BIM的应用价值有多大?看看这个公共卫生中心的项目

发布时间: 2022-11-16    浏览(3103)

 随着 BIM 技术在设计阶段应用的不断深入,国内很多项目已从起初的翻模转变成正向设计,BIM 应用阶段也由起初的施工图设计阶段前移到方案设计阶段。诸多项目证明了其应用价值,尤其是在医疗建筑建设方面,由于医疗建筑规模普遍较大、涉及专业多、参与方较多、沟通成本高,通过 BIM 技术的应用,可以很好地处理建筑与复杂环境的关系,也可以有效解决各个重点、难点部位的设计,提前发现问题并予以解决。

 一、工程概况

( 一 )项目介绍

长沙市公共卫生救治中心原址改扩建项目规划建设床位 1000 张,其中包含 600 张传染病病床(呼吸道、非呼吸道传染病病床各为 300 张)和 400 张综合病床。项目总建筑面积为 146 000m²,其中传染病区总建筑面积约为 89 000 m², 综合病区总建筑面积约为 57 000 m²,地下建筑面积约为 50 000 m²。主要建设内容包括门诊部、急诊部、住院部、医技科室、保障系统、行政管理用房、院内生活用房等七项基本用房(图1)。

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图1长沙市公共卫生救治中心原址改扩建项目融合实景的效果图

( 二 )项目重点和难点

第一,建筑和地形联系紧密,面临山体、街道等各种复杂的环境,山体对气流影响很大,前期要进行大量的模拟分析,以保证建筑与环境的高度融合。

第二,医疗功能复杂,须考虑平疫转换,给项目整体规划带来巨大挑战。

第三,项目规模大、涉及专业多,除普通公共建筑涉及的传统专业外,还包含众多专项工程,如净化空调、物流系统、纯水系统、医用气体系统、污水处理系统等。

第四,该项目作为长沙市的传染病医院,且兼作长沙市新冠肺炎确诊患者集中收治点,院内感染控制非常严格。

二、BIM应用目标

根据项目特点,BIM 应用目标如下:

第一,根据项目及设计人员情况,抽取综合医疗楼进行建筑专业 BIM 正向设计,传承并提升团队正向设计能力。

第二,BIM 应用在方案设计阶段前期即开始介入,通过 GIS、无人机等技术,解决项目与环境的复杂关系。

第三,通过 BIM 技术的应用,合理确定项目中各空间的净高,精准把控各重点空间的吊顶高度,提升人们使用室内空间时的体验。

三、BIM应用团队 

在项目前期根据实际情况制定 BIM 应用标准,由 BIM 经理对 BIM 应用工作进行整体把关;土建BIM 设计师为 3 人,其中 2 人直接参与综合医疗楼正向设计;机电设计师为 3 人,另配有参数化设计师 1 名,辅助解决复杂空间的处理。

四、BIM应用软件配置

根据项目及软件特点选择合适的软件,具体配置如表 1 所示。

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不同软件各司其职,但不可避免地涉及交互的问题,本项目的 BIM 设计软件交互关系如图 2 所示。

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图2 BIM设计流程图

五、BIM应用重点

根据项目特点,从方案设计阶段开始应用 BIM技术解决项目难点:项目依山而建,使院区与环境更好地融合;优选土方方案,降低造价;高效布置车位;提前发现问题,避免后期出现大量错、漏、碰、缺等问题。

( 一 )BIM 正向设计

BIM 正向设计是 BIM 技术在设计阶段应用中的理想模式,也是确保图模一致、设计信息顺利传递至施工与运维阶段并延展至 CIM 应用的必然选择。

根据项目特点及设计人员参与情况,该项目中的综合医疗楼采用建筑专业正向设计,其他建筑采用 BIM 辅助设计。

BIM 正向设计可以直接将设计师的思想表达在三维模型中,实现二维与三维的联动,不仅可以更好地对比方案,还可以提高设计效率,减少图纸修改、专业不匹配等问题。

因为只有建筑专业采用正向设计,涉及二维、三维的协同,故整体设计流程与全专业正向设计略有不同。建筑专业正向设计的整体思路和原则如下:

第一,除纯文字的设计说明以外,目录、平立剖面、详图、各类设计图例、文字、标注、注释、明细表等设计所需的信息均在 Revit 里表达并出图 ,从而使得各种 3D 图元与 2D 图元之间、各种视图与明细表之间稳定、高效地联动。

第二,和未参与正向设计的专业之间的配合模式:将 Revit 文件导出为 dwg 文件,利用二维协同平台进行比对,实时同步更新。

第三,校审采用 Revizto 综合协作平台,校审人员可以同步对模型和图纸进行审查、批注等。

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图3 3D平台与2D平台的协同

在建筑设计过程中,如果建筑专业的某些子项选择用 Revit 平台设计,其他专业或者子项选择用CAD 二维协同平台设计,在跨平台提资过程中难免会出现数据传输不畅、增加额外工作量的问题。在本项目设计过程中,通过二维与三维平台的协同(图 3),打通跨平台提资过程中的瓶颈,减少不必要的非设计工作量,提高工作效率。

( 二 )Revit 与 Rhino 协同工作

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图4 Revit-rhino协同工作

通过合理的程序设计,将 Revit 中的模型与信息转换为 Rhino 中带有信息的模型,从而实现在Rhino 中基于这些信息的科学计算,完成了 Revit与 Rhino 的协同工作,借助 Rhino 参数化的高效性弥补 Revit 在速度及功能上的局限性,如图 4 所示。

( 三 )土方方案比选

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图5 参数化土方计算流程

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图6 土方方案一

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图7 土方方案二

http://img.zhux2.com/editor1668591028277563.jpg图8 土方方案三

通过参数化程序,对各土方方案进行填方量及挖方量等参数的计算,所得结果如图 5~8 所示。根据多方案相关参数的对比,最终选定方案三为本项目实施方案。

( 四 )自动化填色

Revit 模型具有较好的填色方案功能:可用于快速出具施工图文本,并且高清的矢量图可以支持放大多倍;输出的图片颜色可控、美观大方。不仅可以针对不同房间名称自动填色,还具有同类房间采用同一种填色方案、整个功能区采用同一种填色方案等功能,实现多用途的输出,一模多用,胜过传统的 CAD+PS 的方法。

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图9 程序式自动化填色

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图10 二层平面与三维自动填色对比

通过参数化方式获取房间名称,根据各房间功能对其平面及三维模型进行自动填色,快捷高效,如图 9、图 10 所示。 

( 五 )数据模型可视化

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图11 项目周边医院分布热力图

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图12 项目周边公共交通分析图

通过直接读取 GIS 与 BIM 信息,获取项目周边环境各项数据,如项目周边小区、公共建筑等设施的分布图,项目周边公共交通分析图等,直观的数据及 图形辅助规划师更好地进行规划方案的模拟、选择、评估,并将其整合后以动画的方式展现出来,实现了城市数据、建筑信息的可视化表达(图 11、图 12)。

( 六 )智能化车位排布

通过程序式处理功能,人机结合自动布置车位,得到多种车位布置方案,选择其中最优方案并得到车位布置图。

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图13 智能化布置车位程序节点

程序式处理的自动化可以减少设计师的重复操作,获得更直观、更合理的设计结果,同时可以进一步提高设计师的工作效率(图 13)。

( 七 )管线综合

管线综合是 BIM 技术最常见的应用,不论在设计阶段还是施工阶段都能发挥不可替代的作用,而在设计阶段的应用可以有效预防安装过程中的净高问题。

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图14 地下室冷冻机房模型

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图15 局部管线综合

本项目中未进行正向设计的单体及专业从初步设计开始依据现有的二维图纸建立各专业模型,利用BIM 对各专业进行碰撞检测、管线综合检查(图 14、图 15),及时发现存在的碰撞冲突,生成碰撞检测报告,分析、制定相应的调整方案,将优化后的路由反馈给设计人员并体现在设计图纸上,以提升设计质量,减少施工过程中各专业之间的矛盾,实现各区域空间的合理利用,保证净高需求。

六、BIM应用效果

因为 BIM 技术的早介入,提前发现并解决了项目大方向上的问题及其他重点、难点问题,提升了设计质量,实现了综合医疗楼的建筑专业 BIM 正向设计,其他专业以传统二维方式进行设计,打通了二维与三维的协同化设计。程序式处理功能的辅助,提升了设计效率,为 BIM 正向设计的实现提供了技术支持。

来源:中国医院建筑与装备

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标签: 施工资讯 结构施工 BIM

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