BIM在醫(yī)院建設(shè)和運(yùn)營中的作用及實(shí)施
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,3D數(shù)字化信息早已融入大眾生活的方方面面,在影視傳媒、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域帶來的變革尤為明顯。與此同時(shí),3D技術(shù)正逐步滲入到整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)和數(shù)字化運(yùn)營管理領(lǐng)域,未來影響行業(yè)發(fā)展的最重要的一項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)將是BIM。全國BIM等級(jí)考試報(bào)名入口,加群咨詢。全國BIM等級(jí)考試學(xué)習(xí)交流群:723835750
BIM在醫(yī)院建設(shè)和運(yùn)營中的作用及實(shí)施
什么是BIM
BIM即建筑信息模型(BuildingInformationModeling)。它是利用三維數(shù)字技術(shù)創(chuàng)建的工程數(shù)據(jù)模型,并利用該模型集成建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息,來提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營的效率。
BIM的技術(shù)核心是在計(jì)算機(jī)中建立虛擬的建筑工程三維模型,同時(shí)利用數(shù)字化技術(shù),為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)信息及狀態(tài)信息,而且還包含了非構(gòu)件對(duì)象(例如空間、運(yùn)動(dòng)行為)的狀態(tài)信息。借助這個(gè)富含建筑工程信息的三維模型,可以大大提高建筑工程信息的集成化程度,這就為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方都提供了一個(gè)工程信息交互和共享的平臺(tái)。這些信息能夠幫助建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方增加效率、降低成本、提高質(zhì)量。結(jié)合更多的相關(guān)數(shù)字化技術(shù),BIM模型中包含的工程信息還可以被用于模擬建筑物在真實(shí)世界中的狀態(tài)和變化,使得在建筑物建成之前,項(xiàng)目的相關(guān)利益方就能對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的成敗做出最完整的分析和評(píng)估。
BIM的特征
?。S可視化
可視化即“所見所得”的形式,對(duì)于建筑行業(yè)來說,可視化三維平面的作用是非常大的,例如經(jīng)常拿到的施工圖紙,各個(gè)構(gòu)件的信息在圖紙上是采用線條繪制表達(dá)的,其真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)參與人員去自行想象。而當(dāng)前建筑形式各異,造型復(fù)雜,這種平面的圖紙呈現(xiàn)出諸多的局限性。所以BIM提供了可視化的思路,讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們面前。
當(dāng)然,目前也有許多設(shè)計(jì)單位會(huì)做各種效果圖,這種效果圖是分包給專業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊(duì)通過識(shí)讀設(shè)計(jì)制作出的線條式信息制作出來的,并不是通過構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的,缺少了同構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性。而BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視,這種可視化的結(jié)果不僅可以用于效果圖的展示及報(bào)表的生成,更重要的是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。
*模擬性
在設(shè)計(jì)階段,BIM可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些東西進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),例如:節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等;在醫(yī)院建筑策劃和設(shè)計(jì)中可以利用BIM對(duì)醫(yī)院的物流系統(tǒng)、二級(jí)醫(yī)療系統(tǒng)流程進(jìn)行模擬,以求最優(yōu)化的功能布局。
在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬(三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間),也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工,從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬(基于3D模型的造價(jià)控制),從而實(shí)現(xiàn)成本控制;后期運(yùn)營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
*信息集中與優(yōu)化
事實(shí)上,整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程就是一個(gè)海量信息集中并不斷優(yōu)化的過程,在BIM的基礎(chǔ)上可以做更好的集中、更好的優(yōu)化。沒有準(zhǔn)確的信息做不出合理的優(yōu)化結(jié)果,BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息,還提供了建筑物變化以后的實(shí)際存在?,F(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過參與人員本身的能力極限,BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的可能。
建筑全生命周期中BIM的應(yīng)用
從建筑的全生命周期來看,BIM的應(yīng)用對(duì)于提高建筑行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的科學(xué)技術(shù)水平,促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化,具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。隨著BIM在中國被逐漸認(rèn)識(shí)與應(yīng)用,特別在國內(nèi)工程建造行業(yè)高速發(fā)展的背景下,BIM已在國內(nèi)一些大型工程項(xiàng)目中得到積極應(yīng)用,涌現(xiàn)出很多成功案例,充分展現(xiàn)了BIM在建筑工程行業(yè)的應(yīng)用價(jià)值。在國內(nèi)的部分醫(yī)院工程已經(jīng)開始采納BIM,將其運(yùn)用于工程建設(shè)和日常運(yùn)營管理。
BIM的信息具有可追溯性、共享性、透明性的特點(diǎn),貫穿于工程整個(gè)生命周期,使之成為智能化(制造)建設(shè)和數(shù)字化醫(yī)院管理的平臺(tái)。
根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度建立和維護(hù)BIM模型,實(shí)質(zhì)是使用BIM平臺(tái)匯總項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有的項(xiàng)目信息,消除項(xiàng)目中的信息孤島,并且將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲(chǔ)存,以備項(xiàng)目全過程中各相關(guān)利益方隨時(shí)共享。
由于BIM的用途決定了BIM模型細(xì)節(jié)的精度,同時(shí)目前僅靠一個(gè)BIM工具并不能完成所有的工作,所以目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法,建立符合工程項(xiàng)目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。根據(jù)需要,這些模型可能包括:設(shè)計(jì)模型、施工模型、進(jìn)度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
這種“分布式”模型往往由相關(guān)的設(shè)計(jì)單位、施工單位或者運(yùn)營單位根據(jù)各自工作范圍單獨(dú)建立,最后通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)合成。這將增加對(duì)BIM建模標(biāo)準(zhǔn)、版本管理、數(shù)據(jù)安全的管理難度,所以有時(shí)候業(yè)主也會(huì)委托獨(dú)立的BIM服務(wù)商,統(tǒng)一規(guī)劃、維護(hù)和管理整個(gè)工程項(xiàng)目的BIM應(yīng)用,以確保BIM模型信息的準(zhǔn)確性、時(shí)效性和安全性。
BIM在醫(yī)療建設(shè)項(xiàng)目策劃與設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
*場地與交通組織分析——得出最佳方案
在醫(yī)院建筑工程中,場地的選擇和布置對(duì)醫(yī)院的后期運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。
場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素、確定建筑物的空間方位、確定建筑物的外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系過程。在規(guī)劃階段,場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計(jì)決策的重要因素,因此需要通過場地分析來對(duì)景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析。例如:利用BIM模擬醫(yī)院交通流線和出入口布置分析以求最佳方案。
傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端,尤其是一些山坡地、河道低洼地,通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,簡稱GIS),對(duì)場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,通過BIM及GIS軟件的強(qiáng)大功能,迅速得出令人信服的分析結(jié)果(如土方平衡量、排水泄洪方案等),幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評(píng)估指定場地的使用條件和特點(diǎn),從而做出新建項(xiàng)目最理想的場地位置、交通流線組織關(guān)系、建筑主體布局等關(guān)鍵決策。
*模擬空間發(fā)展——做關(guān)鍵性規(guī)劃
在醫(yī)院建筑策劃時(shí),我們總希望在用地與建筑空間留有發(fā)展余地,用于滿足日后發(fā)展或功能轉(zhuǎn)變之需。
策劃是在總體規(guī)劃目標(biāo)確定后,根據(jù)定量得出設(shè)計(jì)依據(jù)的過程。相對(duì)于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)(設(shè)計(jì)任務(wù)書)的傳統(tǒng)方法,醫(yī)療建筑策劃利用對(duì)建設(shè)目標(biāo)所處社會(huì)環(huán)境及相關(guān)因素,包括對(duì)城市化進(jìn)程、人口圖譜、疾病譜和當(dāng)?shù)蒯t(yī)療資源及分布等進(jìn)行邏輯數(shù)理分析,研究項(xiàng)目任務(wù)書對(duì)設(shè)計(jì)的合理導(dǎo)向,制定和論證建筑設(shè)計(jì)依據(jù),科學(xué)地確定設(shè)計(jì)的內(nèi)容,并尋找達(dá)到這一目標(biāo)的科學(xué)方法。在這一過程中,主要是以實(shí)態(tài)調(diào)查為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)分析為手段對(duì)目標(biāo)進(jìn)行研究。
BIM能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在建筑規(guī)劃階段,通過對(duì)空間進(jìn)行分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),從而節(jié)省時(shí)間,為團(tuán)隊(duì)提供更多增值活動(dòng)的可能。特別在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時(shí),借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù),可以做出關(guān)鍵性的決定。
在建筑策劃階段,BIM還會(huì)幫助建筑師隨時(shí)查看初步設(shè)計(jì)是否符合業(yè)主的要求,是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計(jì)依據(jù),通過BIM連貫的信息傳遞或追溯,大大減少設(shè)計(jì)階段因不合理設(shè)計(jì)造成修改的巨大浪費(fèi)。
*評(píng)估設(shè)計(jì)方案——獲得較高的互動(dòng)效應(yīng)
在方案論證階段,項(xiàng)目投資方可以使用BIM來評(píng)估設(shè)計(jì)方案的布局、照明、安全、聲學(xué)、色彩及是否符合相關(guān)規(guī)范。BIM甚至可以做到利用建筑外觀部分的細(xì)節(jié)來迅速分析設(shè)計(jì)和施工中可能需要應(yīng)對(duì)的問題。
以某醫(yī)院某科室門診區(qū)域的設(shè)計(jì)為例,我們可以利用BIM去模擬測算,以判別門診設(shè)計(jì)的合理性。該科室日常常規(guī)參數(shù)如下:
常規(guī)門診量:150人(最高峰250人);
峰值門診時(shí)段:9:00―11:00(平均1人/5分鐘);
平均就診時(shí)間:20分鐘;
患者可容忍等候時(shí)間:老人45分鐘,中青年30分鐘。
通過對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬動(dòng)態(tài)測試,可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證,具體內(nèi)容包括:
人群是否始終或長時(shí)間處于聚集狀態(tài),從而判斷整個(gè)科室診室區(qū)域面積是否足夠;
什么時(shí)間就診人群開始聚集,聚集在何處,以此判斷整個(gè)診室區(qū)域面積、診室數(shù)量和候診空間的比例是否合理;
根據(jù)診量高峰與低谷的比例,調(diào)整部分??崎T診的開放時(shí)間,如某些慢性??崎T診,高峰時(shí)段不開門,而在低谷時(shí)段開放;
根據(jù)對(duì)患者就診路徑、就診時(shí)間、等候時(shí)間規(guī)律的判別,考慮在診室區(qū)域植入相關(guān)醫(yī)技、治療功能。
在這個(gè)案例中,通過BIM平臺(tái)的運(yùn)用,可以優(yōu)化診室設(shè)計(jì)方案,使之更高效、舒適、方便,達(dá)到診室設(shè)計(jì)效果最佳狀態(tài)。
方案論證階段還可以借助BIM方便地、低成本地提供不同的解決方案以供項(xiàng)目投資方進(jìn)行選擇,通過數(shù)據(jù)對(duì)比和模擬分析,找出不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn),幫助項(xiàng)目投資方迅速評(píng)估建筑投資方案的成本和時(shí)間。
對(duì)設(shè)計(jì)師來說,通過BIM來評(píng)估所設(shè)計(jì)的空間,可以獲得較高的互動(dòng)效應(yīng),以便從使用者和業(yè)主那里獲得積極的反饋。設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)修改往往基于最終用戶的反饋,在BIM平臺(tái)下,項(xiàng)目各方關(guān)注的焦點(diǎn)問題比較容易直觀地展現(xiàn)并迅速達(dá)成共識(shí),相應(yīng)地,決策所需的時(shí)間會(huì)比以往減少。
*可視化設(shè)計(jì)——真正的三維方式來完成建筑設(shè)計(jì)
建筑師在與醫(yī)生溝通的過程中,往往會(huì)出現(xiàn)醫(yī)生無法判別使用面積是否足夠的問題,3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計(jì)手段的出現(xiàn),有力地彌補(bǔ)了業(yè)主對(duì)傳統(tǒng)建筑圖紙識(shí)別能力缺乏造成的和設(shè)計(jì)師之間的交流鴻溝,但由于這些軟件設(shè)計(jì)理念和功能上的局限,使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲,還是用于階段性的效果圖展現(xiàn),與真正的設(shè)計(jì)方案之間均存在相當(dāng)大的差距。
對(duì)于設(shè)計(jì)師而言,除了用于前期推敲和階段展現(xiàn),大量的設(shè)計(jì)工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺(tái)來完成。但由于CAD平臺(tái)的功能局限,使得設(shè)計(jì)師不得不放棄三維空間的思考方式,退而求其次地使用平、立、剖三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)成果。這種由于工具原因造成的信息割裂,在遇到項(xiàng)目復(fù)雜、工期緊的情況下,非常容易出錯(cuò)。
BIM的出現(xiàn),使設(shè)計(jì)師真正回歸到了三維的世界,使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計(jì),同時(shí)也使業(yè)主真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制,隨時(shí)了解自己的投資與回報(bào)。
*多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)——從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期
協(xié)同設(shè)計(jì)是一種新興的建筑設(shè)計(jì)方式,它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同展開設(shè)計(jì)工作。協(xié)同設(shè)計(jì)是在建筑業(yè)環(huán)境發(fā)生深刻變化、建筑的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式必須得到改變的背景下出現(xiàn)的,也是數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)與快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計(jì)主要是基于CAD平臺(tái)。這種基于二維的協(xié)同設(shè)計(jì)并不能充分實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的設(shè)計(jì)信息交流,這是因?yàn)镃AD的通用文件格式僅僅是對(duì)圖形的描述,無法加載附加信息,并且由于平臺(tái)局限,專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容未能很好融合。
BIM的出現(xiàn),使協(xié)同已經(jīng)不再是簡單的文件參照。BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐,大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。協(xié)同設(shè)計(jì)不再是單純意義上的設(shè)計(jì)交流、組織及管理手段,它與BIM融合,成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。借助于BIM的技術(shù)優(yōu)勢,協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期,需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各方的集體參與,因此具備了更廣泛的意義,從而帶來綜合效益的大幅提升。
*建筑性能化分析——可自動(dòng)完成
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建筑物理性能化分析,國外的研究開始于20世紀(jì)60年代,甚至更早,早已形成較為成熟的理論,并已開發(fā)出豐富的工具軟件。但是在CAD時(shí)代,無論什么樣的分析軟件,都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計(jì)算。而操作和使用這些軟件不僅需要由專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓(xùn)才能完成,同時(shí)由于設(shè)計(jì)方案的調(diào)整,造成原本就耗時(shí)耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核,導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計(jì)的最終階段,使得建筑性能化分析趨于象征性。最終導(dǎo)致了建筑師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí),無法非常方便地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行定性與定量的性能化計(jì)算分析,或者建筑設(shè)計(jì)與性能化分析計(jì)算之間發(fā)生嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。
利用BIM技術(shù),建筑師在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計(jì)信息(包括幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等),只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件,就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果,原本需要專業(yè)人士花費(fèi)大量時(shí)間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程,如今可以自動(dòng)完成,這大大降低了性能化分析的周期,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量,同時(shí)也使設(shè)計(jì)公司能夠向業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。
BIM在醫(yī)院工程建設(shè)中的運(yùn)用
*工程量快速統(tǒng)計(jì)——可用于成本估算
BIM是一個(gè)富含工程信息的數(shù)據(jù)庫,可以真實(shí)地提供造價(jià)管理需要的工程量信息,借助這些信息,計(jì)算機(jī)可以快速對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從而大大減少根據(jù)圖紙或者CAD文件統(tǒng)計(jì)工程量帶來的繁瑣人工操作和潛在錯(cuò)誤,同時(shí)能夠非常容易地實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案保持完全一致。
BIM在這一領(lǐng)域的成功應(yīng)用,給工程項(xiàng)目的造價(jià)管理帶來質(zhì)的飛躍。通過BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì),可以用于前期設(shè)計(jì)過程中的成本估算;在業(yè)主預(yù)算范圍內(nèi),探索不同的設(shè)計(jì)方案,或者對(duì)不同設(shè)計(jì)方案的建造成本進(jìn)行比較;進(jìn)行施工開始前的工程量預(yù)算以及施工完成后的工程量決算。
*3D管線綜合——及時(shí)排除施工中的碰撞沖突
在CAD時(shí)代,設(shè)計(jì)院主要由建筑或者機(jī)電專業(yè)牽頭,將所有圖紙打印成硫酸圖,然后各專業(yè)將圖紙疊在一起進(jìn)行管線綜合,由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺(tái),導(dǎo)致管線綜合成為建筑施工前最讓業(yè)主不放心的“最后一公里”。
利用BIM技術(shù),通過搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)的BIM模型,設(shè)計(jì)師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的碰撞沖突,從而大大提高了管線綜合的設(shè)計(jì)能力和工作效率。這不僅能夠及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中可能遇到的碰撞沖突,顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請(qǐng)單,而且大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率,降低由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。
*4D施工模擬——直觀、精確地反映整個(gè)施工過程
通過BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接,將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D(3D+Time)模型中,可以直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程。4D施工模擬技術(shù)可以在項(xiàng)目建造過程中合理制定施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度,優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場地布置,對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制,以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。
此外,BIM可以協(xié)助評(píng)標(biāo)專家從4D模型中很快地了解投標(biāo)單位對(duì)投標(biāo)項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計(jì)劃是否基本合理等,從而對(duì)投標(biāo)單位的施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力做出有效評(píng)估。
*施工組織模擬——按月、日、時(shí)進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化
通過BIM可以對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可建性模擬,按月、日、時(shí)進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對(duì)于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析,以提高計(jì)劃可行性;也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演以提高復(fù)雜建筑體系的可造性(例如:施工模板、玻璃裝配、錨固等)。
借助BIM對(duì)施工組織的模擬,項(xiàng)目管理方能夠非常直觀地了解整個(gè)施工安裝環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和安裝工序,并清晰把握在安裝過程中的難點(diǎn)和要點(diǎn),施工方也可以進(jìn)一步對(duì)原有安裝方案進(jìn)行優(yōu)化和改善,以提高施工效率和施工方案的安全性。
*數(shù)字化構(gòu)件加工——自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制
將BIM模型與數(shù)字化建造系結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)建筑施工流程的自動(dòng)化。盡管建筑不能像汽車一樣在“加工”好整體后發(fā)送給業(yè)主,但建筑中的許多構(gòu)件的確可以異地加工,然后運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場,裝配到建筑中(例如:門窗、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件)。通過數(shù)字化建造,可以自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制,這些通過工廠精密機(jī)械技術(shù)制造出來的構(gòu)件,不僅降低了建造誤差,并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率,使得整個(gè)建筑建造的工期得以縮短并且容易掌控。
BIM模型直接用于制造環(huán)節(jié)還可以在制造商與設(shè)計(jì)人員之間形成一種自然的反饋循環(huán),即在建筑設(shè)計(jì)流程中提前考慮盡可能多地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建造。同樣與參與競標(biāo)的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標(biāo)周期,便于制造商根據(jù)設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標(biāo)書。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題,降低不斷上升的建造、安裝成本。
*材料跟蹤——與RFID互補(bǔ)
在BIM出現(xiàn)以前,建筑行業(yè)往往借助較為成熟的物流行業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)方案(如:RFID無線射頻識(shí)別電子標(biāo)簽)。通過RFID可以把建筑物內(nèi)各個(gè)設(shè)備構(gòu)件貼上標(biāo)簽,以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物體的跟蹤管理,但RFID本身無法進(jìn)一步獲取物體更詳細(xì)的信息(如:生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等)。而BIM模型恰好詳細(xì)記錄了建筑物及構(gòu)件和設(shè)備的所有信息。此外BIM模型作為一個(gè)建筑物的多維度數(shù)據(jù)庫,并不擅長記錄各種構(gòu)件的狀態(tài)信息,而基于RFID技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)對(duì)物體的過程信息都有非常好的數(shù)據(jù)庫記錄和管理功能。這樣BIM與RFID正好具有了互補(bǔ)性,來解決建筑行業(yè)由日益增長的物流跟蹤帶來的管理壓力。
*施工現(xiàn)場3D配合——為各方提供交流的溝通平臺(tái)
BIM可成為施工現(xiàn)場各方交流的溝通平臺(tái),這一平臺(tái)不僅史無前例地集成了建筑物的完整信息,同時(shí)還提供了一個(gè)三維的交流環(huán)境。這大大提高了傳統(tǒng)模式下項(xiàng)目各方人員在現(xiàn)場從圖紙堆中找到有效信息進(jìn)行交流的溝通效率。
通過在施工現(xiàn)場搭建基于BIM模型的交流平臺(tái),可以讓項(xiàng)目各方人員方便地通過BIM模型協(xié)調(diào)項(xiàng)目方案,增加項(xiàng)目的可造性,及時(shí)排除矛盾,顯著地減少由此產(chǎn)生的變更。由于BIM模型直觀的表現(xiàn)力,也為機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員之間的交流減少了語言交流障礙。這些都有助于縮短施工時(shí)間,降低由于設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)造成的成本增長(譬如業(yè)主需求變化),提高施工現(xiàn)場生產(chǎn)效率。
*竣工模型交付——為業(yè)主提供完整的建筑物全局信息
建筑作為一個(gè)系統(tǒng),當(dāng)完成建造過程準(zhǔn)備投入使用時(shí),首先需要對(duì)建筑進(jìn)行必要的測試和調(diào)整,以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)來運(yùn)營。在項(xiàng)目完成后的移交環(huán)節(jié),物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設(shè)計(jì)圖紙、竣工圖紙,還需要正確反映真實(shí)的設(shè)備、材料安裝使用情況,常用件、易損件等與運(yùn)營維護(hù)相關(guān)的文檔和資料??蓪?shí)際上這些有用的信息都被淹沒在不同種類的紙質(zhì)文檔中了,而紙質(zhì)的圖紙是具有不可延續(xù)性和不可追溯性的,這不僅造成項(xiàng)目移交過程中可能出現(xiàn)的問題隱患,更重要的是需要物業(yè)管理部門在日后的運(yùn)營過程中從頭開始摸索建筑設(shè)備和設(shè)施的特性和工況。
BIM模型能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機(jī)地整合起來,從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供平臺(tái)。通過BIM模型與施工過程的記錄信息相關(guān)聯(lián),甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程圖像資料在內(nèi)的全生命周期建筑信息集成,不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利,并且可以在未來進(jìn)行翻新、改造、擴(kuò)建過程中為業(yè)主及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供有效的歷史信息,減少交付時(shí)間,降低風(fēng)險(xiǎn)。
BIM在醫(yī)院運(yùn)行管理中的應(yīng)用
BIM不是一個(gè)簡單的醫(yī)院建筑數(shù)字模式,它更是一個(gè)數(shù)字化的信息平臺(tái)。
例如,在醫(yī)院日常運(yùn)營中,監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)水泵控制閥門出現(xiàn)故障,查閱在庫存記錄中已無該閥門配件,于是提出采購申請(qǐng)-財(cái)務(wù)審核-主管領(lǐng)導(dǎo)審批-采購-安裝(維修清單)-設(shè)備信息重新錄入-最后重新進(jìn)入設(shè)備運(yùn)營監(jiān)測。
整個(gè)過程涵蓋了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等等,而這一切都是建立在BIM的基礎(chǔ)上的。將原有離散的控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和決策系統(tǒng)整合在BIM的平臺(tái)上。
運(yùn)營信息集成
在建筑物使用壽命期間,建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施(如墻、樓板、屋頂?shù)龋┖驮O(shè)備設(shè)施(如機(jī)械、電氣、管道等)都需要不斷得到維護(hù)。一個(gè)成功的維護(hù)方案將提高建筑物性能,降低能耗和修理費(fèi)用,進(jìn)而降低總體維護(hù)成本。
BIM模型結(jié)合運(yùn)維管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢,合理制定維護(hù)計(jì)劃,分配專人專項(xiàng)維護(hù)工作,以降低建筑物使用過程中突發(fā)狀況的維修風(fēng)險(xiǎn)的次數(shù)。對(duì)一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄,以便對(duì)設(shè)備的適用狀態(tài)提前做出判斷。此外在三維的環(huán)境下,維護(hù)人員對(duì)于設(shè)備的位置十分清楚,大大提高了維護(hù)效率。
設(shè)施及資產(chǎn)管理
當(dāng)前企業(yè)對(duì)資產(chǎn)的管理已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式中脫離,一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效地提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平。但是由于建筑行業(yè)和設(shè)施管理行業(yè)的割裂,使得這些資產(chǎn)信息需要在運(yùn)營階段依賴大量的人工操作來錄入資產(chǎn)管理系統(tǒng),這不僅需要更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間,而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。
BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入現(xiàn)有的資產(chǎn)管理系統(tǒng),這對(duì)于資產(chǎn)管理而言,大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入。此外由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準(zhǔn)確定位資產(chǎn)位置,通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然,實(shí)現(xiàn)精確定位,快速查詢。
輔助能源管理
建筑系統(tǒng)分析是對(duì)照著設(shè)計(jì)規(guī)定來衡量建筑物性能的過程。其中包括機(jī)械系統(tǒng)如何操作,建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評(píng)估。BIM模型結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復(fù)建立分析模型,不僅可以驗(yàn)證建筑物是否按照特定的設(shè)計(jì)規(guī)定和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建造,而且可以通過模擬更換整棟建筑所使用的材料設(shè)備,創(chuàng)建假設(shè)的解決方案,來顯示建筑物性能更好或更差的狀態(tài)。通過這些分析模擬,最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計(jì)劃,以提高整個(gè)建筑的性能。
空間管理
空間管理是業(yè)主為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作、生活環(huán)境并促進(jìn)人員的溝通與協(xié)調(diào)而對(duì)建筑空間所作的管理??臻g管理最重要的是進(jìn)行空間控制,做到經(jīng)濟(jì)而有效地利用空間。
BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源,也可以幫助資產(chǎn)管理團(tuán)隊(duì)記錄空間的使用情況,處理業(yè)主要求空間的變更請(qǐng)求,分析現(xiàn)有空間的使用情況,以及評(píng)估設(shè)備試用期間空間相關(guān)環(huán)境參數(shù)的變化情況。
通過BIM模型結(jié)合空間追蹤系統(tǒng)可以合理分配建筑物空間,追蹤當(dāng)前空間的使用情況,確保設(shè)施空間資源最大利用率,還能根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)協(xié)助日后空間改造時(shí)的空間使用需求。
災(zāi)害應(yīng)急模擬分析
建筑作為人類棲息的場所和進(jìn)行各類活動(dòng)的物質(zhì)條件,安全是第一位的。直接影響安全的因素,除房屋結(jié)構(gòu)外,還包括各類災(zāi)害對(duì)其造成的破壞以及由此引發(fā)的連鎖反應(yīng)。利用BIM模型及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件,可以在災(zāi)害發(fā)生前以模型和災(zāi)害預(yù)警信息為基礎(chǔ),模擬災(zāi)害發(fā)生的過程,分析災(zāi)害發(fā)生的原因,制定避免災(zāi)害發(fā)生的解決措施,以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案。
此外,當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后,BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點(diǎn)的完整信息,這將有效提高突發(fā)狀況應(yīng)對(duì)措施。此外樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)獲取建筑物及設(shè)備的狀態(tài)信息,通過BIM和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合,使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置,甚至到緊急狀況點(diǎn)最合適的路線,救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置,提高應(yīng)急行動(dòng)的成效。
BIM的實(shí)施
雖然BIM能為行業(yè)帶來巨大的價(jià)值,但我們也看到,實(shí)施BIM方面并不是一帆風(fēng)順,原因之一在于用戶對(duì)BIM的實(shí)施方式缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。
對(duì)于運(yùn)用BIM的設(shè)計(jì)方來說,在成功實(shí)施BIM之前,需要充分考慮BIM的實(shí)施策略。不僅要考慮購買軟件和安排培訓(xùn),而且要考慮伴隨BIM而至的工作流程和組織變更問題。例如:
——希望BIM解決哪些問題?BIM能做很多事情,但在實(shí)施BIM的初期,最好先設(shè)定一些具體的目標(biāo),然后根據(jù)目標(biāo)來選擇合適的軟件工具和人員配置。
——是讓現(xiàn)有設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)BIM軟件并直接用于設(shè)計(jì),還是成立平行于現(xiàn)有設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的全新BIM團(tuán)隊(duì)?相當(dāng)一部分企業(yè)現(xiàn)在傾向于成立新的小型BIM團(tuán)隊(duì),從輔助設(shè)計(jì)開始做起,例如專門進(jìn)行碰撞檢查或綠色分析,以后再逐步擴(kuò)展到使用BIM軟件完成整個(gè)設(shè)計(jì)流程。
——是否具備合適的硬件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境?BIM軟件對(duì)硬件的要求可能略高于二維CAD軟件,但并不超出大部分設(shè)計(jì)企業(yè)能接受的范圍。
BIM代表一種新的建筑設(shè)計(jì)模式,而不僅僅是采用一種新的支撐技術(shù),因而企業(yè)需要考慮這一變革性團(tuán)隊(duì)的組織結(jié)構(gòu)。參與試點(diǎn)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)當(dāng)具備靈活的頭腦、進(jìn)取心和大局觀,并且熱衷于BIM的宣傳普及。
結(jié)語
美國總承包商BIM論壇協(xié)會(huì)主席JohnTocci先生曾經(jīng)說過:“BIM不容易,不便宜,但非常有效。”這是因?yàn)锽IM可以帶來巨大的業(yè)務(wù)優(yōu)勢,但為此需要摒棄傳統(tǒng)的工作方式。從手工繪圖過渡到CAD技術(shù)是一種漸進(jìn)式的變革,而過渡到建筑信息模型技術(shù)則是一種真正的行業(yè)革命,因此需要更細(xì)心的規(guī)劃、組織和培訓(xùn)。BIM的完全普及可能需要若干年的時(shí)間,但一旦普及,醫(yī)院建設(shè)和運(yùn)營管理將與今天有著巨大的不同。在這個(gè)巨變的過程中,只有先行一步,才能在市場上占領(lǐng)先機(jī),成為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。(作者:蘇元穎)
報(bào)考指南
報(bào) 名 時(shí) 間
上半年3-6月
準(zhǔn)考證打印
考前一周左右
考 試 時(shí) 間
上半年6月22、23日
考 試 成 績
考后三個(gè)月左右公布
合格證領(lǐng)取
查分后2-3個(gè)月公布
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