BIM技术在医院建筑机电安装中的应用

贾淑明，王晓英

（1.兰州工业学院土木工程学院；2.兰州市西固西城综合开发有限公司）

1 引言

机电安装是建筑工程的重要组成部分。近年来，BIM技术已广泛应用于国内外机电安装工程中，以缩短施工时间、保证工程质量、提高工程效率。

医院是一个有很多功能要求的建筑，流动人口众多，结构布局功能复杂，机电专业种类繁多，包括各种专业医疗器械、管道、洁净室等。BIM技术在设计院的普及度还不够高，设计院设计的全部图纸大多是传统的二维图纸，无法解决管线碰撞和综合布局的问题。BIM 技术的可视化、参数化和其他特点与医院建筑机电安装项目的特点相结合，从深化设计阶段开始，直至整个施工全过程，最大限度地利用“保工期、降成本、提效率和提质量”的应用理念实现建筑全生命周期。

2 工程概况

该工程项目为天水市某医院住院楼项目，总建筑面积33720m2，其中地上26410m2，地下7310m2。建筑物结构类型为框架剪力墙结构，建筑层数地上18 层，地下2 层，建筑高度65.95m，室内外高差1.5 m，地下室埋置深度9.9m。该建筑设计使用年限50a，建筑抗震设防烈度为8 度。该建筑基础为梁板式筏形基础。Revit建筑模型如图1所示。

图1 建筑模型

3 BIM 技术在该建筑机电工程中的应用

建筑物在工程造价控制工作中，机电安装应合理应用BIM建造技术，有效降低项目投入成本，最大可能保障企业的经济效益。建造过程中造价管理人员应能充分利用BIM技术开展多工种之间的数据共享以及相应的管理工作，增加数据资源管理的深度和广度，减少数据信息的浪费，同时达到合理整合利用人力资源，降低人力成本[1]。

机电安装工程的深化设计需要不同专业之间的协调参与，减少各专业施工中的冲突。深化设计主要包括管线之间的综合排布、机电安装中的净高优化、剪力墙体的预留洞口以及支吊架等[2]。Revit 机电模型如图2所示。

图2 机电模型

3.1 管线综合排布

由于该工程在设计阶段未运用BIM 技术，各专业之间不能很好地协同工作，施工中难免会出现不同程度的碰撞问题。在管线综合排布的优化过程中，应充分考虑各个设备的布置位置及尺寸大小，对设备的摆放位置进行合理调整，使位置关系能很好的满足设备的安装、试运行以及维修的要求[3]。

在施工中的碰撞检查完成后，从建筑模型中可导出建筑平面图、构造节点详图、建筑剖面图及三维演示图，并对建筑图纸的变更的相关部位生成视点报告。以建筑平面图、构造节点详图、建筑剖面图、三维图演示图及相应的视点报告为基础，组织各专业人士对项目进行技术交底，最终确定解决各构造节点和相关图纸问题的解决方案。该医院项目地下一层管线模型综合调整后效果如图3所示。

图3 地下一层管线模型综合调整后效果

3.2 碰撞检查

在机电工程安装施工过程中，各专业及各个运营环节之间难免会出现冲突，在实际施工作业过程中也可能会存在相互干扰。如果能够应用BIM技术进行项目工程的管道碰撞检查，就能提前发现问题，提前处理机电工程中可能存在的碰撞问题，并以软件模拟的结果为施工依据，调整管线之间的分布、间距和标高，保证管线的最优化施工，确保工程项目中机电安装部分的规范和高效[4-5]。

医院建筑中的机电管线系统复杂繁多，管线管径也较大。在实际建筑施工前，应用Revit软件中建立好的BIM结构模型做机电工程管线相互之间和机电工程管线与建筑模型之间的碰撞检查工作，并导出碰撞检查报告。再根据报告找出实际建筑中机电管线位置进行综合优化。

本工程利用Revit 软件建立的结构模型进行碰撞检测，共发现碰撞点1233 处，通过软件导出机电各专业的碰撞点坐标，进行了一一对应的修改与深化。该医院建筑项目中水管系统碰撞检查优化前后三维模型如图4-5所示。

图4 调整前的三维模型

图5 调整后的三维模型

3.3 建筑净高优化

在Revit软件建立结构模型时，各个机电安装系统的标高是贴梁布置或者给出的限定标高，所以进行机电安装深化设计前的信息模型的净高原则上是基本满足的。但在进行综合排布后的结构模型中标高会出现不满足要求的情况，因此，需要在机电安装工程优化完成后，对净高进行相应检查。

根据医院建筑的设计规范要求[5]，诊查室不能低于2.6m，公共走道不宜低于2.3m，病房不宜低于2.8m。结合建筑施工图中对各个房间功能上的净高相应要求，对该项目进行净高检查后，对不满足规范要求高度的管线进行重新优化调整。

3.4 预留洞口

利用BIM 技术，建立机电安装模型中管线的分层排布、翻弯的位置以及阀门设备在系统中的定位，在机电安装模型优化设计完成后，还需要不同专业的技术人员对机电模型的可施工性、机电设备的可检修性以及整体美观性等方面进行相应审核和最终确认。各个专业施工技术人员确认后，方可在模型中预留洞口的位置放置适宜的套管，为了避免二次开洞，应对深化后的机电模型确定预留洞口的位置，方便后期机电安装工程的施工[6]｡

3.5 支吊架

医院机电安装工程中有机电各个专业的管线，管线布置完毕后，再进行支吊架布置。传统的支吊架布置方式难以布置完整的支吊架，这将影响机电施工的质量和美观要求，增加施工成本和施工工期，因此，支吊架按管线综合布置布置，也是机电深化设计的重要组成部分[7]。

4 结语

医院建筑中机电安装管线繁多、复杂，施工难度较高。合理应用BIM技术进行机电安装工程的管线综合分析，能够显著提升工程项目的质量、安全、成本等各方面效益。

①综合利用BIM技术的可视化，方便设计、施工和业主三方的协调沟通，减少因未能很好沟通而带来的一系列错误。

②综合利用BIM 技术的碰撞检查，能够在施工前期把问题得以解决，降低了机电安装工程现场施工的难度，提高了效率，节约施工工期，降低建筑建造成本[8]。

③综合利用BIM 技术的信息化，使安装工程中所有构件的现实属性在机电模型中能够很好的体现，使基于BIM的建筑设计方案更具有合理性，也为后期施工维护打下基础。