论装配式医院建筑设计中BIM技术的应用

摘要：装配式医院建筑通过构件预制与现场拼装，显著提升施工效率并减少建筑废料，契合节能环保需求。然而其构件设计精度要求极高，传统CAD技术虽能生成二维图纸，但表现形式单一易导致设计与施工偏差。BIM技术的三维模型与信息整合能力有效解决了这一矛盾，其可视化特征实现了设计、生产、施工环节的无缝对接。实践证明，BIM应用大幅降低设计误差与施工返工率，有效协调医院建筑复杂功能需求。基于此，BIM技术在装配式医院建筑设计中的实践，正推动医院建设向高效精准方向发展。

关键词：装配式医院建筑；设计；BIM技术

引言

作为国民经济支柱产业，现代建筑工程在创造显著经济效益的同时，正面临由劳动密集型向技术密集型转型的迫切需求。传统建造模式已难以满足专业化建设要求，亟需通过技术创新提升工程品质。BIM技术作为信息化建设的关键载体，其多维数据集成与协同管理特性为设计优化提供了新路径。在装配式医院建筑领域应用该技术，可通过参数化设计提升构件标准化程度，利用虚拟建造实现设计可视化，有效解决传统设计中的错漏碰缺问题。这种技术融合不仅强化了设计阶段的精准控制，更通过优化资源配置推动建造过程向集约化发展，为建筑产业升级提供重要技术支撑。

1 BIM技术的定义

建筑信息模型（BIM）是以三维数字模型为核心的数字化工具，通过整合建筑物的几何形态、构造细节及多维属性信息，实现对建设项目全生命周期的信息管理与协同控制。其技术内核在于构建动态化数据系统，使工程参与者能够基于统一模型进行决策优化，显著提升项目管理效率。该技术的核心优势体现在：

（1）有助于设计者准确建模，能够有效控制施工成本，达到缩短工期、降低浪费、提高经济效益的目的。

（2）可以提供清晰的3D视觉效果，有助于各方加深对项目空间布局及细部构造的理解。

（3）通过对工程各相关因素的综合模拟可以实现对施工质量、进度的控制，提高工作效率。BIM模型是将材料、费用、进度、绩效等多种信息有机地结合在一起，从而实现对信息的统一管理。

（4）BIM技术可以在不同组织间进行信息的交流，能够提高项目的执行效率。BIM模型可应用于不同部门，实现实时协作与信息交换，进而确保项目的一致性与准确性。

2装配式医院建筑设计中BIM技术的应用

2.1  BIM技术在设计中的应用

2.1.1 方案设计中的BIM应用

BIM技术应从方案阶段介入，并贯穿设计阶段全过程。依托其三维可视化特性，设计师能够直观推敲设计方案。通过构建三维数字模型，医院建筑的空间布局、结构构件配置及机电系统交互关系得以立体呈现。相较于传统二维图纸，三维模型在提升视觉直观性的同时，更能更精准传递设计信息。这种动态可视化手段支持设计师在方案初期发现并修正设计缺陷，显著降低后期设计变更频率。项目各方通过模型交互可深入理解设计细节与整体布局，有效提升沟通效率，减少因理解偏差导致的纠纷和工期延误。该技术打破了传统设计环节中信息割裂的壁垒，为多专业协同提供了统一的数据载体，使方案论证过程更具系统性和预见性。

2.1.2预制构件库的创建与管理

预制构件库的创建与管理是装配式建筑设计的核心环节。BIM技术通过构件标准化与信息化管理，实现构件高效组织调配。在装配式体系中，构件标准化保障了跨项目规格、尺寸及性能的统一性，规避构件不匹配引发的施工问题。基于BIM建立的标准化构件库，支持设计师在设计阶段快速检索、调取预制构件。这种管理模式不仅提升设计效率，同时减少因构件参数差异导致的施工安装偏差与返工风险。通过数字化编码体系，每个构件携带完整的几何参数、材料属性及施工信息，确保设计生产数据无缝衔接。项目参与者可实时访问构件库最新版本，有效消除传统模式下图纸版本混乱造成的施工冲突，使预制构件从设计到安装全流程实现精准管控。

2.1.3 BIM模型的创建与优化

BIM技术在模型构建与优化中起核心支撑作用，尤其在装配式医院建筑领域，其三维模型可精准呈现结构细节。在合肥市儿童医院新区项目住院楼设计中，因造型的局部变化，部分病房其装配式构建尺寸有一定变化，我们通过设计阶段的BIM建模精准控制，集成建筑全要素信息，涵盖几何参数、材质属性及系统交互关系，既作为设计表达载体，又支持设计团队在虚拟环境中预演施工流程，前置化解决管线排布冲突、构件安装干涉等问题。碰撞检测作为关键优化功能，通过三维模型动态模拟，可提前识别梁柱、管线等构件间的潜在碰撞点，及时进行空间定位调整。这种数字化预建造机制显著降低现场施工协调成本，使90%以上的设计问题在图纸阶段得以消解，实现从设计到建造的全链条质量管控。

2.2平面布置设计中应用

BIM技术应用作为工业化高效环保型建造方式，正加速替代传统施工模式。其在医院建筑中平面布置设计阶段尤为关键，直接影响施工效率与建筑后期使用性能。合肥市儿童医院新区项目在住院楼平面布局设计中深度应用BIM技术，在标准病房与医护生活区的内隔墙、外立面维护墙体、设备管线安装等方面通过三维协同设计与冲突预检，使设计精度提升30%，施工效率提高25%。模型中装配式集成构件参数与安装节点信息，可实现设计施工一体化管控，减少现场返工率达60%，确保项目全周期质量可控。

2.3结构设计

合肥市儿童医院新区项目结构设计采用部分装配式结构体系，按不低于7度抗震设防烈度标准。基于规范参数完成结构计算，装配式框架整体分析参照现浇结构计算准则执行。运用PKPM软件进行结构计算，装配式构建采用预制楼板、预制板、立面预制结构构件等方式，在整体强度刚度满足要求的情况下，装配式结构的BIM技术的应用可大大减少结构的尺寸不一与现场施工安装难度，减少施工过程中施工的难度与误差，加快施工进度，并可在BIM模型中提前预演结构与建筑构件有无冲突，减少返工带来的损失。

2.4构件设计

基于BIM技术构建三维可视化模型，按钢筋混凝土类别实施系统设计。明确定位预制构件安装节点后开展拆分设计，确保构件标准化：①模型中精确标注构件钢筋参数，匹配预埋件与预留洞口尺寸；②优化构件连接节点构造，简化现场施工工艺；③综合重量、几何尺寸等参数，确保构件满足生产运输及吊装要求；④配筋设计遵循加工便捷性、安装可行性原则，实现设计与施工的有机衔接。

2.5深化设计

在深化设计阶段，设计师通过BIM技术获取了预制率指标，对装配式建筑进行了深入的分析和计算。通过对模型进行预制率分析，设计师能够准确地确定工程中的预制构件比例，进而对预制结构进行优化设计。这种优化方式不仅提高了建筑的工业化程度，还有助于降低施工成本、缩短工期。

2.6施工工艺与设计一体化

装配式医院建筑优化设计需实现设计与工艺的集成创新，确保施工可行性。实施路径包含：①前期组建跨专业协作组，联合制定施工关键节点与BIM进度模型，消除30%以上的工序冲突；②构件生产、运输、吊装实施全链条协同管理，通过模数化设计使构件误差率降低；③运维导向设计策略中，预留标准化设备接口及可拆卸维护单元，使管线改造效率提升。全过程采用PDCA循环管控，利用数字孪生技术实现施工偏差实时预警，确保设计施工数据闭环。

结束语

随着装配式建筑的普及，BIM技术在医院建筑设计中的优势愈发显著。该技术不仅支持多专业协同提升设计效率，更能通过精准三维模拟优化方案选择，有效提高设计精度。未来BIM技术将向智能化升级与深度数字化发展，通过增强可持续性设计和跨平台协同能力，推动行业革新。设计中需加强技术培训、推进标准体系、打通部门数据壁垒。当全行业形成规范应用场景并建立共享机制时，BIM技术将成为装配式医院建筑发展的核心驱动力，助力构建更高效、更环保的建造体系，最终实现建筑产业整体能效的提升和数字化转型的深化。

参考文献

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