CAD平台的功能局限，使得设计师不得不放弃三维空间的思考方式，退而求其次地使用平、立、剖三视图的方式表达和展现自己的设计成果。这种由于工具原因造成的信息割裂，在遇到项目复杂、工期紧的情况下，非常容易出错。BIM的出现，使设计师真正回归到了三维的世界，使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时也使业主真正摆脱了技术壁垒的限制，随时了解自己的投资与回报。*多专业协同设计从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期协同设计是一种新兴的建筑设计方式，它可以使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络协同展开设计工作。协同设计是在建筑业环境发生深刻变化、建筑的传统设计方式必须得到改变的背景下出现的，也是数字化建筑设计技术与快速发展的网络技术相结合的产物。现有的协同设计主要是基于CAD平台。这种基于二维的协同设计并不能充分实现专业间的设计信息交流，这是因为CAD的通用文件格式仅仅是对图形的描述，无法加载附加信息，并且由于平台局限，专业间的数据不具有关联性，导致计算机图形技术和专业设计内容未能很好融合。BIM的出现，使协同已经不再是简单的文件参照。BIM技术为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。协同设计不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM的技术优势，协同的X畴也从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要规划、设计、施工、运营等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效益的大幅提升。*建筑性能化分析可自动完成利用计算机进行建筑物理性能化分析，国外的研究开始于20世纪60年代，甚至更早，早已形成较为成熟的理论，并已开发出丰富的工具软件。但是在CAD时代，无论什么样的分析软件，都必须通过手工的方式输入相关数据才

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