謝康 李向東 李玲 王賢錦

摘 要：在現(xiàn)代社會(huì)，BIM技術(shù)是廠房設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，基于所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，找出BIM技術(shù)對(duì)廠房設(shè)計(jì)的影響，運(yùn)用幾款基本的BIM軟件進(jìn)行廠房的建模，對(duì)廠房的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測優(yōu)化，最終可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行渲染。BIM技術(shù)對(duì)廠房設(shè)計(jì)相對(duì)傳統(tǒng)的單一CAD設(shè)計(jì)，運(yùn)用BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)更具有可行性、可視性。從BIM設(shè)計(jì)過程的資源、行為、交付3個(gè)基本維度，給出設(shè)計(jì)企業(yè)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的具體方法和實(shí)踐內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 潔凈廠房 可視化技術(shù) 數(shù)字信息

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-00-02

制藥廠房的潔凈生產(chǎn)車間具有其特殊性，每一個(gè)藥品為了方便使用，都開發(fā)出了很多的劑型，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)空氣中細(xì)菌含量、塵埃量的要求，在生產(chǎn)不同劑型的時(shí)候還有著不同的潔凈級(jí)別要求。這就使得在藥廠潔凈廠房建設(shè)項(xiàng)目管理中產(chǎn)生了很多的問題。而BIM（建筑信息模型：building information modeling）可以解決它們，通過數(shù)字信息來仿真模擬建筑所具有的信息，BIM具有信息一致性、多專業(yè)協(xié)調(diào)工作性、信息完備性、可視化、模擬化、優(yōu)化性等特點(diǎn)[1]。

1 廠房設(shè)計(jì)階段

制藥工程項(xiàng)目的項(xiàng)目管理當(dāng)中，因其涉及到多方面知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中要考慮多專業(yè)知識(shí)，然而多專業(yè)信息的協(xié)調(diào)統(tǒng)一在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中就是一大難題，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式存在很多的局限，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）信息交流性差：制藥工程項(xiàng)目管理中涉及多個(gè)專業(yè)、項(xiàng)重復(fù)性低、房間布局復(fù)雜等，項(xiàng)目工期時(shí)間長，使得信息在交流和傳遞過程中容易丟失錯(cuò)漏。（2）施工過程中的變更大：由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙是二維的，導(dǎo)致在施工過程中存在差異性，經(jīng)常改變設(shè)計(jì)，但是改動(dòng)以后又無法與其他專業(yè)協(xié)調(diào)好，導(dǎo)致最后出來的工程無法保證質(zhì)量。（3）多專業(yè)協(xié)調(diào)差：因?yàn)槎鄬I(yè)的二維平面圖紙協(xié)調(diào)性不好，尤其是在制藥工程項(xiàng)目管理中，對(duì)于各種管道的鋪設(shè)，只能通過利用夾層空間解決問題，這大大造成了空間的浪費(fèi)，并且增加了施工成本和維修成本。

2 BIM技術(shù)在藥廠潔凈廠房設(shè)計(jì)中基本應(yīng)用

2.1 BIM的可視化應(yīng)用

對(duì)于車間設(shè)計(jì)這個(gè)行業(yè)來說，BIM相關(guān)軟件中的可視化的功能將起到非常巨大的作用，特別是對(duì)于廠房中復(fù)雜的管路系統(tǒng)，傳統(tǒng)的二維CAD的優(yōu)化設(shè)計(jì)溝通是通過平面圖交換意見，在管線的空間布置中，依靠工程師的想象、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)于一些管道復(fù)雜交匯處，包含有多種管線，需要單獨(dú)地繪制剖面圖或詳細(xì)圖，設(shè)計(jì)結(jié)果還不能直觀的展現(xiàn)在人們面前[2]。

而BIM提供的可視化功能，可以將以往的線條式構(gòu)造的圖形以一種三維立體的實(shí)物圖清晰地展示在人們面前。在BIM建筑信息模型當(dāng)中，整個(gè)建模過程都是可視化的，其設(shè)計(jì)的結(jié)果不僅可以用作效果展示，更重要的是多專業(yè)協(xié)調(diào)的時(shí)候能清晰的進(jìn)行溝通交流、討論決策，如圖1所示。

2.2 BIM的多專業(yè)協(xié)調(diào)

BIM還有一個(gè)突出的特點(diǎn)就是多專業(yè)的協(xié)同工作，就如在管線高度和線程布置完成后，大部分碰撞問題基本解決，在接下來的就是多專業(yè)協(xié)調(diào)時(shí)，面臨的碰撞問題，利用BIM技術(shù)，可以在模擬出實(shí)際施工條件，與實(shí)際施工一致，最大限度地減少在實(shí)際施工當(dāng)中遇到的問題，消除無謂的時(shí)間成本。也就是說，BIM可以將多專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙整合在同一個(gè)數(shù)據(jù)模型當(dāng)中，在設(shè)計(jì)階段對(duì)各個(gè)專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，生成碰撞檢測結(jié)果書，以便于修改和施工參考[3]。

如圖2所示，某口服固體制劑車間設(shè)計(jì)當(dāng)中，在空調(diào)系統(tǒng)與給排水系統(tǒng)發(fā)生管道碰撞問題時(shí)，可以形象直觀的發(fā)現(xiàn)問題所在，并且進(jìn)行標(biāo)注，可以直接進(jìn)行修改，減少了在施工過程當(dāng)中遇到的麻煩，不會(huì)因?yàn)閷I(yè)協(xié)調(diào)不到位而造成的額外成本。

3 BIM技術(shù)在制藥工廠綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

所謂綠色建筑就是指可持續(xù)發(fā)展，減少能源消耗，使三廢排放盡可能降低。目前，我國環(huán)境污染、能源短缺問題日益突出，面對(duì)多方面因素，我們提倡節(jié)能、環(huán)保以及科學(xué)發(fā)展觀理念。在有的原料藥車間生產(chǎn)中，工序復(fù)雜繁多，技術(shù)工藝高度集中，實(shí)際生產(chǎn)會(huì)有大量能耗，而且三廢排放對(duì)環(huán)境也會(huì)造成很大污染。我們在進(jìn)行制藥廠房設(shè)計(jì)的過程中，響應(yīng)國家號(hào)召，實(shí)現(xiàn)制藥企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該樹立循環(huán)、持續(xù)、高效發(fā)展的意識(shí)觀念，將節(jié)能減排作為藥廠建設(shè)的重要指標(biāo)[4]。

在制藥企業(yè)的生產(chǎn)中，潔凈生產(chǎn)區(qū)是能耗很大的地方，因?yàn)闈崈魠^(qū)空調(diào)系統(tǒng)往往是一般空調(diào)的幾倍甚至幾十倍，因此利用BIM技術(shù)可以完成空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)輔助設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.1 多個(gè)軟件的建筑布局優(yōu)化

藥廠的潔凈生產(chǎn)區(qū)最好是設(shè)計(jì)成單層大面積的正方形框架結(jié)構(gòu)，這樣能最大限度地縮小外墻面積，可大大減少冷熱負(fù)荷，并且在施工過程中減少投資費(fèi)用，并且減少了潔凈區(qū)的體積，通過相關(guān)空調(diào)能耗計(jì)算，若潔凈區(qū)體積減少30%，則可節(jié)約25%的能源。

節(jié)能我們不只是有生產(chǎn)車間，對(duì)于整個(gè)藥企，還有很多其他建筑，要是布局合理，也能節(jié)省很大一部分能源，在BIM中就可以做到。利用Revit軟件的可視化功能，可以在三維空間內(nèi)設(shè)計(jì)出整個(gè)生產(chǎn)車間的總體布局，將模型信息與斯維爾軟件節(jié)能綜合分析，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)、能耗計(jì)算、暖通計(jì)算、建筑周圍聲音環(huán)境、采光分析、日照分析、熱環(huán)境、建筑通風(fēng)等分析設(shè)計(jì)，輔助優(yōu)化布局。利用軟件模擬室內(nèi)外微氣候環(huán)境，通過合理的廠區(qū)總圖布局，調(diào)整建筑朝向和各建筑物之間的位置，使相互錯(cuò)讓，有效的引入自然風(fēng)，使得生產(chǎn)車間以及其他建筑都能達(dá)到較佳的日照和通風(fēng)效果，在增加了整個(gè)廠區(qū)的舒適度的同時(shí)，減少了空調(diào)能耗。

3.2 采用節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)

在貴陽甚至貴州大部分地區(qū)，一年中多數(shù)時(shí)間氣候比較濕潤，空氣中濕度含量較高，而制藥生產(chǎn)車間對(duì)濕度控制是項(xiàng)目中的一大重點(diǎn)。如何用最少的能源和最低的用水標(biāo)準(zhǔn)使得支出和運(yùn)營成本最小化?？梢栽谀Ｐ徒⒌臅r(shí)候，加入相關(guān)的節(jié)能設(shè)備和節(jié)能技術(shù)。在藥廠當(dāng)中，按照相關(guān)GMP規(guī)定，需要有大面積綠化地帶，以貴陽為例，來自中國天氣網(wǎng)站數(shù)據(jù)，貴陽地區(qū)年平均總降水量為1129.5mm，這要是利用起來，將是一筆客觀的資源，所以在進(jìn)行建模設(shè)計(jì)的時(shí)候就可以加入雨水收集利用系統(tǒng)。在其他方面，比如采用節(jié)水小便器，還有采用節(jié)能照明等等，這些都可以在設(shè)計(jì)階段中在信息模型中進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行統(tǒng)一的施工模擬。

4 BIM對(duì)于藥廠生命周期的運(yùn)營管理

BIM技術(shù)的核心理念就是對(duì)建筑的生命周期的全部運(yùn)營管理，從設(shè)計(jì)到施工，到運(yùn)營維護(hù)。BIM的核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)三維模型，以及所包含的項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息，還可以包含從設(shè)計(jì)到建成使用，在運(yùn)營期間對(duì)于建筑進(jìn)行擴(kuò)建、改建等都可以利用這個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行利用，將數(shù)據(jù)與云端數(shù)據(jù)庫結(jié)合，建立網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫，使用特定賬號(hào)登錄，不同的權(quán)限，可以將數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)者、施工者進(jìn)行共享，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)一性，獲得統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)對(duì)于需要重新建設(shè)或者重新規(guī)劃的老舊廠房也起到很大的作用，舊廠房改造工程管理當(dāng)中，利用BIM的協(xié)調(diào)工作作用，使得數(shù)據(jù)共享更容易，溝通方式更便捷，解決問題更高效[5]。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)的興起于應(yīng)用，對(duì)于建筑行業(yè)，工程領(lǐng)域都是一次革命，根據(jù)中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，我們國家自2010以來，對(duì)于BIM的研究數(shù)量開始快速增長，BIM技術(shù)對(duì)于制藥工程項(xiàng)目管理也是一大機(jī)遇，BIM的數(shù)據(jù)模型在建筑直至生命周期終結(jié)的全過程都可以得到利用，并且適用于項(xiàng)目生命周期的各個(gè)領(lǐng)域，也有不足的地方，對(duì)于制藥機(jī)械設(shè)備需要有更好的解決方案。熟練應(yīng)用BIM技術(shù)，可以幫助制藥行業(yè)取得更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬艷.BIM在制藥工程項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2018（20）：46-48.

[2] 李運(yùn).制藥機(jī)械設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)探討[J].科技風(fēng)，2015（1）：162.

[3] 姜鈺蒙，孟濱，侯卓群，等.BIM技術(shù)在舊廠房空間改造中的應(yīng)用[J].電子測試，2017（10）：112-113.

[4] 任祿果，王曉憲.生產(chǎn)管理理論與藥廠潔凈車間的GMP設(shè)計(jì)分析[J].當(dāng)代化工研究，2017（10）：144-145.

[5] 查克·伊斯曼，保羅·泰肖爾茲，拉斐爾·薩克斯，等.BIM手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.