看中建八局如何干BIM？你肯定沒見過！

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項目概況

1. 項目簡介

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓項目，由中國建筑設(shè)計研究院設(shè)計，中國建筑第八工程局有限公司總承包施工。項目地處首都長安街附近核心區(qū)域，位于北京市東城區(qū)帥府園1號北京協(xié)和醫(yī)院東院區(qū)，本工程為科研建筑，地下5層，地上10層,總用地面積8600㎡，總建筑面積55437㎡。

該項目是“十三五”規(guī)劃的全國五個轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)樓中首個正式實施項目，將建設(shè)成為國家級、國際化、高水平的北京地區(qū)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心，充分發(fā)揮北京協(xié)和醫(yī)院作為全國疑難重癥治療指導(dǎo)中心和擁有最豐富病例資源的諸多優(yōu)勢，為推動轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究做出應(yīng)有的貢獻，為首都及全國人民帶來更好的醫(yī)療服務(wù)。

圖1中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓

項目效果圖

2.項目創(chuàng)新性

轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓復(fù)雜性極高，還要兼顧設(shè)計高要求，項目基于BIM+智慧工地技術(shù)，在首都核心區(qū)域進行精益建造中的應(yīng)用，將建筑新技術(shù)、新工藝、新成果應(yīng)用到工程建設(shè)中，以實現(xiàn)工程建設(shè)的精細化管理。

3.項目難點

（1）地處核心區(qū)域

本工程地處首都核心地帶，位于北京市協(xié)和醫(yī)院東院，東側(cè)緊鄰東單北大街距基坑邊緣僅1.5m，南側(cè)緊鄰護士樓，距基坑邊緣僅4.8m，西側(cè)緊鄰內(nèi)科樓距基坑邊緣僅4m，北側(cè)緊鄰門診樓?，F(xiàn)場施工場地十分狹小，內(nèi)部無環(huán)形道路。工程材料僅能在夜間運輸，現(xiàn)場無加工場地及材料堆放場地。

（2）專業(yè)繁雜

本工程為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓，填補國內(nèi)醫(yī)療領(lǐng)域在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)方面的空白，共計5大系統(tǒng)15個平臺，涉及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)涉及醫(yī)療科研建筑所需的各類專業(yè)，包括氣動物流、防護屏蔽、凈化工程等14項專業(yè)，種類繁雜。

（3）施工精度高

轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓為醫(yī)療科研建筑，內(nèi)含較多大型醫(yī)療設(shè)備、實驗室、醫(yī)用機房，其中，2個回旋加速室、7個直線加速室、大型合成熱室等大型機房均設(shè)置在地下，部分墻體達到2800mm，精密的醫(yī)學(xué)設(shè)備對結(jié)構(gòu)及預(yù)留預(yù)埋精度要求極高，誤差需控制在毫米級。

（4）工藝復(fù)雜

作為協(xié)和醫(yī)院的重點工程，醫(yī)院精裝修的良好效果與整體造型的美觀意義重大，施工的細部做法需高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，以保障達到既定的裝修要求，為后續(xù)醫(yī)患雙方提供良好的就醫(yī)環(huán)境。

4.應(yīng)用目標(biāo)

針對醫(yī)療建筑設(shè)計與施工的特點及本工程特殊的地理位置，計劃應(yīng)用BIM+智慧工地技術(shù)，解決現(xiàn)場施工組織、工期管控、專業(yè)繁雜、施工精度高、工藝復(fù)雜等問題，助力項目精細化管理和綠色施工。

同時，公司希望通過此次實踐，形成一套系統(tǒng)的、符合企業(yè)發(fā)展方向的、可復(fù)制的BIM實施標(biāo)準(zhǔn)，為公司其他工程項目提供示范經(jīng)驗，并借此機會，提高各部門人員的BIM技術(shù)應(yīng)用能力，培養(yǎng)一批新型技術(shù)人才和管理人才，為公司及BIM行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

5.應(yīng)用內(nèi)容

（1）設(shè)計方案優(yōu)化

（2）狹小場地施工部署與規(guī)劃

（3）轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)多專業(yè)管線空間策劃

（4）醫(yī)學(xué)加速室機房規(guī)劃與模擬

（5）幕墻樣板深度應(yīng)用

（6）沉浸式體驗

（7）智慧工地建設(shè)

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技術(shù)應(yīng)用整體方案

1. 組織架構(gòu)與分工

針對本工程特點及實際工作需要，建立了層級分明的BIM工作組織架構(gòu)，形成了全員參與、全專業(yè)、全流程應(yīng)用的項目BIM實施團隊。

圖2 組織架構(gòu)圖

2. 軟硬件配置

3.標(biāo)準(zhǔn)保障

為配合業(yè)主方打造世界一流的智慧醫(yī)院，同時解決施工現(xiàn)場實際問題，在施工初期，項目制定了《北京協(xié)和醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓項目BIM實施策劃方案》，主要包括人員架構(gòu)，建模標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)流程，軟硬件計劃，例會制度，建模計劃等。尤其針對本工程特點，對狹小場地、復(fù)雜專業(yè)、醫(yī)學(xué)加速室、裝配式幕墻等內(nèi)容進行專項實施策劃，解決工程施工難題。

BIM應(yīng)用方案的主要任務(wù)之一就是確定項目各階段的各類協(xié)調(diào)內(nèi)容和人員責(zé)任，尤其是在方案制定和啟動階段，確定策劃和執(zhí)行的合適人選，是BIM方案成功的關(guān)鍵。

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技術(shù)應(yīng)用實施過程

1.設(shè)計方案優(yōu)化

（1）地下室燈光照明分析：依照電力照明系統(tǒng)設(shè)計，項目采用BIM技術(shù)輔助進行燈光分析，主要分析地下車庫照明系統(tǒng)的燈光布置，選擇最優(yōu)布置方案，節(jié)約成本。

（2）核醫(yī)學(xué)藥物運輸路線模擬：為實現(xiàn)全院物資運輸及倉儲的智能化、無人化管理，保證核醫(yī)學(xué)藥物運輸?shù)陌踩ㄟ^智能導(dǎo)航車解決院內(nèi)運輸任務(wù)。項目應(yīng)用BIM技術(shù)模擬機器人運輸路線，解決道路狹窄及門洞尺寸空間障礙。

（3）精裝方案虛擬樣板：項目致力于打造經(jīng)久耐用，溫馨愉悅，更換靈活，空間融合，采光通風(fēng)的精裝修設(shè)計。項目利用沉浸式體驗系統(tǒng)，打造虛擬樣板，模擬實際材質(zhì)、光照體驗，方便業(yè)主、設(shè)計院、施工總包確定實施方案。

圖3 精裝方案虛擬樣板圖

2. 施工部署與規(guī)劃

（1）狹小場地的空間布局:本項目地理位置特殊，場地空間狹小，以往這種情況都會采用2D場地平面布置，但是本項目利用BIM的技術(shù)優(yōu)勢，采用3D場地布置方法，對施工人員、材料、機械、專用定制塔吊等關(guān)鍵因素進行了排布，直觀地利用每一寸可使用的空間，極大地提高了項目的整體運轉(zhuǎn)效率。

同時，通過3D的實景呈現(xiàn)，我方與甲方充分溝通后，在不影響施工的情況下，在既有建筑旁設(shè)置3個生活辦公區(qū)，進一步提高空間利用率。

（2）既有建筑保護與防擾民措施:由于現(xiàn)場涉及夜間施工，眾多材料需夜間進場，故對施工場區(qū)進行燈照策劃。通過BIM進行施工模擬，在基坑周邊及塔吊周圍，布置14個500瓦LED射燈。射燈的數(shù)量、瓦數(shù)和每個燈所處的位置，都是經(jīng)過多次模擬后的最優(yōu)方案，既保證施工正常進行的基本光照條件，又盡可能避免影響醫(yī)院內(nèi)人員的夜間休息，在照明方面實現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）施工進度模擬與主材進場數(shù)量控制:本工程因場地有限，無材料堆場，鋼筋為場外加工后運輸至現(xiàn)場，實用實銷，無法大量存放。在這種情況下，結(jié)合進度模擬+BIM模型+鋼筋翻樣，合理地進行采購、加工、人員配備，做到材料進場與進度的無縫銜接。

圖4 三維場布圖

3. 多專業(yè)管線的空間策劃

（1）確定各專業(yè)管線排布原則:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)對氣動物流、醫(yī)學(xué)氣體、凈化工程等專業(yè)要求高，部分走道管線數(shù)量達到30根，管線空間排布難度極大。針對本項目特點，綜合利用BIM技術(shù)，提前策劃排布原則，提高管線排布工作效率。

（2）深化設(shè)計與方案交底:通過BIM技術(shù)進行管線綜合排布后，與設(shè)計院緊密溝通，下發(fā)綜合排布、各專業(yè)排布、預(yù)留洞口圖紙，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。根據(jù)管線綜合排布深化圖紙，與管理人員及分包單位交流，增強對排布方案，施工順序及圖紙理解，提高現(xiàn)場施工效率，有效解決了在有限空間中管線施工難的問題。

圖5 管線深化設(shè)計圖

4. 醫(yī)學(xué)加速室機房規(guī)劃與模擬

（1）依據(jù)設(shè)備型號機房深化設(shè)計：依據(jù)核醫(yī)學(xué)放射防護要求及設(shè)備廠商安裝經(jīng)驗，與業(yè)主方、設(shè)計院協(xié)調(diào)對機房深化設(shè)計，對土建結(jié)構(gòu)及預(yù)留預(yù)埋進行優(yōu)化調(diào)整，出具醫(yī)學(xué)設(shè)備機房深化設(shè)計圖紙。

（2）機房構(gòu)造與可視化交底：加速器室預(yù)留預(yù)埋管線構(gòu)造利用BIM技術(shù)進行建模，調(diào)整鋼筋與管線排布，使作業(yè)人員對醫(yī)學(xué)機房施工方案更加了解，提高結(jié)構(gòu)施工及預(yù)留預(yù)埋準(zhǔn)確率。

（3）復(fù)核現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)：機房施工完成后，通過放樣機器人及三維掃描儀對管線預(yù)留預(yù)埋位置精度進行復(fù)核（見圖6），并將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋設(shè)計方及醫(yī)學(xué)設(shè)備方，提前多方核對，避免安裝過程中返工。

（4）醫(yī)學(xué)設(shè)備后期吊裝：加速器室大型設(shè)備運輸要求高，部分房間含輻射需鉛磚封堵，已施工結(jié)構(gòu)嚴(yán)禁修改。利用BIM技術(shù)，結(jié)合設(shè)備尺寸、安裝要求，對運輸過程所需的空間、操作過程進行模擬，提前留好作業(yè)空間、規(guī)劃路線，確保安裝順利。

圖6 放樣機器人/三維掃描儀

5. 幕墻樣板深度應(yīng)用

本工程幕墻體系為仿古拼花石材幕墻，外觀造型較為特殊，節(jié)點效果需專家論證。工程采用BIM技術(shù)建模，并對外墻配色、拼花效果進行渲染，完成后由領(lǐng)導(dǎo)及專家進行審核確認(rèn)。

幕墻連接體系采用鋼結(jié)構(gòu)龍骨，采用BIM建模的方式對其結(jié)構(gòu)形式與節(jié)點連接方法進行分析，調(diào)整完成確定尺寸后，安排工廠進行下單加工。將BIM模型通過AUTOXR軟件與AR桌面設(shè)備完美融合，方便快捷地展現(xiàn)技術(shù)質(zhì)量樣板方案，方便施工人員更直觀理解樣板細節(jié)。

6. 沉浸式體驗

在施工項目中打造沉浸式體驗館（見圖7），讓每一位體驗人員身臨其境，對工程模型、管線排布、工藝樣板、精裝修效果等內(nèi)容有更加深刻的理解，項目工期異常緊張，沉浸式體驗館的簡稱，方便過程中進行技術(shù)交底、方案比選，加快交流進度，保證質(zhì)量一次成優(yōu)。

圖7 沉浸式體驗圖

7.智慧工地建設(shè)

（1）智慧工地平臺搭建：為實現(xiàn)科技建造、綠色施工，工程引入“智慧工地平臺”（見圖8）。通過智慧工地平臺展示，從多個終端集成施工現(xiàn)場實時情況、項目概況、工期進度和主要節(jié)點、公司黨建活動等關(guān)鍵信息，讓所有參建人員對項目整體情況更加了解，同時，對工程建設(shè)過程留存影像資料。

圖8 智慧工地管理平臺

（2）勞務(wù)管理:工程引進勞務(wù)實名制系統(tǒng)（圖9），方便項目對入場工人數(shù)量及信息的實施掌控。同時，通過健康篩查機器人對現(xiàn)場管理及施工人員進行健康篩查及管理，可對入場工人的身體狀態(tài)有更清楚的了解，保證參建人員擁有良好的身體狀態(tài)，健康工作。

運用安全VR設(shè)備對新入場工人對施工現(xiàn)場常見的安全隱患進行沉浸式體驗教育，提高其對規(guī)范施工操作的重視，避免安全事故的發(fā)生。

圖9 勞務(wù)實名制系統(tǒng)

（3）綠色施工管理

本項目采用了2臺無附著定制塔吊，兩塔之間，塔吊與既有建筑之間距離非常近，易發(fā)生碰撞危險，通過塔吊監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)實現(xiàn)塔機的安全監(jiān)控、吊鉤可視化、運行記錄、聲光報警的遠程監(jiān)控，使得塔機安全監(jiān)控成為開放的實時動態(tài)監(jiān)控（見圖10）。

此外，項目還引進了實驗室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、霧炮自動控制系統(tǒng)等，用于綠色施工管理，避免安全事故的發(fā)生。

圖10 塔吊防碰撞

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技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

1. 解決項目在特殊環(huán)境下施工的眾多問題

借助BIM技術(shù)，結(jié)合智慧工地系統(tǒng)，對項目解決在首都核心區(qū)狹小場地施工過程中的困難起到顯著作用，通過對場地動態(tài)布置，噪音管理，進度控制，物資精算運輸?shù)确矫娴木毣芾?，確保了本工程順利施工的同時，醫(yī)院及周邊正常運轉(zhuǎn)，降低影響。

2. 形成了一套復(fù)雜醫(yī)院工程的BIM實施標(biāo)準(zhǔn)

通過本工程BIM技術(shù)應(yīng)用的實施過程，形成了一份針對復(fù)雜醫(yī)院及科研建筑工程的BIM技術(shù)應(yīng)用實施標(biāo)準(zhǔn)及專項方案，對類似工程的實施起到很好的示范作用。

3.人才培養(yǎng)

通過項目全員參與的BIM技術(shù)應(yīng)用推廣以及每月的專業(yè)技能培訓(xùn)，提升了項目管理人員對BIM技術(shù)的認(rèn)識與技能水平，為BIM技術(shù)行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

（編輯：奚雅青）