医疗建筑在设计阶段的BIM应用要点分析

医疗建筑在设计阶段的BIM应用要点分析

黄超智

深圳市毕美科技有限公司 深圳 518000

摘要：以医疗建筑重点、难点问题为导向，结合当前医疗建筑的特点，介绍在设计阶段BIM应用的必要性，指出BIM应用的价值点所在。通过项目应用中痛点的解决方式说明BIM应用在设计阶段的必要性，根据国家政策、规范要点以及实际医疗建筑项目中“趟过的坑，避过的雷”，提炼出一些设计阶段BIM应用的注意事项，从而进一步推广BIM应用，提升BIM应用在医疗建筑项目设计阶段的价值。

关键词：医疗建筑、BIM、BIM技术

1.医疗建筑特点分析

相比于商住建筑，基础设施等民用建设工程项目，医疗建筑的建设在自然属性上更复杂、也更核心。其布局可能是最为考究、流程最为繁琐、功能最为复杂、发展最为迅速的一类建筑物。医院不仅有全面的医疗设备，还有用于患者全面康复的辅助设施，医疗理念也从“以病人为中心”到“既为病人，也为医护人员改善环境”的观点慢慢转变。目前，我国新建和改建医院正处在一个高峰期，医疗建筑因其性质主要有公共性、专业性、系统性、复杂性、公益性等5大特点。本文结合医疗建筑的这些特点来描述BIM所对应的应用。

2.1 BIM应对于设计需求的繁多

在设计阶段，将各方需求糅合在一起并将其脉络捋清楚的办法不得不提及医疗工艺的一、二、三级流程。而设计给出的流程方案是否满足患者与医护人员的体验感。医生、护士、患者则很难给设计师具象化的需求，也因为专业上的限制难以理解设计图纸中的空间感受、配套关系的系统性等等，往往只能等到建成后才“恍然大悟”，但修改则为时已晚。而BIM的基础应用：三维展示、VR漫游等则是给院方一个很直观的模拟。模拟楼层、功能分区之间的关系，模拟科室内部流程的便利性，模拟病房内的使用场景、多种方案比对等等。利用BIM技术对医疗工艺的一、二、三级流程进行模拟，从而得出最优化的解决方案。

2.2 BIM应对于医疗专项的复杂性

在医疗建筑中不得不提及的一个重点，则是医疗专项。常规医疗建筑中包含的医疗专项有：净化、防辐射、物流系统、实验室、污衣被服、智能化、医疗气体、医疗纯水、污水处理等9项。而这些专项与传统的建筑、结构、水、暖、电等专业的配合则是一个无法忽视的难点，BIM的管线综合应用则可以将这9大专项与五大专业的碰撞暴露出来，通过问题的暴露给出专业、精确的管线排布，管线路由优化建议，提出孔洞定位、净高分析等解决方案。这些解决方案即可以让设计更加完美，也可以在施工前期将问题解决，避免后期的各种变更。

2.3 BIM应对于各阶段、专业、参与方的协调整合

常见的民用建筑工程中，BIM的应用用于多方面的协调、整合。在医疗建筑项目中，BIM平台运用体现出来的效果则更为明显。医疗建筑项目的周期往往比其他民用建筑工程要长，其设计阶段的周期也往往比其他项目的设计周期更长，而且各阶段的设计往往由不同团队负责，如何将设计阶段的思路、成果顺延下去；如何在过长的项目周期中因各方人员变动、离职等因素将项目顺利进行；如何将各种问题尽心归纳整理解决，从而将项目推进下去，这都离不开BIM平台的运用。在5G时代，通过BIM平台可以便捷地将各种医疗专项的问题进行记录，反馈、归档，完成在时间维度、专业维度、公司维度的协调整合。

2.4 BIM应对于以人为本的医疗理念

在现代医疗建筑中，抛开医疗系统层面的东西，设计师、代建方等要向着以人为本的理念使劲，患者、医护人员的空间、色彩、环境的感受则是需要重点考虑的一个因素。这些因素在《综合医院建筑设计规范  GB51039-2014》中也有明确体现。BIM技术的应用则可以综合各专业的设计模拟分析各种功能空间的使用感受。如对儿童重症病房的分析，首先通过管线综合，净高分析等措施，分析的净高情况，确保吊顶高度与平面保持在一个相宜的尺度，净高过低则显得压抑，不利于病人恢复。然后通过精装修建模，模拟房间内部环境的各种颜色、材质，感受其空间氛围，模拟重症病房内三级流程的便利性。最后，模拟建筑的采光、通风、噪音、温度等情况，分析病房内部外部的采光，通风等，从而完成一个综合性的三级流程模拟，实现“既为病人，也为医护人员改善环境”的设计理念。

3 医疗建筑在设计阶段BIM应用的价值点

在医疗建筑项目中，利用BIM来辅助设计，其应用点除了前文所述的模型漫游，虚拟展示，碰撞检查、管线综合、风光声热模拟等应用外，还有其他的诸如工程量统计、面积指标统计、疏散模拟等应用。以上林林种种的BIM应用其主旨在于解决医疗项目中的痛点，通过解决医疗建筑的痛点体现BIM的应用价值。

3.1 BIM应用解决复杂性的痛点

将各个专业的图纸转换为模型整合到一起，检查差异，优化布置。在方案阶段整合建筑、结构、周边场地、地形、室外管线进行的整合，辅助总图布置、竖向设计、道路分析等工作。在初步设计阶段整合建、结、水、暖、电等专业的模型完成初步管线综合，进行各区域净高分析提供优化建议。进行采光、通风、能耗、疏散等模拟验证设计的合理性。施工图阶段则是在前面的基础上整合了9大医疗专项、精装、景观、燃气等专项内容。施工图后期的深化阶段则是整合了全专业模型、设计变更、精装深化等内容。BIM的整合工作贯穿于整个医疗建筑项目的生命周期中，通过整合与拆分来解决医疗建筑项目的复杂性。

3.2 BIM应用解决系统性的痛点

对于系统性的痛点，笔者认为可以分为两个维度，一个维度是项目管理方面的系统维度，另一个维度则是设计的技术维度。关于项目管理维度，在医疗建筑项目设计中，BIM碰撞检查、净高分析产生的问题报告谁来解决、如何协调与推进解决方案、解决问题后以修改图纸还是出变更的方式来落实到施工中？遇到此类情况，可以以问题为抓手，利用BIM平台的模型、图纸、变更归档功能，通过问题管理去实现项目的推进。通过BIM问题进行项目层面的系统化管理其价值点在于统一协调各方的设计成果，形成问题汇总报表，以大数据分析的思路来发现问题、协调问题、解决问题，从而实现项目的推进，消化项目实施过程中的各种不利因素和隐患。另一个技术方面的维度则是解决系统与系统间的痛点。如物流系统中的气动物流。由于物流轨道设备的专业性比较强，民用建筑设计的工程师大多缺乏相关设计经验，利用BIM的三维模拟技术则可弥补经验上的不足。

3.3 BIM应用解决公益性的痛点

基于BIM技术的整合能力而引申出医疗建筑中另一个价值点：BIM的统计应用，如面积指标的统计、停车位统计、门窗统计、幕墙统计，以及风管、桥架等长度统计，阀门、喷头数量的统计等等，用于医疗项目的成本估算，设计复核、对比等。

3.4 BIM应用解决专业性的痛点

医疗建筑的BIM价值点还在于对模型、数据的分析运用。通过净高分析确保主要功能区域满足病患、医护人员的身心需求。通过风、光、声、热等分析确保各功能用房内使用者的感官感受。通过一级、二级、三级流程模拟、疏散模拟、车行模拟、大型设备运输模拟等，分析各组织流线、交通流线， 内部流线是否便利、安全、可靠。

4.结语

医疗建筑项目的特点总结来说就是因为其项目需求多、流程复杂、专项的专业性强而带来的设计周期长、反复、施工配合多，变更多等特点。而BIM则可以利用自身的技术优势去解决医疗建筑项目中的这些痛点、难点。从而建成更好更完美更符合广大人民需求的医院。就目前来说，医疗建筑的BIM技术应用不仅仅只是前文所述的这些内容。在当前的国内环境中、三胎的开放、新冠疫情的反复、健康中国的推进等，都需要医疗建筑去适应更多的新环境，而这些则可以结合BIM技术进行更多的诸如疾控应急模拟、传染区划分、结合感应器实现NICU的数字孪生模型系统等，助力我国实现健康中国的宏伟战略。