1.BIM技术在项目设计阶段的应用

项目的建筑立面、结构体系复杂，机电管线涉及专业众多，设备实施种类各异且相互盘根错节。利用BIM技术与设计结合，建立可视化协调平台，将设计阶段的各专业融合到平台，所有的设计图纸将在三维可视化的环境下展现，并可在三维环境下讨论修改。

项目设计阶段包括以下几项重点应用。

1）基于BIM技术的方案虚拟漫游展示

虚拟漫游展示是利用BIM软件来进行模拟建筑物的三维空间（图8），以漫游、动画的形式达到身临其境的视觉、空间感受，在三维虚拟漫游过程中将二维表达中不易察觉的设计缺陷及问题暴露出来，减少由于事先规划不周而造成的损失，促进工程项目的规划、设计、投标、报批与管理。

图8　上海六院建筑模拟图

2）基于BIM技术的三维信息模型搭建

通过将二维CAD的各专业包括建筑、结构、给排水、暖通、电气、消防等图纸资料及设备设施的工程属性进行收集，由BIM工程师利用Autodesk公司出品的Revit软件进行全专业三维信息模型的搭建，保证三维信息模型与施工图设计图纸一致，即保证“图模一致”。

3）基于BIM技术的图纸优化

Revit模型经过图模一致性核查后，利用Navisworks Manage 2013软件中的数据信息处理工具，将各专业Revit模型合并导入，通过设置不同的容差值，计算机自动检测和判断，对结构、建筑、机电模型进行碰撞检查，重点解决室内外主要碰撞及空间高度的优化，室外管线及与景观树木、道路、消防通道等关系，管线与地下室顶板覆土层厚度关系等，通过将碰撞问题前置解决，避免施工延误和错误返工问题，有效控制工程造价（图9）。

图9　图纸优化

4）基于BIM技术的机电管线综合

依据管综原则，利用BIM技术的可视化特点针对机电专业进行三维管线综合和净高分析，经审核合格后，落实施工图更新，完成机电各专业管线二维图（含标高、定位尺寸、管径及标高等主要参数）（图10、图11）。

图10　管线综合（一）

图11　管线综合（二）

5）基于BIM技术净高空间验证

通过优化BIM模型中空间结构，确定各区域最高净空，确定各功能区域的使用功能是否得到满足，并制作净空漫游，为后期的施工及装修提供技术依据（图12）。

6）基于BIM技术的精装修方案配合

项目推进过程中，对实验室、样本库等采取虚拟现实→予以确认→样板房→最终确认的途径。提出“拿纬度换精度，用空间换时间”的口号，利用BIM的三维可视化代替传统的单一效果图展示，使用者可直接参与精装修设计方案过程，通过“纸上谈兵”及早谋划，体验实际效果。

7）BIM技术在设计阶段的价值及优势

在传统的设计过程中，二维CAD在建设项目存在图纸的繁琐、错误率较高、表达不清楚等缺点。BIM技术的引进，对现在复杂医疗建筑带来的实用价值是巨大的，优势体现为：

图12　净高分析报告展示

（1）方案阶段的可视化优势

在外立面陶土板排版、色彩搭配、线条勾勒等过程中为方案决策展现了极大优势，“拿维度换精度，用空间抢时间”，利用BIM技术的可视化优势，将项目周边的建筑及景观与项目本身模拟到电脑中，实际效果和模拟效果完全吻合。

（2）基于BIM技术的图纸优化

对于传统建设项目设计模式，各专业包括设计之间的矛盾冲突极易出现且难以解决。通过利用BIM技术的可视化及协同设计的优势，依据建筑、结构、机电等各专业二维CAD图纸制作三维BIM模型，在同一个平台里进行各专业之间的碰撞检测，在项目建造之前完成碰撞汇总，提升图纸质量，减少施工阶段的返误工现象，为整个项目节约成本且缩短项目周期。

（3）机电管线的二次深化、BIM管综二维出图

传统设计阶段机电专业图纸标高及位置表示模糊，通常电气桥架在施工图中表述为贴梁底铺设，暖通专业部分风管同样是贴梁底铺设，机电管线之间相互交叉及碰撞较多，在施工阶段会造成大量的窝工及扯皮现象。

BIM技术可以在三维可视化的环境中将各机电专业链接在同一个平台，根据管综优化原则完成机电管线的二次深化，保证管线之间没有交叉及施工的可实施性，合理布置各专业管线的位置及标高。

（4）设计阶段的资料管理及协同平台的优势

随着设计及施工进程的不断发展，不可避免地会出现设计变更，在传统的项目实施过程中，资料的流转依靠纸质文件，但是由于项目参与单位众多，纸质资料的流转速度较慢，并且会出现流转过程中的丢失现象。

BIM搭建了两个管理平台，一个是资料管理平台，主要解决资料流转问题及竣工验收时资料的收集问题；另一个三维协同平台，各方可以基于三维协同平台进行同时虚拟漫游，在平台中进行沟通讨论，大大减少了协同工作会议，提高工作效率。

8）BIM技术在设计阶段中的主要应用点

（1）建筑设计前期模拟设计：BIM技术单纯应用在建筑设计中的过程无法彰显其自身作用，但是通过模拟模型的方式，则可以让其优势得以充分体现，为建筑设计提供所需要的相应数据。在进行建筑设计之前，技术人员首先需要对建筑工地采用BIM技术进行施工内容以及施工方案的模拟，对模拟的现场进行勘查，使技术人员明确在实际施工过程中处理问题的最优措施及方案，甚至让施工人员优化以及完善建筑设计方案，保障建筑整体质量符合招标者的需求；其次，在建筑设计的前期，也可以通过对实际施工现场进行运输模拟分析与研究，设计出科学的运输方案，从而促进实际施工的进程与效率。通过以上两个方面的分析，不难看出，在建筑施工前期进行模拟设计，不但可以让运输方案以及施工方案得到完善与优化，还可以有效地节约成本为建筑施工企业赢得最大的利益。

（2）建筑动态控制设计：在建筑设计过程中，充分利用BIM技术，可以有效地对建筑工程进度给予控制与监控，在建筑设计前期的模拟过程中，建筑工人可以通过对施工现场及模型进行观察与研究，来获取实际建设过程中所需要的相关数据与信息，进而对实际建筑过程中的各个环节进行优化与完善，最终达到对建筑工程各个环节的有效控制。在建筑工程施工之前，需要专业技术人员对施工方案进行进度规划，从而确保施工规划内容的可靠性与科学性，施工人员要对施工内容进行模拟设计，通过模拟设计有效优化施工技术以及施工方案，在实际施工的过程中，也需要根据实际施工所出现的状况进行相应的动态模型模拟，从而保证工程项目可以在预计工期之内完成。通过BIM技术所展现的动态控制设计，则能够让整个进程毫无保留地呈现在设计者面前，对于整个过程的控制有更加精准的把握。

（3）在建筑可持续发展中的设计：随着我国经济的快速发展，人们生活水平和质量不断提高，对于建筑的要求也在日益提高，在这样的背景下，建筑设计采用BIM技术，对建筑设计进行完善，将人们的需求纳入其中，展现更具人性化的设计内容。通过采用新技术，搭建出三维甚至是四维的建筑模型来向用户展现建筑的整体外观，以及建筑的内部结构，比如可以利用Revit软件对建筑内部情况以及外部环境等进行模拟，从而可以让用户在建筑落成之前，就对周围的环境进行了解与掌握，并让用户根据个人需求来判定是否符合其要求，结合个人需求进行相应设计。BIM技术在建筑的整个应用，能促使用户参与建筑设计的过程，从而让建筑得到可持续发展设计，提供最符合当时人们所需要的决策。

3.BIM技术在项目施工阶段的应用

项目基地北侧有急诊楼，东侧为居民区，涉及施工工序复杂、机电分包多、施工场地狭窄等困难，要做到不影响医院的正常运行是项目管理、施工组织、场地布置等面临的困难与挑战，该阶段BIM技术应用内容包含如下。

1）基于BIM的施工场地管理

利用BIM技术的模拟性优势，对施工场地布置进行预模拟，以保证施工场地布置的科学及合理性，确保施工进度的正常运行（图13）。

图13　施工场地模拟截图

2）专项施工方案的模拟

对一些特殊及狭小部位的工序进行模拟，非常直观地了解施工工序，把握施工过程，提前模拟可发现并消除施工中可能存在的安全技术缺陷（图14）。

图14　脚手架专项施工方案模拟

3）基于BIM技术的施工进度模拟

利用3D的模型，再加上时间信息，深化为4D，结合进度计划，可以对现场进行工程进度控制和演练。通过4D形象进度演练，现场结构施工进度得到良好的控制，提前于模块计划完成结构施工（图15）。

(www.daowen.com)

图15　施工进度模拟截图

4）基于BIM技术的施工现场配合

BIM工程师通过利用技术手段将BIM模型轻量化处理，导入iPad，交付施工现场技术人员。施工技术人员可以利用iPad中的轻量化模型与施工现场对比，降低了施工技术人员的三维想象空间难度，减少了施工技术交底时间，提升了项目实施的工作效率（图16）。

图16　施工现场与BIM技术结合

5）基于BIM的竣工模型

项目实施过程中，由BIM顾问对设计图纸进行建模，将设计模型传递给施工单位，施工单位在设计模型的基础上进行设计深化并添加施工参数从而得到施工模型，过程中逐步将构件、设备的运维信息添加到施工模型中去，得到完整的竣工模型（图17）。

图17　竣工模型

6）辅助业主单位进行竣工验收及竣工决算

由于竣工模型与施工现场一致，以及项目实施过程所有的项目资料在资料管理平台中，因此可以完全依靠BIM技术的竣工模型进行竣工验收。BIM竣工模型包含项目中的信息数据，利用BIM技术的快速化算量的优势，及时进行竣工决算。

7）BIM技术在施工阶段应用的价值及优势

（1）提高了施工效率通过多维技术的渲染，以动画形式将施工步骤、施工要点等进行了演示，减少了平面图画分析与实践之间的差距，减少了图纸分解的过程。以BIM为依托，将不同的施工方案和设计等录入其中，并进行演算，对比找出最优方案并选择实施，避免施工过程中的问题，提高施工效率。

（2）减少了施工浪费利用BIM的5D模型，将工程的耗费与进度结合展现，再通过量化核算，为施工方案的资源控制提供了前置性依据。利用BIM技术有效地将工程施工的基础性数据进行搜集和整合分析，精确地利用大量数据信息计算出预期消耗，对于施工计划和资源节约计划的制订提供了科学依据，特别是BIM极具代表性的碰撞检查，能够较为准确地模拟出施工情况，帮助优化预设方案，减少了返工可能。

（3）促进了管理控制精确地掌握了各种数据和各个进度的演化可能，再与计划消耗、实际消耗等进行多项对比，最终作用于用材、采购环节，实现对成本和风险的有效控制，为决策层在人员调动、资源匹配和进度控制等方面，提供了更多的参考和依据。

4.BIM技术在医院新建项目的运维阶段的运用研究

运维系统的建设是以BIM数据为基础，基于Spring Cloud和Direct 3D为底层开发工具应用于医院系统的智能运维平台。通过运用BIM技术实现以下目标：

（1）扩展设计建造阶段Revit建筑信息模型在建筑全生命周期管理中的运用；

（2）通过可视化同步更新BIM信息数据和智能运维管理系统数据，提高数据精确性；

（3）在智能运维管理系统中，通过可视化图形界面直观管理空间与设备资产信息。

主要模块如下。

1）空间管理模块

空间管理模块可提升病房空间的利用率和评估空间相关收支，空间管理产生的分析报表可以显示每平方米的空间分配情况和精确的空间占用明细，为相关部门生成精确可靠的病房空间分配和占用报表。做到：

（1）提升空间利用率，减少空间运营费用；

（2）自动生成各科室空间占用明细，满足特殊统计和报表需求；

（3）通过空间信息数据与可视化界面链接，确保空间平面信息的精确和可靠。

2）机电设施维护管理

医疗建筑工程复杂性都远远超过传统住宅项目，其中大量的基础设施在项目运营时期内需要做大量维护和修缮。在水电管线管理子系统中，通过运用BIM技术，在可视化三维环境中，再现医院水电管线系统，为运维人员跟踪和维护管理水电管线系统提供支持。

3）后勤设施运维管理

医院是固定资产密集性单位，为了更好辅助后勤物业管理部门充分发挥固定资产的效能，监督并促进固定资产使用，在解决方案中实现：

（1）通过定期和应急设施运维管理，保障医院固定资产日常的效能发挥；

（2）通过集成物业审批流程与运维工单管理，实现物业设施规范化管理；

（3）通过集成物业耗材物资管理，监督并促进固定资产妥善保管和合理使用。

4）BIM技术在运维阶段应用的价值及优势

（1）有效地解决了信息存储、检索与知识传递的难题，实现了对业主信息资产的保护以及企业知识的积累，降低了物业管理成本；

（2）通过BIM结合智能楼宇管理系统（Intelligent Building Management System，IBMS）对相关信息进行汇集、分析、应用、展现，实现建筑统一的可视化管理；

（3）让日常运营工作以及对故障、报警、预警的响应都更具有针对性，快速查找问题根源所在并及时解决问题，提高了运营工作效率；

（4）通过对运营管理大数据的汇集、累积与分析，实现了对设施设备的科学化维保以及可预见性管理；

（5）收集可测、可评、可预测的环境信息，让环境可调、可控，提升了大楼环境品质。

5.协同工作机制

1）协同展示平台

采用AR协同平台来流转使用，保证模型的统一性，避免一模多建和使用模型不统一等问题（图18）。

图18　协同展示

2）资料管理平台

资料管理平台是供项目参与单位进行数据交流的平台，它可做到：项目文件统一存放、基于文件的讨论、历史版本的记录、多级权限控制、在线预览、灵活的角色定义、强大的外链分享、文件锁、多设备支持等（图19）。

图19　资料管理

3）竣工BIM

根据项目进度，在竣工验收前，BIM单位沟通设计、施工、监理各单位，汇总核对工程变更资料，各专业BIM工程师展示、核对变更位置BIM，确保竣工BIM与竣工现场工程情况一致。经各方确认后，向业主单位提交BIM建筑竣工模型、机电竣工模型、结构竣工模型、幕墙竣工模型等。

4）BIM竣工信息集成

通过在BIM上集成竣工信息（设计图纸、竣工图纸、设备信息等），提供具有完整而真实的建筑全局信息模型，植入尺寸、规格、设备的厂家信息等，挂接设备合格证书电子扫描件等信息，综合形成基础数据库，在管理过程中，可以实现设备信息的快速调用。