BIM技术在复杂公共建筑施工的应用

　　当前我国利用地方政府专项债等多种形式，支持公共卫生设施建设，补齐公共医疗卫生缺乏的“短板”。在复杂的公共建筑施工中，BIM技术带来新的建设模式，提高工作效率，增强经济效益，从而得到越来越广泛的应用。基于此，文章以BIM技术在河南P医院施工中的应用为例，分析BIM技术在医院类建筑的施工过程中的具体应用和实用价值，促进BIM技术在复杂公共建筑施工中发挥更大的作用。

　　关键词：BIM技术；公共建筑；卫生设施建设

　　BIM技术是一场技术改革，它能改变建筑的规划、设计、建设和运营模式。2003年BIM技术开始应用于中国建筑行业的实际工程中[1]。2015年6月，住房城乡建设部印发《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（建质函〔2015〕159号），要求到2020年末，建筑行业特级、一级房屋建筑工程施工企业必须掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用；新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，应用BIM的项目比率达到90%。2018年，住房和城乡建设部发布《建筑工程设计信息模型制图标准》（JGJ/T448—2018），明确了BIM交付体系、方法和要求，使BIM技术应用有章可循，为BIM技术的发展提供了引导作用。目前，BIM技术已经向各省市推广，逐步实现全国范围内的普及应用。

　　1P医院项目背景

　　P医院位于河南省北部，是一所新建的三级甲等医院，总建筑面积为19.2万m2。设置有门诊楼、医技楼、住院楼、急诊楼、行政楼及专家公寓。门诊、医技楼为三层，一层层高为5.4m，二、三层层高为4.5m。地下部分为贯通式地下停车库，采用三层机械停车设计，地下层高为8.2m。建筑采用框架结构，柱距为8.1m，地下车库顶板设计为无梁空心楼盖板，其余为现浇混凝土结构。医院项目具有以下特点：①建设内容复杂。集合门诊、急诊、医技、住院、后勤、行政等系统。②专业性强。涉及医用净化、医用气体、医用污水处理、射线防护等医疗专项，复杂程度极高。③设备种类多，管网排布复杂。包括电梯、中央空调、锅炉、高低压配电等。④智能化、信息化程度高。打造智慧医院，实现信息共享，提高工作效率与病患满意度。⑤作为民生工程，政府和群众关注度高。基于医院建设难点，为保证P医院建设质量、施工速度，减少返工、拆改，采用BIM技术进行项目管理的辅助手段，对二维施工图进行3D建模，通过BIM技术实现项目管理信息化。

　　2BIM在该项目的应用

　　2.1施工筹备

　　施工现场平面布置要对项目施工场地进行区域划分，规划场区道路、材料堆放区、材料加工区、办公区域和生活区域。该项目紧邻城市干道，地下室整体开挖，施工场地狭小，施工道路布置困难，需提前对施工场地进行优化。使用BIM技术根据施工单位施工总平面图进行3D建模，对场地布置进行模拟。利用BIM技术的3D属性，直观地查看场地布置情况，得到建筑物的3D空间定位。在塔吊布置时，可明确塔吊覆盖面和办公生活区的距离。场区道路宽度及路口设置对施工车辆通行进行模拟（见图1）。

　　2.2管网综合排布

　　医院项目机电系统众多，如空调、物流传输、智能化、消防系统，如何在顶部有限的空间内，合理地将各系统的管路进行排布，是BIM技术解决的首要问题。原本用软件可以产生单一系统的工程模型，而BIM可以将不同系统组合，形成统一的综合模型，将各个系统管线的空间分布和交叉关系用可视化的方式进行输出。BIM设计公司根据2D施工图纸图纸，利用Autodesk的Revit软件构建项目模型，包括建筑、结构、排水、暖通、电气等专业。管网排布主要解决以下问题：①检查建筑模型内的不合理部位，建筑、结构之间的不合理技术布置。例如，根据2D施工图建立3D模型后，发现梁底标高太低，无法为医疗通道留出足够的净空高度或两架梁的间距过近影响施工等。②建筑、结构模型与管网模型之间的碰撞检测。Revit软件可以自动进行碰撞检测，将工程中实体管网的相交和实体间距离小于公差的识别为碰撞，并将管网的碰撞点直观地显示出来，形成碰撞检查报告。③P医院项目安装工程有电气桥架、给排水、暖通、通风、物流系统、医院智能化等多个子项目。这种复杂机电安装工程，利用Revit软件进行三维管道的组合碰撞检测会检测出大量碰撞点。建设单位召集设计、施工、监理单位召开专业协调会，协调各分包单位对碰撞点进行调整。传统的施工图会审需要专业工程师发挥空间想象能力，在脑中对各系统进行组合，在巨量的数据面前，不免产生遗漏，造成后期变更、拆改，既延误工期又增加成本。利用BIM模型的专业集成性，可以对专业之间、系统之间、空间之间的冲突进行考量，形成3D模型。工程师通过肉眼可以看到管网布设后的情况，利用碰撞检测报告逐点进行优化，成功避免因前期设计问题产生的返工，节省了物料和施工时间。

　　2.3进度管理

　　BIM施工模拟反映了施工过程和各分部工程的进度。它以三维的形式表达了每个时间点的项目状态。设计阶段模拟建造可以帮助设计人员预先发现在施工阶段可能出现的各种问题，从而在设计阶段消减问题，为施工活动奠定坚实的基础。根据施工模拟，施工单位可根据模拟建造视频成果，制订合理的施工方案，调配劳动力和资源，最大限度地将资源利用合理化。P医院项目通过Revit软件建立三维模型，应用BIM技术进行工程进度模拟，将BIM模拟施工计划与实际施工计划进行对比，找出计划与实际差异区域，分析差异原因，同时采用BIM模拟下周施工情况及进度计划安排，制订周计划考核及不达标解决方案，消除工期延误。

　　2.4平台化管理

　　P医院项目总建筑面积将近20万m2，高峰期有将近800人在现场共同作业，各式各样的作业机械数量庞大。传统粗放型施工管理已经很难适应现代化项目特点，需利用BIM技术集成化特点，建立BIM5D平台，对现场质量、安全、进度进行统一调度、管控。

　　2.5分部模拟

　　该项目涵盖大量危险性较大的分部分项工程，例如，地下室为满堂开挖地下车库，层高为8.2m，设计三层机械停车位。施工单位根据实际情况，依据施工规范制订了高支模方案，水平杆最大步距为1.5m，立杆伸出顶层水平杆长度为0.35m，柱模竖楞采用37mm×5mm方木，横楞采用2根φ48mm×2.75mm钢管，拉螺栓下部3道间距为350mm，拉螺栓上部3道间距为500mm，对拉螺杆垂直间距为450mm，拉螺栓下部3道使用双排蝴蝶扣。方案确定后，利用BIM技术可视化的特性，配合项目可视化高支模方案论证，直观地向评审专家展示高支模效果，大大提高了沟通效率。后期可利用软件直接提取高支模位置所需构建数量，方便施工下料与工程量计算。

　　2.6安全教育与管理

　　P医院项目利用BIM技术，对现有临时建筑和拟建建筑物信息进行收集和汇总，建立3D模型。把施工现场划分为不同区块，按照危险性程度进行标识，分为红色、黄色、绿色。例如，现场施工作业区域是危险发生的主要来源，标注为红色区域；塔吊覆盖的生活、办公区域是物体打击的高发区域，标注为黄色区域；其余生活、办公区标注为绿色区域。根据危险程度划分，在模型中标记重点安全防范部位，设立安全围栏、安全网、警告标识牌等安全文明施工措施。针对项目特点，专项定制“三级安全教育”视频，使用VR设备对施工人员进行岗前安全教育培训，增加安全教育参与度，提升教育效果。

　　3结束语

　　目前，我国公共卫生基础设施建设如火如荼，为提高管理水平、保证工程质量、提高施工效率，越来越多的大型项目采用BIM技术进行辅助管理。在该项目中，进度管理、安全管理、质量管理均可与BIM模型相结合，有效克服现场不利的施工环境，提高施工水平，有效节约建设时间。随着BIM技术的成熟与发展，不仅可以应用于建筑设计、施工等项目建设全过程，在运营管理方面可运用BIM技术提高运营管理水平[1]。

　　参考文献：

　　[1]吴优津.BIM技术在建筑工程管理中的应用[J].工程技术研究,2020,5(16):151-152.

　　作者：刘伯威