BIM技术在阜外华中心血管病医院建设项目二标段中的应用与探索

医院建筑结构功能复杂，专业系统与专业设备繁多，工程投资额相对较高，对医院的工程管理提出了较高的要求。BIM技术以其高度的信息集成能力、系统的综合能力、先进的数字智能化以及高度有效的模型联能力，为建设工程项目的各相关参与方提供了一个便于实现协同工作的信息和知识资源的共享平台。下面就以阜外华中心血管病医院为例，介绍BIM技术在医院工程项目施工阶段的应用。

1、项目介绍

阜外华中心血管病医院项目位于郑东新区白沙组团工贸路以南、西平路以北、康庄路以西、郑信路以东地块，总建筑面积约38万平方米。其中地上建筑面积约20万平方米，地下建筑面积约18万平方米。本项目（二标段）由两栋单体和地下车库组成，施工面积达7万平方米，其中包含全科医师实训基地，专家公寓以及组成，其中全科医师实训基地12层（含四层裙房），专家公寓12层。

图1  项目效果图

用四个字来总结，阜外项目可谓“高、紧、大、多”。

高——施工质量要求高。该工程属国家重点工程，质量要求河南省优质结构“中州杯”；

紧——建设单位对工期要求比较紧，工程体量大且工期紧迫；

大——施工场地有限，给施工布置和现场施工管理带来很大的难度；

多——机电安装工作量大、专业繁多，管线复杂，工期紧、交叉作业繁多。

2、BIM应用

2.1 成本管理

模型成本数据快速提取 工程通过利用鲁班BIM软件在完成三维模型（三专业模型）建立的同时，直接形成了工程量数据库， 利用BIM建模及应用软件，可以按照不同的需求对工程量进行分类（按施工段、按楼层等），将提取后的工程量进行上报，方便项目上进行材料计划采购和项目计算。

图2   工程数据提取（施工段的划分）

机电安装模型材料采购计划 本工程机电安装BIM模型体量较大，三专业协同建模的同时，机电BIM建模各个专业也有序的开展起来， BIM中心在短短的20个工作日时间里完成了机电安装所有专业BIM模型

图3 全科医师基地BIM模型

2.2  技术与质量管理

辅助会审设计图纸问题 运用CAD电子版图纸建模的过程，本身就是图纸核查的过程。由于本工程体量大，牵扯专业多、设计人员多，在建模过程中我们发现了各专业图大量的纸碰撞问题，经过及时将图纸问题反馈设计人员，本工程提前规避掉了设计图纸问题。

图4  图纸问题

提前发现设计错误 BIM技术在管线综合中的应用主要是通过鲁班安装与鲁班集成应用Luban Works来完成，安装管线综合优化排布设计，发现碰撞点1200余处，大大减少了施工中不必要的返工，同时生成碰撞报告，为项目后期优化以及设计交底提供了有力的依据。

图5 土建与安装专业碰撞

辅助机电分包现场交底 本项机电消防是广州消防，专业做消防，因此前在结构与机电、机电各专业之间存在很多碰撞点。BIM小组对多专业的模型进行了合并与计算，找出碰撞点，提交设计进行了交底。在机电施工前，根据项目的排布原则对管线标高进行了优化，每次施工前都与分包进行模型交底，使得机电安装的施工得以顺利进行，机电负责人何工说道：多亏有了BIM，大大提高了工作效率。

图6  现场交底会

辅助设计进行三维可视化交底 通过虚拟漫游功能，发现地下室负二层水泵房位置处与设计图纸不合理，导致设备仪器无法安装，于是反馈给设计院进行校核修改，完成图纸重新设计，最后设备可以正常安装使用。

图7  地下二层三维漫游

施工现场综合场布 BIM软件对整个工程进行了虚拟化三维模拟；对整个施工现场进行了独立施工的三维虚拟化模拟，同时对项目内模板支撑架，悬挑架工字钢节点进行可视化技术交底。

图8   施工场布（地上）

施工现场二次排砖 利用BIM技术模拟现场部分施工工艺，并进可视化交底，让施工班组摸准，吃透技术要点。同时快速统计出来砌块数量，方便项目上材料的二次运输。

图9   模型排砖

高大支模区域筛选 按照高支模的基本规定，梁截面面积≥0.52㎡；梁、板底标高高度≥8m；梁单跨跨≥18m。根据住房和城乡建设部下发的《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质[2009]254号第1.3条规定高大模板支撑系统是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度过18m，或施工总荷载大于15kN/m2，或集中线荷载大于20kN/m的模板支撑系统。12区块篮球场上空高大支模施工从2016.04.15至2016.4.29期间施工，本项目高大支模位置位于1/01~D-6/D-R~D-X轴线位置处，12区块篮球场位置上空，呈井字形。

图10  高大支模部位

高大支模技术方案的模拟 篮球场上空属于高大支模范围，该处净空高度超过10m，项目上对该处质量、进度、安全方面的技术和管理都有很高的要求，甲方对工期追的很紧，为此BIM小组做了高大支模沙盘演示，虚拟出该部位支模的详细情况，通过此次沙盘演示，清晰地展现出该处高大支模的实际情况，哪些可以支设，怎么支，以此方便项目上管理人员对该处高大支模施工过程中质量安全的管控，方案模拟后，同时组织了专家论证，方案保证施工 的顺利进行，避免因为方案提交不及时导致工期延误。

图11  三维面剖切

复杂钢筋节点部位模拟 本项目由于钢筋直径较粗，施工过程中钢筋无法穿插，比较复杂的钢筋节点，通过BIM技术输出复杂钢筋节点，指导现场施工管理，一目了然看到复杂节点钢筋排布情况。

图12  钢筋节点优化模拟

专家公寓室内精装修效果 运用BIM技术，对医院病房进行精装布置模拟，病床的摆放和颜色的搭配更加直观，布局一目了然，为甲方提供参考，避免后期的拆改。图示中A、B两种方案进行对比，后通过技术交底，甲方选用了B方案。

图13   精装方案A                                             精装方案B

移动手机终端辅助现场技术交底 本项目通过移动端iBan进行现场的照片收集，记录、回复安全问题，上传至BE平台，确保各方及时关注现场质量，安全进度的问题。

图14  记录质量、安全问题

二维码技术辅助现场交底 对构件生成二维码，扫码后构件内容、工程做法、分包班组信息等一目了然，现场人员可通过手机iBan直接读取相应信息，为项目现场施工提供指导，方便做到现场及时交底。

图15  构件生成二维码

模型变更管理 本项目通过模型变更管理，实现资源分析及变更前后的工程量对比，继而进行季度成本核算，实现变更前后技术方案对比、经济最优比选，为材料计划及管控提供有力的数据支撑。

图16  模型变更管理应用

2.3 安全管理

临边防护预警 本工程体量大，安全危险源多，安全隐患不易消除，尤其是临边洞口维护工作任务重，搭建临边洞口维护模型指导现场安全管理，最大程度的杜绝安全隐患。通过系统软件的自动生成防护栏杆功能，可以快速定位安全隐患部位，及时发现，达到提前预警的作用。

图17  临边防护栏杆

2.4 进度管理

成本物资关联进度模拟 按照工程项目的施工计划模拟现实的建造过程，通过预定计划及现场实际施工计划的对比，形成进度的监控与预警，及时进行调整。并将施工计划与人、材、机的用量进行关联，形成进度与成本的关联。本项目将每个季度的材料用量和成本分析进行了上报，做到月月上报，月月复核，使得BIM技术真正意义为项目控制成本进度。通过BE沙盘进度展示了本项目每月的形象进度，同时也获得了本月的计划完成情况。

图18  MC进度计划模拟（6D 模拟）

三、BIM应用效益

应用BIM技术于该院的诊疗楼建设项目中，使该项目的建造过程得到了诸多的益处。

利用BIM模型的可视性，通过BIM审图软件，医务人员可以更加直观的、详细的、全面的审核工程图纸，可以根据医疗需求从容的提出修改意见，在开工前，完成图纸的修改，减少了施工过程中的变更和洽商。

利用BIM碰撞检测技术，通过模型综合碰撞检查软件，对工程的结构、设备、管线的空间排列布局进行了检测，减少了施工过程的返工，加快工程进度，避免不必要的浪费。

利用BIM的模拟施工技术，合理布置、利用有限的施工场地，施工前制定详细计划，合理安排机械、设备、材料进场；合理的安排施工措施和组织施工，科学安排施工进度，实现施工项目各参与方协同工作，实现“无意外施工”，保证医院的医疗秩序正常进行，保证施工的正常推进，减少停工、窝工、减少了施工索赔。

项目通过BIM技术在施工过程中对图纸校核、砌筑工程深化设计、辅助现场管线综合优化等方面的应用，预计实现经济效益百余万。辅助现场进行精细化管理，大大提升施工进度，每周对项目实施情况进行经济效益分析，让BIM技术真正意义的为项目节约成本起到关键作用，同时也对其进行应用效益分析。

4、总结

在医学建筑工程全生命周期项目管理中使用BIM技术，有利于促进建筑工程全生命周期项目管理和控制工作的效果，可以使得建筑工程的各参与方能够更有效地沟通与合作并降低其信息传递过程的耗损，实现建设工程项目全生命周期各阶段的协调一致、工程项目各参与方的沟通与合作，可以促使医院建筑工程全生命周期项目管理与控制一体化、系统化、高质量高效率地进行。