如何应用BIM技术将医院基建数据信息转化为可视化三维模型?

健康   2024-11-28 18:55   北京  

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赵旭  南京医科大学附属无锡人民医院














在倡导智慧医疗建筑的时代背景下,BIM技术对提升医院基建管理的质量与能力、助力医院的发展都有着重大意义。因此,如何高效应用BIM技术,来切实提高医院基建管理效果值得认真研究,该技术的使用体系也需要进一步完善。














本文以南京医科大学无锡医学中心项目为例,从项目决策、设计、招投标阶段的不同角度全面地分析BIM技术在医疗基建项目管理中的应用研究。通过在南京医科大学无锡医学中心项目的实践发现,不同周期阶段中,合理利用BIM技术可有效提升建设效率。



项目决策阶段的应用


医院基建工程在获审批手续步骤中决策阶段成果至关重要,配合相关软件分析建筑结构有关参数,构建三维BIM模型,向服务对象、各类实际需求对象直观立体化展示建成效果图,以确保医院基建管理部门人员、使用科室相关部门人员可以从BIM模型中直观地了解与掌握建设的布局情况或者所涉及的各项功能布局等数据信息,同时也方便相关领导能更好的从建成效果角度分析项目建设的必要性,从而做出最终决策。


以南京医科大学无锡医学中心平面布局决策为例。修订前的医学中心建设方案与模型如图1与图2所示,修订后的医学中心建设方案与模型如图3、图4与图5所示。如若单纯以CAD图纸视角查看,无法较为直观的比较出两种方案的优劣差异。但当借助BIM技术,对CAD图纸所对应方案分别进行整体化建模,利用BIM技术宏观性的特点,比较上述方案与模型,可见修订后的方案使得建筑物外观更简洁规整,内部布局更合理。


图1 修订前的医学中心建设方案


图2 修订前的医学中心建设模型(日间)


图3 修订后的医学中心建设方案


图4 修订后的医学中心建设模型(日间)


图5  修订后的医学中心建设模型(夜间)



BIM在设计方面的应用


医院基建管理人员合理利用BIM技术,可以对工程设计环节所涉及的项目选材、款式、色彩搭配等方面下定论,提升设计的合理性和设计信息的细化程度。


以医学中心的房间布局、设计选材为例。例如,在对OSCE考站的候考室和接待室、办公室、医学中心门厅进行房间布局、设计选材时,可利用BIM技术构建三维模型,在此三维模型基础上向实际追求效果进行贴附,来满足服务对象、各类实际需求对象追求效果的部位进行优化完善,从而有效提升医院基建项目的满意度。


图6  OSCE考站的候考室和接待室选材方案一


图7  OSCE考站的候考室和接待室选材方案二


OSCE考站的候考室和接待室选材方案如图6与图7所展示,只从单纯的CAD图纸上无法对选材、款式、色彩搭配下定论,只能通过空间想象来在脑中自行模拟在不同选材、款式、色彩搭配下的OSCE考站的候考室和接待室实际效果。而利用BIM技术的可视化特性,将不同的选择情况实体化展示,从视觉上进行设计抉择。


图8  OSCE考站的办公室选材方案一


图9  OSCE考站的办公室选材方案二


OSCE考站的办公室选材方案如图8与图9所展示,方案一以大理石作为主色调,而方案二地面选为青色地毯,墙面选择淡黄色木饰面装饰。采用BIM建模,可从视觉角度给予使用科室人员以直观的感受,使用人员可以根据不同的感受反馈,分析两种选材方案所带来的不同收益度。如此对比,能够从可视化的实体角度,更易做出判断。


图10  医学中心门厅选材方案一


图11  医学中心门厅选材方案二


医学中心门厅的选材方案如图10与图11所展示,方案一以淡黄色作为主色调,而方案二地面选为大理石材。比较之下,使用人员也可以根据自身感知反馈,快速挑选合适的选材方案。


图12 运用设计理念之前的图纸


图13  运用设计理念之后的图纸


利用BIM技术的可视化特性,除了可以在对选材、款式、色彩搭配下定论,也可对建筑物内部装修的整体设计理念产生参考意义。以医学中心整体设计理念为例。利用现在流行的家装设计理念,对黑白主色的CAD图纸进行优化,如图12和图13所示,使其整体更完善,在审图设计过程中更具代入感,便于作出判断。


图14 运用设计理念之前的图纸


其次,利用模块化设计理念,对某处场所进行独立剖析,例如本次医学中心办公室与会议室为例,如图14所示,以俯视的视角单独绘色,与相关使用科室对接,不断优化完善。在多次对接后,得到最终定稿。并将此定稿放置于模块库中,方便下次设计相关场所时直接以此为模板进行套用,稍作修改便可完稿,以此利用模块化设计理念,加快定稿速度,提升绘图效率。同时,可不断增进模块库容量,更新模块库内容,以适配未来更多的设计方案。


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项目招投标阶段的应用


医院基建招标项目废标、流标的主要原因往往存在两个方面:招标的项目具备特殊性,技术难度大,投标人无法准确把控;招标人设置投标人资格要求和技术参数时的要求不合理。


上述因素可利用BIM技术构建三维模型对项目建造过程及成品进行拆解展示来有效解决,例如在进行CT机房招投标过程中,通过模型拆解分析,技术参数及需求更为直观,投标人在编制响应文件时更能贴合实际,提供更具可行性的施工方案,同时在编制招标文件时也可参考相关模型数据与信息。同时,在招投标阶段之前便可较为准确地计算工作量并对工程造价进行把握。


根据前文所述BIM技术所建立的模型数据库中可搜集直观的建筑结构数据和信息。在项目招投标环节中,针对工程量清单编制及控制价编制工作都可依据此类数据与信息,切实提高工作效率与精准度。



与现行管理模式相比的优势


(一)时效性


项目前期准备工作的投入时间往往取决于设计效率,准备工作中的立项审批阶段快速推进,也能大幅度提前施工入场的时间节点。为切实推进设计方案的确认,使用科室往往需要效果图辅助判断。但相比与现行管理模式下,3DMax技术进行绘制的效果图,如图15所示。BIM技术建立的实体模型可大幅度缩减建模时间,减少渲染成本的投入。


图 15  大厅效果图


(二)宏观性


3DMax技术对于实景效果展示的能力确实优于BIM技术所创造的三维模型。但在施工过程中,无法比拟于BIM技术可以对项目所涉及的给排水管、暖通管、电源线路等进行施工评估,同时也无法进行施工动画的绘制与模拟。相较于BIM技术,无法较直观地预见障碍并提前排除,施工效率不足。



其次,效果图通常仅对于一个房间或少数房间进行整体绘制,无法从宏观角度进行整体规划,但利用BIM技术的宏观性可使医院基建管理部门统筹安排各类资源,提高项目施工效率。


(三)可塑性


在项目决策阶段中,由于改造项目可能会涉及多部门共同协商决定,因此在效果图绘制完毕后经常会对其中细节进行多处调整,倘若不断进行效果图绘制渲染,会使得决策阶段的周期大幅度增长。但对于BIM技术,可以快速对于需要调整出进行优化。


同时,在项目完工后,利用BIM技术自动绘制给排水、暖通、电气等管线布局图,有利于后期项目的检查与维修工作。



结   论


总而言之,在智慧医院建筑时代背景下,利用BIM技术将医院基建管理中涉及项目的数据信息转化为可视化三维模型,对项目在各阶段实现精细化管理。在后续医院建筑领域发展道路上合理应用BIM技术,并不断研究完善技术体系,使其更契合医院基建智慧化管理工作。实现BIM技术切实提升医院基建管理效率的目标,推动医院基建智慧化向更高水平迈步。


本文原文发表于《工程建设与设计》,略有修改。



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