本案例以某機場急救中心項目為例，利用BIM技術對其進行精細化建模，建立參數(shù)化族庫進行設計深化，通過施工動態(tài)模擬指導工作人員施工，旨在建立一套適合于醫(yī)療建筑工程的 BIM 管理體系，推動 BIM 技術在我國的深入發(fā)展。

　　項目背景

　　該急救中心用地位于某機場生活區(qū)北部，建設用地面積約 2.27 公頃，地上建筑面積約 1.6 萬平方米。

　　為適應快速發(fā)展的需要，加強應急醫(yī)療救護保障能力，擬對該急救中心進行改擴建，拆除車棚、血 透樓等現(xiàn)狀建筑約 5568 平方米，新建病房急救和感染樓，總建筑面積 26923 平方米，其中地上 22579 平方米，地上 8 層，建筑最高點高度 38.6m。

　　建成后，院內(nèi)總地上建筑面積 34416 平方米，容積率 1.51，綠地率 30%。其效果圖如圖所示。

　　BIM應用內(nèi)容

　　以該急救中心擴建工程為依托，結(jié)合醫(yī)療建筑項目建筑復雜、施工難度大的特點，針對國內(nèi)大中型公 共建筑項目以及醫(yī)療衛(wèi)生項目設計和管理中的難題，利用 BIM 技術，進行參數(shù)化建模，開發(fā)了醫(yī)療設備專 用族庫。

　　結(jié)合該急救中心項目，研究了 BIM 技術在施工階段的具體應用，包括施工場地布置，施工進度模擬，管綜碰撞深化等。

　　1、基于 BIM 的參數(shù)化建模

　　(1)參數(shù)化構(gòu)件族庫的開發(fā)

　　該急救中心項目在建立 BIM 模型之前，首先需要建立參數(shù)化構(gòu)件族庫。由于在該項目中，大量構(gòu)件類型及參數(shù)類別相似，為避免因圖紙變更和工程改動造成的整個模型的修改和調(diào)整，推進工程進度和減少人力物力浪費，項目在建模過程中基于 BIM 技術的參數(shù)化特征，建立支持實時快捷修改的參數(shù)化專項構(gòu)件族庫。

　　如果對族類型參數(shù)進行修改，這些修改將僅應用于使用該類型創(chuàng)建的所有圖元實例。

　　參數(shù)化的定義及調(diào)整可快速建立或修改構(gòu)件模型，從而有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與模型的雙向鏈接?；谠摷本戎行捻椖康男枨?，在 BIM 實施過程中，進行了族庫標準的制定，包含尺寸、材質(zhì)、密度、 造價等參數(shù)化數(shù)據(jù)，并開發(fā)了基于本項目的專項族庫，包括系統(tǒng)族、標準構(gòu)件族、內(nèi)建族，如下圖所示。急救中心項目中多為醫(yī)療設備族，我們安裝現(xiàn)實設備進行專業(yè)族庫的創(chuàng)建。

　　參數(shù)化族庫的建立在該急救中心項目中發(fā)揮了很好的應用效果。

　　1)將族導入相關的性能分析軟件，得到相應的分析結(jié)果，利用可調(diào)節(jié)屬性的族自動完成輸入數(shù)據(jù)的 過程，大大降低性能分析周期，提高設計效率。

　　2)在項目中利用族文件，進行三維環(huán)境中的碰撞試驗，顯著減少由此產(chǎn)生的變更單，降低了由于施 工協(xié)調(diào)造成的成本增加和工期延誤。

　　3)通過族與施工過程的記錄信息相關聯(lián)，與包括隱蔽工程圖像資料在內(nèi)的全生命周期建筑信息集成， 不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，并且可以在未來進行翻新、改造、擴建過程中為業(yè)主及項目團隊提供有 效的歷史信息，提高運維效率，降低風險。

　　(2)整體模型建立

　　傳統(tǒng)的建模方式是根據(jù)工程需要，在 CAD 等二維建模軟件中依次創(chuàng)建構(gòu)件柱、構(gòu)件梁、構(gòu)件墻、構(gòu) 件板、構(gòu)件屋頂?shù)然緲?gòu)件，每個構(gòu)件都需手動添加，并且在構(gòu)件中不包括參數(shù)(幾何、材料、成本等) 信息。

　　建模工作完成后，由于缺乏三維形象化圖形，對后期施工人員的想象力與專業(yè)技能要求較高，易影響施工進度與質(zhì)量。

　　該急救中心項目實現(xiàn)了基于 BIM 的參數(shù)化建模。建模流程為如圖所示。

　　該急救中心基于 BIM 技術建立的參數(shù)化模型，建筑BIM模型、結(jié)構(gòu)BIM模型、機電BIM模型、各專業(yè)模型整合分為如下圖所示。

　　2、基于 BIM 的施工場地布置

　　由于該急救中心項目施工結(jié)構(gòu)復雜，施工難度大，施工前對材料堆放和大型施工設備的布置，合理分區(qū)尤為重要。

　　在項目中利用 BIM 技術進行三維可視化立體施工規(guī)劃，可以避免施工中不必要的問題。

　　如材料堆放空間不夠或布置不合理造成場地浪費、交通無法滿足構(gòu)件運輸空間要求、起重吊裝等大型設備操作預留空間不能滿足施工安全要求、焊接及切割等分區(qū)不合理造成對辦公及休息區(qū)甚至周邊居民生活的不良影響等。

　　基于建好的急救中心整體結(jié)構(gòu) BIM 模型，可以對施工現(xiàn)場進行三維合理規(guī)劃，使平面布置緊湊合理， 盡量避免占用施工場地，同時做到場容整潔、道路暢通;可以合理安排庫房、加工工地和生活區(qū)等位置， 解決現(xiàn)場場地劃分問題;

　　通過與業(yè)主的可視化溝通協(xié)調(diào)，對施工場地進行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線，符合防火安全及文明施工要求。

　　BIM 模擬施工場地布置如圖所示：

　　3、基于 BIM 的可視化施工進度模擬

　　在該急救中心項目實際實施過程中，由于施工環(huán)境及現(xiàn)場較復雜，施工人員專業(yè)素質(zhì)不統(tǒng)一，故信息溝通不對稱現(xiàn)象常有發(fā)生，易造成施工錯誤或延期。為尋找最優(yōu)的施工方案，該急救中心項目采用基于 BIM 的施工過程及進度可視化模擬。

　　通過將 BIM 與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在 一個可視的 4D 模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程，真正做到前期指導施工、過程把控 施工、結(jié)果校核施工，實現(xiàn)項目的精細化管理。

　　實現(xiàn)施工模擬的過程就是將 Project 計劃進度表、BIM 三維模型與 Navisworks 施工動態(tài)模擬軟件進行鏈接，制定構(gòu)件運動路徑和構(gòu)件屬性信息，并與時間維度相結(jié)合的過程，其施工進度模擬及控制流程如圖所示。

　　4、基于 BIM 的管線綜合碰撞與深化設計

　　該機場急救中心項目走廊內(nèi)的管道種類繁多，包括給排水管、送風風管、回風風管、排煙風管、強弱 電橋架、消火栓水管、自動噴淋水管、醫(yī)用氣體管道、潔凈風管、空調(diào)水管與冷凝水管等管線。機房內(nèi)管道規(guī)格較大，且需要與機電設備進行連接。

　　水、暖、電、等各種管線錯綜復雜，各預制構(gòu)件搭接處鋼筋密 集交錯，如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場的各種管線施工、預埋和現(xiàn)場 預制構(gòu)件的吊裝帶來極大的困難。

　　針對該急救中心項目的復雜性，運用 BIM 技術進行建模與整合，根據(jù)檢測任務的需要，選擇系統(tǒng)內(nèi) 不同的模型構(gòu)件、類型或范圍，對待檢模型進行內(nèi)部碰撞檢測，導出碰撞報告，進行類別篩選分類。

　　利用 BIM 模型的三維可視化查找機電內(nèi)的碰撞問題。通過優(yōu)化管線排布解決碰撞問題并可指導現(xiàn)場施工，提高 工程質(zhì)量，減少材料的浪費。進行機電專業(yè)的碰撞檢查，將碰撞問題分類篩選并生成詳細的碰撞報告。部分碰撞問題和BIM 模型管線優(yōu)化前后對比分別如下圖所示。