1 引言
《“健康中國 2030”規(guī)劃綱要》于 2016 年頒布實(shí)施,其中提出了“提供優(yōu)質(zhì)高效的醫(yī)療服務(wù)”的目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)略目標(biāo)的進(jìn)程中,醫(yī)院建設(shè)是重要內(nèi)容之一。根據(jù)國家衛(wèi)計(jì)委分析研究,預(yù)計(jì)在未來 5 年內(nèi),全國范圍將需新增 150 萬張床位,相應(yīng)地,投資數(shù)千億元建設(shè)大約 1.5 億平方米的各類醫(yī)院。與此同時(shí),《醫(yī)院建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51153—2015)于 2016年頒布實(shí)施,該標(biāo)準(zhǔn)定義“醫(yī)院建筑”,是指在建筑的全生命周期內(nèi),在保證醫(yī)療流程的前提條件下,最大限度地節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材,保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的醫(yī)院建筑。
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成建筑工程信息的數(shù)據(jù)模型。基于BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化和可模擬性等特點(diǎn),可以為醫(yī)院建筑的設(shè)計(jì)提供有力的支撐作用。
2 基于BIM設(shè)計(jì)的優(yōu)勢
2.1 三維設(shè)計(jì)解放思維
基于BIM三維建模的設(shè)計(jì),使得設(shè)計(jì)師直接應(yīng)用BIM 建模軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,非常直觀,所想即所建。與傳統(tǒng)的基于CAD的設(shè)計(jì)相比,其設(shè)計(jì)流程為:建筑師的構(gòu)思創(chuàng)作→二維圖形→二維圖紙和三維效果,顯然減少了“由抽象的二維到形象的三維”轉(zhuǎn)化過程,從而解放思維、提高設(shè)計(jì)效率。
2.2 可視化成果利于溝通
基于 BIM 的三維建模設(shè)計(jì)大大促進(jìn)了設(shè)計(jì)溝通效率,主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)師與業(yè)主的溝通、設(shè)計(jì)師與施工工程師等參建人員的溝通。尤其是醫(yī)院的各使用部門和科室人員,大多數(shù)為非建筑類專業(yè)人員,BIM 成果的具體形象、細(xì)節(jié)逼真,非常直觀地展示最終建成的空間,減少了設(shè)計(jì)成果信息傳遞的錯(cuò)誤,可以減少溝通次數(shù)和時(shí)間,達(dá)到高效推進(jìn)設(shè)計(jì)工作的目的。
2.3 改善設(shè)計(jì)流程
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程:方案設(shè)計(jì)→擴(kuò)初設(shè)計(jì)→施工圖設(shè)計(jì)→深化設(shè)計(jì)。隨著設(shè)計(jì)的不斷深化,有時(shí)會(huì)推翻最初的方案設(shè)計(jì)成果,導(dǎo)致重新設(shè)計(jì),尤其出現(xiàn)施工階段的設(shè)計(jì)變更,將會(huì)造成工料機(jī)等資源的浪費(fèi)。基于 BIM 的設(shè)計(jì),在方案設(shè)計(jì)階段,有很多細(xì)節(jié)提前介入,例如醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療管線、醫(yī)療家具等內(nèi)容可以提前進(jìn)行初步布置,在 BIM 三維模型的展示成果中,提前發(fā)現(xiàn)二維圖紙中不易發(fā)現(xiàn)的問題,改善設(shè)計(jì)流程,避免重新設(shè)計(jì),避免后期的設(shè)計(jì)變更,減少工程建設(shè)的損失,節(jié)約投資成本(見圖1)。
2.4數(shù)據(jù)集成并聯(lián)動(dòng)
BIM三維模型的信息量巨大,既包括幾何信息,也包括非幾何信息,工程項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)信息都可以集成到統(tǒng)一的BIM模型之中。在設(shè)計(jì)過程或者施工過程中,若對模型進(jìn)行修改,則相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件或其他專業(yè)都可能產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)反應(yīng),從而保持了圖紙的一致性和協(xié)同性,可以省去了人工逐一修改多份圖紙的情況,尤其是在醫(yī)院建筑中,普通管線與醫(yī)用專業(yè)管線多達(dá)40種以上,由于設(shè)計(jì)修改而產(chǎn)生的圖紙變化較大,因此引發(fā)的圖紙修改量很大。基于BIM三維設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)集成可以節(jié)省人力物力。同時(shí)BIM模型中可以準(zhǔn)確生成醫(yī)院樓宇建筑總面積、樓板面積、科室凈面積、墻梁板柱等工程量明細(xì)表,非常有利于建筑師核算相關(guān)的建筑指標(biāo)、可持續(xù)性建筑材料使用率、綠化率和成本估算。當(dāng)指標(biāo)超限后,方便調(diào)整,快速高效地實(shí)現(xiàn)綠化設(shè)計(jì)。
2.5 BIM具有可模擬性
通過應(yīng)用核心建模軟件構(gòu)建各專業(yè)BIM三維模型后,可以采用其他各種分析軟件進(jìn)行醫(yī)院建筑的性能模擬,例如消防疏散模擬、建筑物理(聲、光、熱、氣流)性能模擬,從而可以參數(shù)化地分析醫(yī)院建筑在使用過程的品質(zhì),將定性分析與定量分析有機(jī)地結(jié)合到一起,模擬分析真實(shí)情境下醫(yī)院建筑運(yùn)營的狀況,從而優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到醫(yī)院建筑的標(biāo)準(zhǔn)。
2.6全生命周期內(nèi)共享數(shù)據(jù)
BIM三維設(shè)計(jì)的模型,通過增加、修改、補(bǔ)充相關(guān)信息,可以延續(xù)應(yīng)用于施工階段和運(yùn)營維護(hù)階段。在醫(yī)院建筑工程項(xiàng)目的全生命周期共享數(shù)據(jù),能夠產(chǎn)生二維設(shè)計(jì)所不具有的價(jià)值。尤其在漫長的運(yùn)維階段,可以為醫(yī)院設(shè)備設(shè)施日常維護(hù)、專業(yè)檢修、大修、改擴(kuò)修等工作準(zhǔn)確地提供相關(guān)信息。
3 醫(yī)院設(shè)計(jì)的BIM應(yīng)用點(diǎn)
3.1 BIM模型的構(gòu)建
應(yīng)用Revit軟件構(gòu)建醫(yī)院建筑的各專業(yè)模型,主要包括建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、水暖電專業(yè)、各類醫(yī)用設(shè)備專業(yè)、市政專業(yè)、綠化專業(yè)等等。而且隨著設(shè)計(jì)的不斷深入,經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)階段、擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段,BIM模型的深度不斷增加、補(bǔ)充各類信息,為設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行各類模擬分析奠定良好的基礎(chǔ)。
3.2場地分析
通過構(gòu)建場地BIM模型,其內(nèi)容包括醫(yī)院建筑周邊道路、地形、地貌、景觀綠化等。進(jìn)行設(shè)計(jì)過程基于BIM的交通模擬和綠化率等指標(biāo)分析,并可對照《醫(yī)院建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文,保證醫(yī)院建筑場地的優(yōu)化和土地的合理使用,采用合理的平均用地面積、醫(yī)院建筑容積率、綠地率和地下空間利用率,并且優(yōu)化設(shè)計(jì)停車場設(shè)置、場地與公共交通的聯(lián)系、急救車通道等設(shè)計(jì)內(nèi)容,使得對應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)“評分項(xiàng)”獲得較好的得分。