黄高琼 戚 帅

(第九〇〇医院，福建 福州 350001)

建筑工程是一个功能齐全、业务特征明显的复杂施工及运营管理系统，同时，它的建设和运维是一个全生命周期项目，基于BIM技术的工程综合应用主要应用BIM的模拟功能来进行，利用CAD图纸提前介入和解决建筑实施全过程中可能出现的技术难点，从而实现设计方面的优化、施工过程的节能和智能化的运营管理，以BIM模型为平台基础，进而实现工程项目的绿色设计、施工和智能运维的一体化[1,2]。

1 BIM应用的现实需求

1.1 解决二维图纸展示不全面的需要

在工程项目的预算编制、招投标及实际施工过程仍是提供纸质版及电子版CAD施工图纸。各类建筑、结构、设备的施工图纸基于大楼的书面资料，CAD等二维图形软件仅描述了建筑及设备等构造的关键构造节点，展示的信息简易且不够全面，需要人为去提取并加以深化，当前实施中的项目越来越复杂，特别是公共建筑，涉及设备较多，显然，二维图纸的施工图难以对复杂的设备、管道对接、预留等进行分析和描述，特别是医疗设备的承重及供电需求需要加固和后补，针对此类问题，需要应用BIM技术来提前解决此类问题。

1.2 实现工程绿色施工的需要

在工程实施中各专业施工间联系松散各自为政、协同性差，造成各专业之间经常出现碰撞和冲突，部分冲突造成较大的材料和人力浪费，并且对材料采购和供应造成影响，但是多余或者浪费的材料与绿色施工的要求不一致[3]。在这种情况下，通过BIM可视化提前对接和碰撞，可以实现建筑构件的量化与精确化，减少返工或者材料返厂造成的资源浪费。利用BIM模型的展示功能，在施工组织设计阶段就介入施工材料的选择和使用，按照施工图提前考虑建筑施工所需要的数量，做好施工采购计划和采购数量，精准化的要求提高了绿化施工的要求和节能水平。

1.3 绿色运维的精细化要求

项目全生命周期中运维是时间最长的阶段，也是整体资源消耗较多的地方，收集和利用好工程实施过程中，特别是工程竣工交付使用传递的各类设备资料数据，作为一个后续医疗工程智能绿色运维的数据基础，进而打造智慧运维管理平台。大型公共建筑如病房楼、门诊楼等是服务于来院就医患者的一个基础单元，提供各种水电气设备设施的后勤保障，特别是医疗设备和空调暖通设备的保障，直接与病患接触，更加具有系统复杂性、关联性，后勤保障的精细程度直接关系到医院提供医疗服务的品质[4,5]。大楼维保大部分交于物业公司运维，部分物业服务公司在进入工程维保时，无法准确把握工程的竣工资料或图纸档案等细节要求，因对工程具体设备底数不清等原因无法实现精细维保，且因人员变动快造成资料保存不完善，出现相关档案资料断档，无法准确反映工程各设施设备的现实状态，特别是对大楼空调设备、医疗气体工程、锅炉等设备，无法有效掌握具体状态，甚至是设备的启停顺序，容易出现因设备使用不当造成设备故障，影响工程正常运维，极需要通过BIM来构建智能运维管理平台，达到精细化绿色管理的要求。

2 BIM应用的技术措施

一是探索在工程准备阶段应用BIM技术来实现工程优化设计。结合建筑结构CAD进行工程BIM模型建立，探索建立工程BIM实用模型的合理途径，针对建模过程中的问题优化模型建立，统一建模标准、规范BIM实施流程等方面进行研究，解决BIM模型统一性问题。在用Revit进行设计时，可以采用各专业互相链接中心文件的方式随时查看其最新图纸信息，协同作业。比如，智能化系统的线槽一般会与强电系统的线槽排布在同一高度空间内，绘制线槽时把强电专业的中心模型文件链接进来，通过对其设置可见性就可以方便地查看强电系统线槽的位置。如果管线间有冲突，需及时与设计人员沟通，将线槽合理地排布开，为后期的模型调整减少不必要的麻烦。在设计建筑设备管理系统时，也可以用这种方法将暖通专业、水专业相关的设备方便地显示在自己的视图中。

二是以BIM模型实现节能施工和施工协同。基于工程项目的实际情况，利用BIM技术为平台实现绿色施工，通过对图纸的三维虚拟建造，将各类图纸在同一模型上进行建立，进行优化设计分析，在项目实施过程中，利用模型三维可视化的功能，提前对结构中施工难度较大的节点进行施工难度分析，减少可能出现的返工情况，实现施工协同与绿色施工的一体化；利用大楼BIM模型，通过三维模拟和碰撞检验，建立一套符合实际的可视化立体模型，支持各项目相关方可靠地整合、分享和审阅详细的三维设计模型，便于大楼施工全过程协同管理。

三是建立项目运维管理平台。研究利用工程施工全过程BIM模型建立绿色运维平台，强化项目信息联通和对接，以轻量化引擎集成医院内部医疗设备和机电设备等数据，对医院运维实施可视化、信息化管理。运维管理平台应集成各个管理信息子系统，以各建筑设备管理系统为基础，集成BIM技术、三维电子地图、安全管理、能耗管理、资产管理等功能，实现在主流PC、平板电脑、智能手机等电子设备上运营管理，用户按权限分级访问及管理。

3 BIM运维管理应用案例

3.1 工程概况

某医院病房楼总建筑面积39 326 m2，其中地下1层，地上18层，框架剪力墙结构，内设住院部、手术室等。通过建立智能运维管理平台，将建筑各信息整合到一个模型中，提高医院运维管理效率。

3.2 医院BIM智慧运营管理平台的构建

医院智慧运营管理平台采用B/S+C/S的混合架构模式设计，最大程度上满足医院运维人员的现实运维需求，从根本上提高运维管理效率，降低运维管理成本。本平台总体架构如图1所示，总体分为四层，从上至下分别为：展示层、应用层、服务层以及数据层。其中展示层主要集成各种设备、能耗的数据分析，为管理者提供数据图表辅助决策；应用层主要集成各个管理模块及移动端访问等应用程序；服务层则为管理者提供权限管理、配置管理、日志图表、安全管理、平台监控以及访问控制等平台管理功能；数据层则提供平台原始数据的安全、存储、传输、更新等数据保障。总体架构图及总体架构分层示意图如图1，图2所示。

3.3 平台功能

该BIM智慧运营管理平台实现功能有：

一是构建全生命周期的建筑信息平台：BIM三维空间模型(如图3所示)内含综合管线模型，携带所有有关这个建筑的信息，贯彻建筑从建设到拆除的全生命周期，为建筑运维提供三维立体化的数据支持。

二是运维管理功能：支持通过APP/Web端登入平台，通过3D可视化运维界面，进行建筑的运维管理作业(见图4)。通过对各子系统的实时数据监控，自动统计、分析向管理方展示多维度、多对象的数据图表。出现紧急情况，平台第一时间联动BIM模型定位报警位置视角，并联动摄像头，查看报警位置现场情况，自动展示疏散路径并联动各子系统进行人员疏散。通过对各子系统能耗分析，提出能耗减排方案，通过应用实现节能减排的目的。

3.4 平台可能故障的影响

智慧运维管理平台绝大多数的功能模块都是对设备“只监不控”，仅对个别安全性要求不高的设备进行控制，如门禁、道闸、智能照明等，当出现个别硬件故障时，系统将就该硬件故障报警并推送相关职责人员，进行下一步处理。个别硬件设备出现故障对平台反应速度、运行速度不会产生影响。个别硬件设备出现故障时对平台运行的业务系统的影响主要如表1所示。

表1 个别硬件设备故障时对平台运行的业务系统的影响

4 结语

本文简要论述BIM应用针对二维图纸表达局限性、绿色施工的需要及精细化管理的要求，并针对性提出技术措施，并通过构建智慧运营管理平台的实例，该平台区别于传统的智能化及机电的建设方案，通过为医院的管理方提供一套更为智慧、有效的综合管理平台，将智能化、机电、物业管理、节能管理、对外展示等多种角度的系统及管理需求进行一体化整合，提前研究可能存在的维保重难点，有效维护了建筑物的各种使用功能，延长大型医疗建筑的使用寿命，体现了BIM在项目全生命周期的应用价值。