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摘要：建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM）。BIM就是以建设领域为对象，基于建设项目全生命周期的信息化、智能化方法与过程，是在原有CAD技术基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术。随着国家“十三五”医疗改革，近些年来得到巨大发展，本文主要以三甲医院设备管线优化中碰撞检查及管综优化深化应用思考出发，但由于医院建筑具有专业性强、涉及专业多样、功能复杂、施工及运营复杂等特点，一直是建筑行业中项目管理的难点。随着BIM技术在国内开发、应用的日渐成熟，BIM技术也逐渐成为医院建设管理中的首选，在设备管线优化阶段逐渐趋于成熟时，进而引发管综优化深化应用的思考。
关键词：Building Information Modeling 医疗建筑 设备管线 优化应用
1、BIM技术应用价值
随着BIIM即建筑信息模型的发展和成熟，加强对BIM技术的应用，可以为建设领域提供直观地可视化视图，对建筑物管道设备模型的仿真建立，将管线设备的二维图纸进行集成和可视化，不仅能够缩短工程所需时间、节约资源成本，同时还可以帮助所有工程参与者提高决策效率和设计质量，为科学审查规划方案提供较为科学的依据，实现信息模型与工程施工管理行为完美组合。
2、工程概况
重庆市巴南区三级甲等医院建设项目由重庆巴民康建设项目管理有限公司开发建设，位于重庆市巴南区龙洲湾片区李家沱鱼洞Q分区，东面为南山山脉，西面为协信星澜汇，南面为葛洲坝集团承建的市政道路，北面紧邻巴南区V1-1/01安置房。项目位置交通便利，项目部1，2号大门接巴南高职城大道，北侧300米有轻轨3号线鱼胡路站。场区内岩层主要包括泥岩、砂岩、页岩。地下水匮乏，施工区域无地下管线。
工程规模为1300床位的大型现代化医院，分为门急诊楼4F/-3F、传染楼2F/-1F、内科住院楼20F/-3F、外科住院楼20F/-3F、行政楼4F/-1F，地下建筑面积12.4万m2，地上建筑面积7.4万m2总建筑面积为19.8万m2。其中住院楼建筑高度92米。基础分为独立基础、筏板基础、桩基础三种形式，主体采用框架-抗震墙结构。门诊楼建筑高度19.9米。基础为独立基础、桩基础，主体采用框架-抗震墙结构结构。
本项目设备安装工程较多，包括给排水工程、电气工程、弱电工程、消防工程、暖通工程等，线路管道较复杂，协调各施工队充分利用立体空间进行施工时较为 难以处理的问题，协调管理部门要考虑各个工程队的施工是否会对其他工程造成影响，施工顺序是否会对施工质量、施工难度有所影响，针对这些情况，成立BIM集训小组，对不同管道，不同线路进行综合建模，运用BIM技术提前预知各个管道的安装。
3、BIM技术设备管线优化应用
医院建设前期往往通过对区域城市化进程、人口图谱、疾病谱和当地医疗资源分布、建设地块特点等进行逻辑数理分析，在装修设计及净高要求都有极高的标准。巴南三甲医院在工程设备管线主要包括强电、弱电、消防喷淋、综合布线、给水、中水、污废水排放、燃气供应、通风空调、防排烟和采暖供热等，这些管线错综复杂，各预制构件搭接处钢筋密集交错，如果在施工中发现各种管线、预制构件搭接发生碰撞，将给施工现场的各种管线施工、预埋和现场预制构件吊装带来极大的困难。
因此，在施工前，采用BIM技术对管道密集区域进行综合排布设计，虚拟各种施工条件下的管线布设、预制联接件吊装的模拟，提前发现施工现场存在的碰撞和冲突，尽早发现施工过程中可能存在的碰撞和冲突，有利于减少设计变更，提高施工现场的工作效率。
3.1管线碰撞检查优化
工程中实体相交定义为碰撞，实体间的距离小于设定公差，影响施工或不能满足特定要求也定义为碰撞。
碰撞检查是指在电脑中提前预警工程项目中各不同专业（结构、暖通、消防、给排水、电气桥架等）在空间上的碰撞冲突。工程管线种类多、各专业管线相互交叉，施工过程中很难完成紧密配合，相互协调。利用BIM软件平台的碰撞检测功能，根据各专业管线发生冲突时，有压管让无压管，小管线让大管线，施工容易的避让施工难度大的，再考虑管材厚度、管道坡度、较小间距以及安装操作与检修空间，最后结合实际综合布置避让原则，完成结构与设备管线图纸之间的碰撞检查，加快各专业人员对图纸问题解决效率。
对于巴南三甲医院这种大型复杂的医院工程项目，采用BIM技术进行碰撞检查有着明显的优势及意义。利用BIM软件平台碰撞检测功能，预先发现图纸管线碰撞冲突问题，及时反馈给设计单位，进行施工方案优化等，减少由此产生的变更申请单，避免后期施工因图纸问题带来的停工以及返工，进行三方会审，由施工方、建设方及设计单位共同审查并综合考虑设计及安装方案，提前预知，结合BIM技术的可视化对施工管理人员及施工人员进行施工过程与方法模拟现场三维交底，不仅提高施工质量，确保施工工期，还节约大量的施工和管理成本，也为现场施工及总承包管理打好基础，创造可观的经济效益。
3.2 协调管线优化安装
BIM集训小组在项目施工期，根据不同专业的施工图纸完成BIM三维模型（图一），然后将不同BIM模型集合在一起，进行碰撞检查，检查完成后，形成碰撞检查报告，根据碰撞报告与设计单位，施工单位以及施工队伍会审，并协调解决每一个专业与其他专业的施工顺序，以及施工进度安排。因为涉及专业较多，施工队伍相对较杂在配合施工过程中，需要实时跟进安装进度以及及时通知设计变更等，相对能够更好的提前协调各专业的安装，提供更为准确与有效的剖面详图（图二）。
图二
3.3管综优化对比效果分析
BIM技术对避免失误、提高工程质量、节约成本、缩短工期等已做出极大贡献，其优势作用让行业对其愈加重视。应用BIM技术在各个专业设计进行碰撞检查，不但能彻底消除硬、软碰撞，完善工程设计，进而降低在施工阶段可能存在的错误损失和返工的问题，还能做到优化空间效果。
巴南三甲医院运用BIM技术进行管线综合深化，首先由于它的可视化纠错能力直观、真实，这使施工过程中可能发生的问题，提前到设计阶段来处理，避免因各管材设备与土建结构的交叉冲突而导致返工；其次是运用BIM技术完成预留孔洞定位图，避免因孔洞预留不准而导致的二次开孔、返工问题；最后是运用BIM技术进行净高复合，避免因管线标高不符合吊顶标高要求而导致各管线安装返工。通过调整优化出图，科学安排施工顺序，合理组织管线交叉施工，使各项工作有序展开，既保工程进度，又节省开支和降低工程成本。
在巴南三甲医院项目中，通过设计、建设、施工三方多次会审，在安装施工前多次预安装，并在现场做了模拟。按照BIM模型预方案施工的现场，管线排布合理且美观，施工有序进行，能够在进度、材料等方面有了可观的效益（图三、图四）。而未按模型方案施工的现场，管线排布混乱，出现不合理的翻弯，浪费材料。（图五）
图三 图四 图五
4、BIM技术在设备管线优化中深化应用
BIM技术的信息完备性、可视化、参数化、一体化等特点使得注定了这项技术绝不简简单单是一个医院建筑数字模型，更是一个数字化管理平台。在巴南三甲医院这个项目中，主要运用BIM技术的管综优化，而深入思考就是管综优化的深化应用。
设计优化。方案设计阶段，主要是基于业主设计需求作为工作出发点，了解其他的专业工程实际情况，尤其是建筑工程、结构工程、设备工程，能够为了更好的调整方案提供借鉴，在该过程中，还应该详细做好数据分析、主要管线通道分析等。工程设备管线利用BIM技术对各类管材及附件等的路径与尺寸进行优化和管线综合平衡设计，减少部分管线的长度和弯头数量，找出较短路径、较优尺寸，做预留孔洞或管线预埋。
现场布置优化。BIM技术为平面布置工作提供一个很好的平台，在创建好工程场地模型与建筑模型后，通过创建相应的设备、资源模型进行现场布置模拟。同时还可以将工程周边及现场的实际环境以数据信息的方式挂接到模型中，建立三维的现场场地平面布置，并通过参照工程进度计划，可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况，灵活的进行现场平面布置，实现现场平面布置合理、高效。
进度优化。基于BIM技术对施工进度可实现精确计划、跟踪和控制，动态的分配各种施工资源和场地，实时跟踪工程项目的额实际进度，并通过计划进度与实际进度进行比较，及时分析偏差对工期的影响程度以及产生的原因，采取有效措施，实现对项目进度的控制，保证项目能按时竣工。
领料优化。根据安装工程管材及附件特点，严格按照设计施工图及BIM设备管线模型，控制材料及使用数量，做到规格、型号、数量、参数完全准确。施工员根据工程实际进度，方便的提取施工区段管材及附件用量，在下达施工任务书中，附上完成该项施工任务的限额领料单，作为材料员发料控制依据，实行对各班组限额发料，防止错发、多发、漏发等无计划用料，从源头上做到材料的“有的放矢”，减少施工班组对材料的浪费。
5、结语
由于医疗工程复杂，特别是各类管线（上下水、空调风、空调水、消防、电缆桥架、弱电桥架、医疗气体等）多，竣工图纸的平面化往往给业主在日后运营、维修时带来诸多不便。BIM模型能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来，从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供平台。
应用BIM技术碰撞检测和三维可视化模拟等功能对工程管道中给排水水管、热水管和风管等设备管线进行排布，各管线在竖井内位置交叉，产生大量管路跨越搭接；通过调整各设备管线安装位置，减少管路跨越搭接，优化设备管线路径，既节约材料，又使整体布局合理美观，同时还可预留足够的检查维修空间。
作者简介：姓名：周珊，出生年月：1991.04，职务：工程管理部职员
论文作者:周宇航
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：管线论文; 技术论文; 工程论文; 巴南论文; 设备论文; 模型论文; 现场论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;