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BIM案例-基于BIM的医院建设改造项目管理
作者:管理员    发布于:2019-04-29 11:11:40    文字:【】【】【
摘要:厦门市儿童医院(复旦大学附属儿科医院厦门分院)系厦门市卫生和计划生育委员会管理的全民事业单位……

一、项目概况

厦门市儿童医院(复旦大学附属儿科医院厦门分院)系厦门市卫生和计划生育委员会管理的全民事业单位,位于厦门市湖里区宜宾路92-98号,是厦门市委、市政府重大民生工程项目,建设发展目标是建成集医疗、教学、科研、预防保健为一体的海峡西岸一流的三级甲等儿童专科医院。医院位于厦门市湖里区宜宾路,建筑面积7.39万平方米,编制床位500张。

二、项目背景

本项目为厦门市儿童医院门诊医技楼四层CCU净化项目工程,区域包含CCU大厅、单人病房、负压隔离病房、洁净辅房和办公辅房,床位数为25床,净化级别为十万级。项目工期为4个月,结构层高3.6m,楼地面至梁底2.9m;医疗系统较多,机电管道复杂交错,净高偏低,前期净化设计方案难以确认。考虑到了传统的二维施工管理模式在医院改造施工管理中的诸多弊端,为提高项目施工管理能力,采用BIM技术,提升了施工管理单位施工精细化管理能力。

三、BIM应用

该项目BIM应用从设计阶段开始介入,项目中BIM技术应用成果涵盖多个应用点。主要应用情况如下:

1. 前期筹备阶段

在项目前期筹备阶段,成立BIM工作小组,形成BIM实施组织架构,制定BIM实施标准。详见图3-1-1 BIM组织架构表。

 

3-1-1 BIM项目实施组织架构

本项目实施将BIM技术与施工全过程相结合,从辅助二次深化设计方案为开端,贯穿整个工程施工阶段,从而达到降低成本、提升质量的目的。具体工作流程详图3-1-2 BIM项目实施流程图。


3-1-2 BIM项目实施流程

2. 二次深化设计阶段

在辅助二次深化设计阶段,BIM实施工作包括专业模型建制、设计方案比对与优化、碰撞冲突分析、漫游检查、管综优化等。

1)平面方案检讨

BIM最显著的特点就是可视化,利用BIM技术进行二次深化设计平面方案检讨,能直观发现并解决平面方案中存在的问题。运用模拟漫游发现设计方案存在不合理之处,进行平面优化避免在施工时可能出现的错误和返工,在实际施工前发现问题,事先协调,从而大幅减少施工变更。与业主间基于可视化模型的沟通变得更简单明了,让业主提前感受施工完成的视觉效果。如下图所示,图3-2-1为原投标方案图,护士站被两侧管井遮挡,其工作流程不符合院方需求,借助三维可视化模型作为工具,在与院方充分讨论后,在CCU大厅与污物走道间增设缓冲间,分隔出6人间图3-2-2为深化后的平面方案。

 

      

3-2-1原投标平面方案                                                                   3-2-2深化后平面方案

对深化后的平面方案不同人员流线进行漫游模拟及分析,从而得到满足院方需求的最优的流线方案及平面布局方案。如图3-2-3为修改后的人员工作流线图。

 

3-2-3人员工作流线图

(2)装修板材排布方案

CCU大厅为净化区域,隔墙采用夹芯彩钢板,BIM模型依据板材的实际尺寸与施工的工序结合建置,并对门窗洞口及风口洞口进行尺寸及定位标注,再导出各个立面图,用于辅助现场施工,提高现场人员的工作效率。

另外,为增加墙板施工拼装速度和减少彩钢板切割损耗,在BIM模型对墙板进行编号,给出非标准尺寸板块的具体加工尺寸,并将非标准尺寸的板块按编号给出平面定位;辅助现场进行加工与定位拼装,减少了材料损耗,加快了墙板施工进度。运用BIM技术,预先进行非标准板块组合(即将两块或者多块小尺寸的非标准板块可由单块标准板块切割而成),大大的降低了材料损耗率。

CCU天花布局错综复杂,包括高效送风口、排气扇、灯具、喷淋、窗帘导轨、排烟口、摄像头、扬声器等。运用BIM技术在管线综合优化后充分考虑综合天花的排布,合理排布各端口位置,优化天花板的排布方式与顺序。赋予天花板编号,给出定位平面图;并对需要裁剪或者切割的非标准板块按编号生成加工详图。方便现场裁剪加工与拼装,极大的提高了现场天花板施工安装效率。图3-2-4为综合天花平面图,图3-2-5为墙板排布及洞口定位图。

 

3-2-4 综合天花平面图                                                                                                  3-2-5 墙板排布及洞口定位图

3)机电管线综合

机电管线安装工程是项目的一个重难点,建筑本身楼层层高仅3.6m;原建筑排水、喷淋系统高度较低,存在影响净高及新系统管道的排布。另外是院方对于净高要求较高,要求达到2.3m的净高。这对管综优化以及现场施工安装能力的要求很高。图3-2-6为机电全专业模型三维视图。

 

3-2-6机电全专业模型三维视图

本次管线综合的另一难点是既有的排水管路,因排水管路连接建筑其他使用区域,为了保证其正常使用,需先找出各排水点,并于各科室沟通使用情况,在使用情况确认后,通过BIM模型展示,与院方一同制定管路改造方案,确定路径的合理性;同时,通过BIM模拟预演改造安装工序,将排水改造对上部建筑正常使用的影响降到最低。图3-2-7为模型与现场的对比图,图3-2-8为排水方案优化对比图。

 

                    

3-2-7模型与现场对比图                                                        3-2-8排水方案优化对比图

4)设备机房深化

本层净化系统的机组设备需独立设置,考虑在四层平台屋面加盖机房,采用门式钢构形式。方案深化前的钢柱高度较高导致钢柱长细比超限,但是钢材强度利用率较低,应力强度与设计强度比值仅为0.3。利用BIM技术对机房管道和钢结构进行碰撞检测、校核施工安装空间;依据碰撞结果进行深化,优化了管线的排布及走向,降低钢柱结构高度;降低钢柱长细比,减少用钢量,保证结构合理性和经济性。图3-2-9为设备机房模型图。

 

3-2-9设备机房模型图

3. 施工准备阶段

可出图性及图模一致性对于项目的实施应用有着至关重要的作用,实现了从三维信息模型到二维图纸的快速转化。

(1) 二维施工图

在管综优化及碰撞优化后,利用Revit的可出图性直接根据需求调整平面状态,导出满足施工图标准的各专业平面设计图和全专业综合图纸、复杂区域节点详图等;交付现场技术人员进行施工。钢结构工程采用Tekla软件进行节点深化设计并直接生成加工图纸及零件清单、螺栓清单,提高了零件和构件加工准确性。在模型数据维护更新过程中,依靠图模一致性功能,二维图纸随着模型的修改更新而实时同步更新,避免了一个专业调整,多个专业配合改图的情况;提高了不同专业间的协同效率。图3-3-1为钢结构节点深化模型图。

 

3-3-1钢结构节点深化模型图

(2) 材料清单

在管线综合优化后,可以从模型中导出相关的材料清单;分区域、按专业对主要材料进行统计。提交相关统计数据,作为材料采购、分包结算及成本控制的参考依据。缩短了工程材料采购周期,避免直接由人工计算工程量出现较大误差的问题。值得一提的是,导出的材料清单的精确率及可靠性和模型的准确性与精度息息相关,所以在模型建制过程中要注意把控模型精度及细度。图3-3-2为钢构构件图,图3-3-3为钢构材料清单。

 

                            

             图3-3-2钢构构件图                                                                                3-3-3钢构材料清单

4. 施工阶段

1)三维施工交底

由于项目机电系统较多,设备机房及CCU大厅管线错综复杂,仅采用二维图纸难以可以清楚表达所有管线的走向与标高。因此采用移动端查看三维模型配合二维图纸、三维剖面图的形式对施工现场相关人员进行技术交底,辅助现场安装人员正确理解管道安装路径,指导现场工人安装。

2)施工工艺模拟

针对钢结构工程,涉及结构安全并且需要进行吊装装配,对精度要求较高。BIM团队结合钢结构安装工艺,对钢结构施工吊装过程及安装工艺进行模拟预演,形成模拟视频。降低施工交底难度,让工人对钢构安装流程更加清晰;提前发现吊装过程中可能出现的问题,合理安排吊装工序。


 

 

5. 竣工交付

我们通过BIM模型与施工过程的记录信息相关联,实现全生命期建筑信息集成。项目竣工后我们把该BIM模型和过程记录资料一并提交给院方。该模型不仅为后续的物业管理带来便利,并且可以在未来进行翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息,减少交付时间,降低风险。

 

四、BIM效益

参数化模型工具具有的及时性与双向关联性使得模型变得更加精确可靠,从而使设计变得简单方便;极大的提高了净化方案的推敲与对比决策速度。有效提高双方沟通效率,避免院方非工程专业人员对于工程相关信息不清楚、无法看懂二维图纸而造成的沟通障碍。

其次,在施工阶段BIM应用中,有效提高了工程人员工作效率,降低了人工成本。加强了项目管理力度,减少各专业冲突造成返工的情况,缩短施工工期、降低施工成本,从而增加了企业的经济效益,加快医疗建设工程的投入使用速度。

总之,将BIM技术应用到医院建设工程项目中的尝试对于医疗建设及BIM技术的发展应用均有着重要的现实意义和价值。

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