BIM技术在医疗建筑设计中的应用

摘要：BIM技术相较于传统的二维CAD制图而言，具有全专业协同、碰撞检测、三维可视化等诸多优势，能够提升医疗建筑设计的精细化程度，从而降低设计误差，达到优化成本的目的。本文以郑州市第三人民医院北院区放疗核医学中心项目实践经验为例，阐述BIM技术在实际医疗建筑设计中的应用。

关键词：BIM 技术；医疗建筑设计；放疗核医学中心

引言

医疗建筑是民用建筑领域最为复杂的建筑类型，融入医学、建筑科学、卫生工程、生物工程、管理科学等多学科多领域。建筑设计作为医疗建筑全生命周期的前期阶段，对医院的建设和发展发挥着重要的作用，然而传统CAD二维协同设计工作面对功能复杂、管线繁多、技术要求高的医疗建筑，很难避免设计差错，从而造成设计误差。利用BIM技术能够极大地提高设计效率，优化设计方案，争取设计的最优解。

1项目背景

1.1项目基本信息

郑州市第三人民医院北区新院区位于惠济区天河路以西、新城路以南、开元路以北区域。新建放疗核医学中心项目位于新院区一期建设用地西北部。放疗核医学中心总建筑面积13400 平方米，一层为放疗检查；二层为核素检查、核素留观；三四层为核医学病区；五六七层为放疗科病区；八层为血液中心实验室。

1.2项目特点

该项目作为医院院区内的放疗核医学楼，建设标准高，施工难度大，各专业管线错综复杂，若在设计阶段不能够合理有效排布，将给施工现场管线预埋、构件吊装安装造成很大困难。项目相较于其他类型公共建筑而言，还具有若干医疗专项设计，如净化工程、医用气体、物流系统等，对设计影响较大。大型医疗设备较多，与主体土建设计配合与衔接工作难度较大。且参建方较多，需要统筹考虑政府、使用单位、代建单位、施工单位、图审单位、专业厂家、运维单位等对项目的意见，参建单位间协调管理量大。

2.BIM技术在设计阶段的应用

2.1约定原则

项目医疗工艺流线复杂，管道种类繁多，给排水管、送风风管、回风风管、排烟风管、强弱电桥架、消火栓水管、自动喷淋水管、医用气体管道、洁净风管、冷凝水管等交叉密布，需要在设计前期进行各专业会做，提前约定管综避让原则：1.大的通风管道、桥架、母线以及暖通管道是优先考虑对象，其它管线适当绕行；2.先布置管径较大的管线，后布置管径较小的管线；3.附件少的管道避让附件多的管道；4.尽可能利用公用支架，以使管道排布整齐；5.可弯曲管避让不可弯曲管；6.确定每个区域梁高、室内净高等标高，管道布置需保证室内净高要求。

2.2协同设计

利用国产软件广联达BIM设计协同平台，各专业进行协同建模。建筑专业建立门窗、墙体等相关模型，结构专业将盈建科模型导入平台，设备专业用建筑提供的轴网、标高等信息绘制图纸，各专业设计师在工作的同时也可以实时查看其他专业的设计成果，便于及时发现并解决设计中存在的问题。各专业设计师定期召开BIM碰头会，共同探讨项目进展中出现的问题，最终将各专业成果整理到一个协同文件里。

2.3碰撞检测与优化

医院内管线众多，初步协同建模成果不可避免地会出现各管道之间相互碰撞，管线穿结构梁柱等问题。利用BIM软件内置的碰撞检测与优化工具，对初步协同建模成果进行检测分析，提前发现管线之间冲突或不合理之处，提出碰撞检测报告。各专业设计师根据碰撞报告提出管综优化方案并修改模型，通过全面的三维校审，提出处理解决方案，消除各类碰撞。在进行碰撞检测工作时，不仅要检测并消除硬碰撞，也需要关注间隙碰撞，比如规范要求：热水管与线管之间的距离不能大于20CM，需要设置好间隙碰撞，以便系统迅速识别并修改设计方案。

2.4净空分析优化

碰撞优化结束后，需要考虑各功能房间净高问题，在满足管线布置规则和最小净空要求的前提下，进行优化管线排布，尽量缩减机电管线占用的空间，最大限度提升室内净高。各种机电管线各自具有各自的工艺布置要求，当出现相互交叉、挤占同一空间的问题时，应相互协调，确保布置得当。

2.5工程量统计

完成BIM三维模型后可以快速准确的得出材料统计，建筑构件参数跟明细表实时关联，极大的减少人工统计时间和人为运算错误的发生机率。

2.6轻量化交付

BIM成果若直接交付源模型文件体量太大，对于项目参建各方来说经常存在查看与使用不便等情况，利用BIM轻量化交付程序，在保留BIM各项信息的前提下，生成共享链接，能够使项目各方在移动设备端轻松查阅。

2.7性能分析

利用BIM 技术可以对医院建筑的各项性能进行分析。如通过能耗分析，能够优化建筑的围护结构设计策略，从而降低建筑能耗；通过采光分析，能够优化建筑的窗户设计以及遮阳设施，提升室内采光效果；通过通风分析，能够优化建筑风口位置和大小提升通风效果；通过交通分析，能够得到院内各种流线的模拟变化数据，优化建筑布置方案，优化交通流线。

3.总结与展望

随着建筑科技的发展，BIM 技术在医疗建筑设计中的应用越来越广泛，并且取得了初步成效，给建筑业带来了不小的变革。作为一个能集成建筑全过程、各阶段、实现各专业间协同工作的信息交流平台，BIM技术不仅改变了传统建筑设计的工作方式，也提高了行业效率和质量。面对高度专业化、复杂化的医疗建筑项目，BIM技术的优势得以充分发挥，随着国家对医疗事业的重视和投入增加，医院建设项目会不断增多，BIM技术在医院建设中的应用也会更加广泛，为医院建设和发展提供强有力的支持，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。

参考文献

[1]张大鹏.BIM技术在医院工程造价中的应用优势分析[J].住宅产业，2023（05）：74-76.

[2]张云鹏，汪洋，孟令鸿等.BIM技术在医院EPC项目中的应用[J].建筑结构，2022，52（S2）：1729-1734.DOI：10.19701/j.jzjg.22S2747.

[3]段焱侠. 基于BIM技术的绿色医院建筑评价体系研究[D].武汉轻工大学，2020.DOI：10.27776/d.cnki.gwhgy.2020.000346.

[4]羊轶驹，曾娜，沈敏学等.绿色医院的国内外发展现状[J].中南大学学报（医学版），2013，38（09）：949-953.

[5]文靖.基于BIM技术的医院建设项目管理方法[J].中国住宅设施，2023（03）：157-159.

[6]张优优.BIM技术在医院工程变更控制应用的研究[J].建筑施工，2023，45（02）：421-423+433.DOI：10.14144/j.cnki.jzsg.2023.02.050.

[7]蔡志芳，徐俊惠.BIM技术在智慧医院建设中应用价值的探讨[J].中国医院建筑与装备，2023，24（01）：78-81.