□ 張權(quán) ZHANG Quan 陳戎 CHEN Rong 盛飛猛 SHENG Fei-Meng

Taking the operation and maintenance of hospital buildings as the goal, the idea of hospital building information model (BIM) was established. This paper gave the case introduction of new projects, including the reverse planning from the completion, construction to design stage, the implementation strategy of refine management in each stage. The concept of life cycle of hospital buildings was put forward, and the importance of BIM in operation and maintenance was expounded.

醫(yī)院建筑的運(yùn)維管理涉及醫(yī)院的多個(gè)部門(mén)，由于其復(fù)雜性，醫(yī)院均大力推進(jìn)后勤信息化建設(shè)，包括維報(bào)修管理系統(tǒng)、設(shè)備巡檢管理系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、能耗監(jiān)控系統(tǒng)等。但這些系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)分散且不相關(guān)，缺少準(zhǔn)確、全面的建筑本體數(shù)據(jù)支撐，數(shù)據(jù)分析能力和可視化效果較差，容易形成信息孤島。如建筑竣工圖紙等工程信息由不同科室持有，資料的版本不一影響了工程資料使用效率。建筑智能管理系統(tǒng)(IBMS)可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和能耗數(shù)據(jù)采集，但設(shè)備端口的單一與接口的封閉性影響著醫(yī)院建筑運(yùn)維管理效果。資產(chǎn)管理系統(tǒng)可核算資產(chǎn)的數(shù)量及價(jià)值，但缺乏與建筑實(shí)體或竣工資料的關(guān)聯(lián)性[1]。

在政府和行業(yè)的推動(dòng)下，建筑信息模型(Building Information Model，BIM)作為建筑數(shù)字化描述的標(biāo)準(zhǔn)，主要運(yùn)用于醫(yī)院建設(shè)和運(yùn)維階段，BIM作為運(yùn)維階段信息化建設(shè)的有效抓手，可深度實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑運(yùn)維信息系統(tǒng)的有效整合?，F(xiàn)有基于BIM的資產(chǎn)信息管理、建筑空間管理、應(yīng)急疏散管理、監(jiān)控點(diǎn)位模擬、全景相機(jī)監(jiān)控等系統(tǒng)的應(yīng)用，其價(jià)值仍有很大的提升與開(kāi)發(fā)空間。由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)行醫(yī)院建設(shè)與運(yùn)營(yíng)體系的割裂，實(shí)踐中常常出現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維的BIM模型互不協(xié)調(diào)的情況，導(dǎo)致各階段的BIM模型無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)損轉(zhuǎn)換，BIM與樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)(BA)、IBMS等系統(tǒng)無(wú)法異構(gòu)集成，建筑信息全生命周期維護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)一體化管理。

面向運(yùn)維管理的醫(yī)院建筑BIM構(gòu)建是解決上述問(wèn)題的途徑之一。其核心理念是以醫(yī)院建筑運(yùn)維管理為最終目標(biāo)，倒推設(shè)計(jì)、建造、移交階段應(yīng)考慮的技術(shù)與管理策略，將工作分解到各相關(guān)方，形成整體運(yùn)行管理機(jī)制，以唯一的BIM平臺(tái)作為管理手段進(jìn)行全過(guò)程的設(shè)計(jì)與管控。面向運(yùn)維的醫(yī)院建筑BIM構(gòu)建實(shí)現(xiàn)工作方式上的創(chuàng)新，建立一個(gè)以終為始的系統(tǒng)性工作方法，先考慮醫(yī)院運(yùn)維，倒推交付、建造、設(shè)計(jì)等階段的工作，通過(guò)BIM相關(guān)信息的共享、傳遞和驗(yàn)證運(yùn)行機(jī)制，在設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)維各階段實(shí)施精細(xì)化管理，必將實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑信息全生命周期管理[2]。

項(xiàng)目背景

杭州市第七人民醫(yī)院浙西院區(qū)一期工程項(xiàng)目選址于建德市壽昌鎮(zhèn)十八橋村，建設(shè)床位數(shù)500床，占地127畝，總建筑面積約47465m2，總投資2.7億元(不含土地費(fèi)用)，建設(shè)周期為3年。新院區(qū)的建設(shè)主體與運(yùn)營(yíng)主體均為杭州市第七人民醫(yī)院，建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為醫(yī)院分管后勤與基建工作的副院長(zhǎng)，執(zhí)行部門(mén)為醫(yī)院基建科。新院區(qū)從籌建初期就非常重視運(yùn)維管理與建筑信息集成，從初步設(shè)計(jì)完成后就引入了BIM技術(shù)，以模型為載體，將設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維等各方面的工作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。見(jiàn)圖1。

圖1 杭州市第七人民醫(yī)院浙西院區(qū)一期工程項(xiàng)目鳥(niǎo)瞰效果

BIM各階段實(shí)施策略

1.項(xiàng)目前期

1.1 實(shí)施范圍、主體與經(jīng)費(fèi)的保障。2017年《浙江省衛(wèi)生計(jì)生委關(guān)于在大型醫(yī)療衛(wèi)生建筑項(xiàng)目中推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的通知》(浙衛(wèi)發(fā)〔2017〕46號(hào))(以下簡(jiǎn)稱通知)中規(guī)定：(1)全省范圍內(nèi)投資概算在5000萬(wàn)元以上或建筑面積1萬(wàn)平方米以上的醫(yī)院、公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)改擴(kuò)建(新建)工程應(yīng)當(dāng)普遍應(yīng)用BIM技術(shù)，上述范圍新立項(xiàng)的工程項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等全生命周期推廣應(yīng)用BIM技術(shù)；(2) BIM實(shí)施模式宜采用基于全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用模式下的建設(shè)單位(業(yè)主)主導(dǎo)的實(shí)施模式，以利于協(xié)調(diào)各參與方在項(xiàng)目全生命周期內(nèi)協(xié)同應(yīng)用BIM技術(shù)，推進(jìn)各專業(yè)協(xié)同工作、項(xiàng)目的虛擬建造和精細(xì)化管理；(3)業(yè)主單位及主管部門(mén)要加強(qiáng)與當(dāng)?shù)匕l(fā)展改革、建設(shè)規(guī)劃及財(cái)政等有關(guān)部門(mén)的溝通協(xié)調(diào)，形成工作合力。要建立嚴(yán)格的審核制度，項(xiàng)目主管部門(mén)(項(xiàng)目業(yè)主)應(yīng)當(dāng)在年度項(xiàng)目投資計(jì)劃和階段推進(jìn)中明確BIM技術(shù)應(yīng)用要求，并落實(shí)應(yīng)用實(shí)施內(nèi)容。根據(jù)《通知》精神，醫(yī)院在初步設(shè)計(jì)審查與概算編制階段，確定由建設(shè)單位即醫(yī)院來(lái)實(shí)施全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)與發(fā)改、財(cái)政部門(mén)深入溝通后，明確按照浙江省BIM計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)在項(xiàng)目總概算中單獨(dú)列支BIM咨詢概算科目，并獲得批復(fù)。

1.2 服務(wù)類采購(gòu)優(yōu)選BIM服務(wù)商。醫(yī)院通過(guò)服務(wù)類政府采購(gòu)公開(kāi)招標(biāo)的方式優(yōu)選建筑信息模型技術(shù)第三方服務(wù)商，通過(guò)資信、業(yè)績(jī)、技術(shù)團(tuán)隊(duì)、商務(wù)等多方面的比拼，最終由服務(wù)醫(yī)院類建筑BIM運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)豐富的第三方服務(wù)商中標(biāo)，并從項(xiàng)目最初階段開(kāi)始介入、提供服務(wù)。

1.3 項(xiàng)目管理中的充分授權(quán)。為充分保障BIM服務(wù)商的管理權(quán)限，避免出現(xiàn)BIM模型與現(xiàn)場(chǎng)施工“兩張皮”的情況，醫(yī)院在項(xiàng)目全過(guò)程管理中給予BIM服務(wù)商充分的授權(quán)。BIM服務(wù)單位可按照招標(biāo)要求最大權(quán)限地利用BIM技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)管理應(yīng)用，醫(yī)院將BIM服務(wù)商的審批意見(jiàn)納入業(yè)主方審批的前置條件之一，包括設(shè)計(jì)變更審批、工程款審批等實(shí)質(zhì)性審批權(quán)限。這樣的舉措大大增強(qiáng)BIM服務(wù)商的項(xiàng)目管理權(quán)限，為BIM模型在設(shè)計(jì)協(xié)同階段、施工階段的大范圍應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的保障。同時(shí)，為運(yùn)維階段BIM模型的無(wú)損轉(zhuǎn)換提供了管理制度上的保證。

2.設(shè)計(jì)階段

2.1 “背靠背”建模。醫(yī)院委托的BIM服務(wù)商并不代表設(shè)計(jì)單位，需要進(jìn)行BIM建模的應(yīng)用與協(xié)同。BIM服務(wù)合同的內(nèi)容包括：BIM相關(guān)信息資料的收集、整合與發(fā)布，對(duì)項(xiàng)目各參與方提供BIM技術(shù)支持；審查各階段項(xiàng)目參與方提交的BIM資料并提出審查意見(jiàn)，協(xié)助建設(shè)單位進(jìn)行BIM資料歸檔。同時(shí)，BIM服務(wù)商須按照服務(wù)合同與業(yè)主交付的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)圖進(jìn)行BIM模型初建，與設(shè)計(jì)單位實(shí)施“背靠背”的BIM建模。雙方模型建立后，再進(jìn)行核對(duì)、審查及修改，最終形成完整度、精確度最高的模型母體，應(yīng)用于后續(xù)的項(xiàng)目管理云平臺(tái)。

2.2 BIM+虛擬與現(xiàn)實(shí)(VR)結(jié)合。虛擬仿真漫游的主要目的是利用BIM軟件與VR技術(shù)模擬建筑物的三維空間，通過(guò)漫游、動(dòng)態(tài)影像的形式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不易察覺(jué)的設(shè)計(jì)缺陷或問(wèn)題，減少由于事先規(guī)劃不全面而造成的損失。有利于設(shè)計(jì)與管理人員對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)與方案評(píng)審，促進(jìn)工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報(bào)批與管理。通過(guò)漫游功能對(duì)已建模型進(jìn)行自由模擬查看，從而發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶挾?、凈空的合理性。還可以進(jìn)行測(cè)量，保存相應(yīng)的視點(diǎn)，以備記錄與查看。也可導(dǎo)出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)影像，在動(dòng)態(tài)影像中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，記錄問(wèn)題，解決問(wèn)題。

2.3 三維協(xié)同設(shè)計(jì)。以BIM為工具開(kāi)展協(xié)同設(shè)計(jì)，三維可視化地實(shí)現(xiàn)建筑與其他專業(yè)，如結(jié)構(gòu)、機(jī)電、暖通、幕墻等專業(yè)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)BIM模型共享和協(xié)同設(shè)計(jì)，基本消除了“錯(cuò)、碰、漏、缺”等設(shè)計(jì)問(wèn)題。

2.4 碰撞檢測(cè)及三維管線綜合?；诟鲗I(yè)模型，應(yīng)用BIM三維可視化技術(shù)檢查施工圖設(shè)計(jì)階段的碰撞，完成建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙范圍內(nèi)各種管線布設(shè)與建筑、結(jié)構(gòu)平面布置和豎向高程相協(xié)調(diào)的三維協(xié)同設(shè)計(jì)工作，盡可能減少碰撞，避免空間沖突，避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤傳遞到施工階段。同時(shí)應(yīng)解決空間合理布局，如重力管線延程的合理排布，以減少水頭損失。

2.5 豎向凈空優(yōu)化。優(yōu)化機(jī)電管線排布方案，對(duì)建筑物最終的豎向設(shè)計(jì)空間進(jìn)行檢測(cè)分析，并給出最優(yōu)的凈空高度。機(jī)電凈高分析通過(guò)零施工成本演練，進(jìn)行項(xiàng)目機(jī)電管線的凈高分析，提出不滿足規(guī)范要求和醫(yī)院需求的點(diǎn)，優(yōu)化相應(yīng)設(shè)計(jì)。

2.6 性能模擬化分析與優(yōu)化。立足運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)院建筑的負(fù)荷和能耗進(jìn)行模擬分析，以同類型同規(guī)模醫(yī)院建筑平均能耗指標(biāo)為基數(shù)，建立新院區(qū)建筑能耗總控目標(biāo)模型，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)性能化分析反復(fù)驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。一方面，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)性能分析所需的數(shù)據(jù)要求來(lái)完善BIM模型，確保BIM模型滿足建筑性能分析想要的正確數(shù)據(jù)和格式，另一方面，在此基礎(chǔ)上建立詳細(xì)數(shù)據(jù)交換機(jī)制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)閉環(huán)分析。性能化分析驗(yàn)證通過(guò)的關(guān)鍵指標(biāo)、參數(shù)、規(guī)則、數(shù)據(jù)將匯入既有總控模型形成量化指標(biāo)控制參數(shù)，優(yōu)化負(fù)荷和能耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。見(jiàn)圖2。

圖2 建筑、機(jī)電模型

3.施工階段

3.1 搭建基于BIM的項(xiàng)目管理云協(xié)作平臺(tái)。BIM云協(xié)作平臺(tái)是以信息共享、移動(dòng)應(yīng)用為核心，通過(guò)云技術(shù)融合輕量化BIM的“虛”與現(xiàn)場(chǎng)“實(shí)”，基于項(xiàng)目的協(xié)作平臺(tái)解決方案?；贐IM云協(xié)作平臺(tái)，通過(guò)施工階段對(duì)BIM模型的不斷修正、不斷完善，項(xiàng)目的BIM模型可以始終與施工現(xiàn)場(chǎng)保持一致。在項(xiàng)目的各個(gè)階段項(xiàng)目各方都可以圍繞BIM云平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同工作，查看最新的BIM模型，商討解決問(wèn)題，追蹤施工材料和機(jī)電安裝設(shè)備全過(guò)程的信息。根據(jù)實(shí)際采購(gòu)情況，項(xiàng)目管理人員可以在云協(xié)作平臺(tái)上添加模型的各項(xiàng)信息，在竣工階段，項(xiàng)目方就可以獲得一套完整的竣工模型?？⒐IM模型可以無(wú)損批量的導(dǎo)入到運(yùn)維平臺(tái)中服務(wù)于運(yùn)維階段。

BIM云協(xié)作平臺(tái)對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑全壽命期管理，提高項(xiàng)目施工和運(yùn)維階段的科學(xué)技術(shù)水平、提高項(xiàng)目評(píng)定等級(jí)、推進(jìn)建筑全面信息化進(jìn)程，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。BIM云協(xié)作平臺(tái)采用云服務(wù)器端+客戶端的模式，所有數(shù)據(jù)(輕量化的BIM模型、現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)、協(xié)同的數(shù)據(jù)等)均存儲(chǔ)于云平臺(tái)，移動(dòng)端、網(wǎng)頁(yè)端、PC電腦客戶端可以根據(jù)提前設(shè)定好的權(quán)限，隨時(shí)訪問(wèn)云服務(wù)器。同時(shí)，為廣泛應(yīng)用云協(xié)作管理平臺(tái)，BIM服務(wù)商對(duì)各級(jí)項(xiàng)目部加大培訓(xùn)宣傳的力度，并要求涉及工程管理的流程等均先通過(guò)平臺(tái)溝通及審批，待線上流程通過(guò)后再進(jìn)行線下的紙質(zhì)審批，強(qiáng)制項(xiàng)目各參建單位習(xí)慣使用云協(xié)作管理平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目管控，大大提升平臺(tái)利用率與模型的更新水平。見(jiàn)圖3。

3.2 工程量統(tǒng)計(jì)。施工過(guò)程中，工程量的計(jì)算是在施工圖設(shè)計(jì)模型和施工圖預(yù)算模型的基礎(chǔ)上，按照同規(guī)定深化設(shè)計(jì)和工程量計(jì)算要求深化模型，進(jìn)行變更工程量快速計(jì)算和計(jì)價(jià)。同時(shí)附加進(jìn)度與造價(jià)管理相關(guān)信息，通過(guò)結(jié)合時(shí)間和成本信息實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程造價(jià)動(dòng)態(tài)成本的管理與應(yīng)用、資源計(jì)劃制定中相關(guān)量的精準(zhǔn)確定、招采管理的材料與設(shè)備數(shù)量計(jì)算與統(tǒng)計(jì)應(yīng)用、用料數(shù)量統(tǒng)計(jì)與管理應(yīng)用，提高施工實(shí)施階段工程量計(jì)算效率和準(zhǔn)確性。在施工前，精確確定材料工程量，為材料的采購(gòu)提供精準(zhǔn)的計(jì)劃，同時(shí)能更好地控制現(xiàn)場(chǎng)浪費(fèi)情況的發(fā)生。

圖3 基于BIM的項(xiàng)目管理云協(xié)作平臺(tái)工作界面

3.3 施工方案模擬。根據(jù)施工方案構(gòu)建施工過(guò)程演示模型，結(jié)合施工工藝流程，利用模型進(jìn)行施工模擬與優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工方案，生成4D模擬演示視頻并提交施工部門(mén)審核。特別是對(duì)于局部復(fù)雜的施工區(qū)域，進(jìn)行BIM重點(diǎn)難點(diǎn)施工方案模擬、優(yōu)化，生成方案模擬文件提交審核，并與施工部門(mén)、相關(guān)專業(yè)分包商協(xié)調(diào)施工方案。

4.竣工驗(yàn)收及運(yùn)維階段。將BIM模型更新到最終狀態(tài)，反映最終圖紙和安裝情況，通過(guò)整理施工模型與竣工資料并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核查，建立運(yùn)維模型。同時(shí)，添加運(yùn)維信息、資產(chǎn)編碼、空間位置編碼并整合插件信息，最終導(dǎo)入運(yùn)維模型數(shù)據(jù)庫(kù)與運(yùn)維平臺(tái)。

結(jié)論與展望

面向運(yùn)維的醫(yī)院建筑BIM構(gòu)建是一個(gè)全過(guò)程、全員參與、全專業(yè)聯(lián)動(dòng)的集成過(guò)程，是一個(gè)以結(jié)果為導(dǎo)向，減少浪費(fèi)、提高效率的信息化無(wú)損傳遞過(guò)程與建筑全生命周期管理過(guò)程。該方式在杭州市第七人民醫(yī)院浙西院區(qū)一期工程項(xiàng)目中取得了很大的成效，這與建設(shè)主體的建設(shè)運(yùn)行管理模式、建設(shè)者對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)、運(yùn)維人員的建設(shè)參與度等有直接的聯(lián)系，有一定的特殊性。

從醫(yī)院后期運(yùn)維角度來(lái)說(shuō)，BIM對(duì)醫(yī)院管理具有很大的利用價(jià)值與空間，但由于目前政策鼓勵(lì)缺失，以及醫(yī)院管理者認(rèn)識(shí)不到位等因素，使面向運(yùn)維的醫(yī)院建筑BIM逆向設(shè)計(jì)架構(gòu)尚未在醫(yī)院建設(shè)領(lǐng)域廣泛推廣。相信在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，BIM地應(yīng)用將更廣泛，數(shù)字孿生世界即將來(lái)臨。