BIM技术在医院建筑设计阶段的应用策略

张辉

湖南省建筑设计院集团股份有限公司 湖南 长沙 410000

当前工程建设行业设计和建设工作中逐渐从传统二维设计模式向BIM数字化模式转变，BIM技术指的是利用计算机作为技术辅助形成的新的技术形式，可以形成集成型的信息化建筑模式。提升建筑工程的设计能力，保证建筑施工质量，有效降低设计风险。医院建筑结构一般为大型建筑群，内部结构复杂。在建筑设计中需要兼顾节能降耗绿色建筑理念。因此在建筑的设计阶段，要针对建筑施工中的能耗以及原料等因素进行综合考量，加强设计优化。

1 BIM技术在医院建筑设计中的应用优势

BIM技术是一种应用于建筑设计的信息化模型，可以针对建筑设计形成3D数字模式化，更直观的观看设计内容。简单来说就是通过模拟技术对建筑进行虚拟化，模仿整个施工过程，包括设计、施工、维护等，实现对建设工程的动态化、可视化管理的模式。从BIM技术的应用情况来看，具有如下优势作用。

1.1 BIM技术的可视化

建筑项目传统设计工作中，最开始的设计图纸是设计人员手绘完成，后来计算机技术的发展开始出现CAD技术，可以更直观的展现施工设计图纸的规格，保证设计的精准性[1]。但是相对于整个建筑结构来说，仍然不够直观，可以用于确定施工方案，但是数据方面仍然不够完善。BIM技术具有可视化特点，并保证数据的精密性，能够为建筑设计工作提供更直观的设计模型，有利于设计人员针对设计项目的交流，而且有利于及时发现设计中的不足之处，在初期及时改进。

1.2 BIM技术的协调性

建筑项目工程设计工作开展中，涉及到比较多的部门和工种，需要做好各方面的协调，才可以保证工作顺利开展。同时在设计阶段也需要各部门的参与，从不同的角度保证设计的完善性，传统设计工作中，要求各部门代表聚集在一起共同商议设计，这种情况下不仅会耗费大量的人力，同时也会导致设计图纸更改难度大。BIM技术的应用可以将所有部门参与人员整合到一个平台，各专业人员都可以看到其他专业的设计信息建议，设计人员结合各部门的建议和工程需要更改设计，避免后期施工中出现专业间的冲突或者造成施工碰撞等。

1.3 BIM技术的模拟性

建筑项目工程施工中，施工前可以对施工模型进行模拟，及时发现设计中存在的问题并及时修订。模型的构建中形成大量的物理信息，对方案的可行性进行测定。避免设计中出现随意或者不确定的因素内容，防止造成设计偏差问题。使设计方案的选择可以更理性、更高效，避免设计方案浪费。

2 医院建筑的特点

2.1 当前医院建筑设计的现状

从我国当前医院建筑设计情况来看，医院设计的研究起步晚，在建筑研究和创新方面不足，导致医院的设计理念和形式落后。同时医院在医疗设备和医疗技术的高速发展状态下，建筑设计的情况无法满足设计要求。此外，当前医疗机构的患者人数增多，对医院设施的需求量扩大，原有的建筑结构已经无法满足医疗需求，需要进一步扩大规模[2]。最后绿色建筑是当前建筑行业发展的主流趋势，同时建筑技术和方法都不断创新，需要医院的建筑结构向绿色化发展。

2.2 医院医疗建筑的特殊性

医院建筑设计中需要考虑建筑的特殊性，能够满足医疗建筑的绿色性和高效性特点。首先，医院建筑需要全天候24小时运行。医院是救死扶伤的场所，为了保证随时为患者服务，需要全天候运转。其次，医院建筑结构具有多功能特点。医院的医疗服务呈现多元化，要结合当前医疗设施和技术，实现建筑结构的创新。最后，医院的服务对象面对的是具有身体疾病的患者以及医护人员、新生儿等，因此医院的环境要保证舒适性。

2.3 医院建筑结构强调绿色性

医院建筑结构设计中要尊重绿色建筑理念，保证建筑的整个周期都能够实现节约资源、降低污染和保护环境的目的，实现人与自然的和谐相处。同时绿色建筑要保证建筑的安全性、健康性和耐久性，符合节能、节水要求。在建筑的全生命周期内，尽可能的节约资源，合理使用建筑空间和自然环境。

3 医院建筑设计中的问题分析

3.1 管理问题

医院建筑设计开始前需要经过多种手续的审批和实地调研工作。并针对建筑中涉及到的各个专业进行设计沟通，关系到的内容多，任务重，因此容易造成沟通不及时、信息传递失误以及重复工作等方面的问题[3]。影响设计工作开展效率，不利于设计工作质量控制。

3.2 图纸设计问题

医院建筑设计工作开展中，需要院方人员的参与，但是院方人员往往只从医疗需要方面考量，不懂建筑的专业知识。建筑设计中临床参与人员包括医疗、护理、采购以及院感等多个部门。此外，医院建筑设计的特殊性导致参与设计方众多，不同人员的设计水平和设计能力不同，容易导致设计图纸出现矛盾问题，影响后期施工。建筑设计中还需要结合医院的设备情况进行优化，保证预留基础条件的准确性。如果沟通不畅，极容易导致预留条件出现偏差，影响后期施工和使用。最后，当前医院建筑中强调节能降耗，但是部分建筑设计人员对节能理念的认知有限，导致建筑设计无法达到绿色节能的效果。

4 BIM技术在医院建筑设计中的应用策略

4.1 BIM技术有利于优化建筑设计思想

BIM技术在医院建筑设计中的应用，可以摆脱传统建筑设计的理念，整合传统二维设计中的平面、剖面设计模式，形成三维设计影像。结合建筑设计的各项条件以及参数等形成虚拟的建筑模式，在设计中可以结合具体的模型进行探讨。将传统抽象化、平面化的设计模式，转化为具象的、可控的设计模型，使设计内容更加具体[4]。仿真模拟的形式可以使数据更清晰，满足建筑的精神和物质要求，避免后期反复更改造成施工材料和能源的浪费。此外，还可以在建筑的设计初期，利用BIM技术完成医院建筑的功能评估和能耗模拟，更好的解决问题，达到节能的效果。

4.2 BIM技术的管线综合与碰撞检测

BIM三维设计在医院建筑中的应用，可以对各种管线布设进行提前考量。医院的特殊性，使建筑施工中需要布置和铺设多种专业管线，这些管线的结构比较复杂，包括电路、供暖、通风、给排水以及医疗服务中的各种线路等。比如氧气供应管路、轨道物流等。错综复杂的管理如果设计中不能做好布设，后期极容易出现管理碰撞问题，这也是建筑中比较常见的问题。BIM技术的应用可以对管线结构和布设位置进行全面检测，直观的观察建筑管线间是否存在碰撞情况。除了管线间明显的穿插碰撞之外，还有管线间的软碰撞问题，比如管线间的距离过小，导致后期的管道保温、维修等工作无法安全操作等情况。BIM检测技术可以对这些管线的碰撞情况进行检测，实现管线结构和排布的优化，降低后期管线的拆改和变更，实现节约能源、材料的作用。

4.3 BIM技术优化建筑的空间布局

BIM技术在医院建筑设计中的应用，对建筑空间设计和规划具有重要作用。建筑空间规划是建筑结构设计的核心点和关键点，可以在很多方面形成更强大的建筑效果。具体可以表现在以下几个方面：第一，可以结合医院建筑的地形结构合理设计建筑模型，通过与3D以及地图软件的应用，实现对建筑位置地形的全方位解析，了解建筑位置地形的原有结构形式，以及地形对建筑施工带来的不良影响等。BIM技术可以与ECOTECT技术结合，形成更优化的风环境结构效果，可以结合风向确定建筑的外部结构，降低风向影响，避免后期建筑应用中存在隐患。同时还可以结合风环境情况设计建筑内部结构，合理利用风环境能源降低医院建筑结构后期的耗能。

4.4 BIM技术在模型结构设计的应用

BIM技术在医院建筑设计中的应用，可以结合建筑设计模型和建筑构建方面形成更合理的设计效果，保证建筑模型设计的科学性、有效性，避免后期建筑施工中出现不合理的问题，导致建筑存在缺陷性。BIM技术在建筑模型中的应用，能够反映出建筑设计中各个方面的问题，包括建筑的采光、通风等情况[5]。设计人员可以根据模拟的情况做出设计更改，提升设计人员的纠错意识。通过通风以及采光最大化的设计方式，避免后期施工中暖气以及光源等方面电器的应用，达到节能降耗的效果。比如可以利用REVTIT模型，这种模型与传统二维模型不同，有利于为设计人员的设计工作提供更强大的掌控能力，保证建筑后期的应用效率。比如，建筑工程完成后，确定门窗结构，不仅是建筑门窗的位置，还包括具体的尺寸、建构节点、保温系数等内容。并以此为基础设计建筑的隔热保温设施和装饰，保证建筑物内部的温度与湿度满足建筑要求，降低后期施工和应用中造成资源浪费。

4.5 模拟仿真设计漫游

BIM技术的可视化特点对建筑设计工作开展具有巨大的优势作用，可以利用BIM技术形成更立体化的建模。医院建筑与其他建筑具有较大的区别，建筑内部的结构更复杂，功能性更强。比如医院建设中需要建设手术室、实验室等，这些设施的建设要从多个层面进行评估和优化，达到医院建筑要求和室内环境管理标准。BIM技术的建模可以对医院的安全设施进行模拟，包括建筑的消防安全疏散源，各种危险源等，有效消除建筑结构中的安全隐患，保证医院各种安全管道间的通畅性。此外，还可以对医院的排气管道进行全面管理，保证可以及时将医院内部的污浊气体排出，提升内部卫生能力。

4.6 BIM技术在数字化交付中的应用

医院建筑施工中，建筑的运行管理尤为重要，直接关系着建筑的建设质量和收益，为了保证建筑空间以及设施设置的合理性，可以充分利用信息技术，在设计中保证建筑以及设施的最高周转率，提升建筑空间与设施的使用效益。医院需要保留建筑设计项目的施工图纸，作为存档，以便之后查阅。但是建设设计图纸的技术性比较高，主要的应用对象为施工人员。一般管理人员能力有限，难以识别图纸的内容。同时二维图纸中的管线结构、建筑构造等都具有立体性，对管理人员的立体思维要求高。同时部分原图纸设计存在碰撞和冲突的位置在施工中会整改、优化，图纸也需要进行更改，但是这些问题无法在施工图纸中准确反映，导致后期的维护、运营等都存在一定的难度。BIM技术的应用可以将建筑设计文档形成数字化的结构形式，立体化的设计模式有利于后期管理人员的查阅，此外更改的痕迹可以准确、直观标记，不会影响后期的查阅。

5 BIM技术在医院建筑设计中的控制要点

5.1 智能化方面的设计控制

在医疗技术的快速发展下，医疗工作开展中增加了大量的智能化设备，为人们就医提供方便。不需要分散排队挂号，可以利用智能化管理系统完成就诊的预约，保证就医和取药时间的合理性，缩短患者就医时间。因此在医院建筑设计中需要保证综合布线的智能化。同时综合考量建筑中的智能化系统分布问题，针对医疗建筑设计的技术应用需求进行精准把握。智能化系统中需要大量的弱电，因此在建筑设计中要做好对建筑设计与电气设计的紧密配合。避免设计不合理影响后期的智能化设备应用。此外，大量机械设备涉及到后期的维护问题，因此建筑设计还需要考虑后期使用，预留充足的空间，并合理分配智能化管线位置。

5.2 节能方面的设计控制

医疗建筑施工中，生态节能也是当前建筑改革的重要一环。当前部分大型医疗建筑设计中为了追求立面的设计效果，会采用玻璃幕墙的建筑模式。但是这种设计方式难以保证建筑内部的通风和保温效果。需要另外设置空调系统，这种情况下不仅不利于室内环境的调节，还会浪费大量的能源。医疗建筑本身具有特殊性，在建筑中必须要综合考量各种自然因素，包括通风和采光问题。保证室内的清洁性，减少机械的耗能，控制运营成本。

5.3 交通方面的设计控制

医院建筑设计中也包括室外的设计内容，主要指的是交通的设计。医院交通流中主要为人流和车流两个部分。当前大部分医院中人流量和车流量都比较高，如果不能设置分流的方式，极容易导致安全事故，同时造成交通环境的恶化。针对这种情况需要结合医院的人流量，做好交通的平面设计。合理设计交通的出入口位置，并采用分设的方式。同时门诊与住院部的车流量也需要单独设置，避免交叉影响交通运行效果。大型医疗机构建筑设计中，停车问题也是关键，为了解决停车问题，在场地设计中要做好缓冲带处理，保证公共交通与医疗建筑设计中的连接点。尽可能设计立体停车场，满足医院停车要求。此外，针对病人流、医生流、物资流以及后勤流等设置不同的通道，避免交叉影响运输效率。

6 结束语

综上所述，医院建筑在功能以及建筑结构方面具有特殊性，因此在建筑设计中也需要结合医院建筑的特点，保证建筑设计的科学性。但是从当前的建筑设计情况来看，传统二维设计模式以及CAD设计都难以保证设计的精准性，不利于设计的讨论以及后期施工的验证。为了有效解决这些问题，可以尝试BIM技术对医院建筑设计阶段进行优化。利用BIM的可视化、精准化、模拟化特点，将设计建筑形成虚拟的结构模式，及时发现建筑问题，保证设计的合理性。而且有利于后期不同人对建筑设计的察看，为后期建筑设施的维护奠定基础。