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項(xiàng)目概況

1. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中國(guó)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(xiàng)目，由中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，中國(guó)建筑第八工程局有限公司總承包施工。項(xiàng)目地處首都長(zhǎng)安街附近核心區(qū)域，位于北京市東城區(qū)帥府園1號(hào)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(xiàng)目是“十三五”規(guī)劃的全國(guó)五個(gè)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)樓中首個(gè)正式實(shí)施項(xiàng)目，將建設(shè)成為國(guó)家級(jí)、國(guó)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(guó)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(shì)，為推動(dòng)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為首都及全國(guó)人民帶來(lái)更好的醫(yī)療服務(wù)。

圖1中國(guó)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(xiàng)目效果圖

2.項(xiàng)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(jì)高要求，項(xiàng)目基于BIM+智慧工地技術(shù)，在首都核心區(qū)域進(jìn)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(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的精細(xì)化管理。

3.項(xiàng)目難點(diǎn)

（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(hù)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(mén)診樓。現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地十分狹小，內(nèi)部無(wú)環(huán)形道路。工程材料僅能在夜間運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)加工場(chǎng)地及材料堆放場(chǎng)地。

（2）專(zhuān)業(yè)繁雜

本工程為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)醫(yī)療領(lǐng)域在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)方面的空白，共計(jì)5大系統(tǒng)15個(gè)平臺(tái)，涉及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)涉及醫(yī)療科研建筑所需的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)，包括氣動(dòng)物流、防護(hù)屏蔽、凈化工程等14項(xiàng)專(zhuān)業(yè)，種類(lèi)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(shí)驗(yàn)室、醫(yī)用機(jī)房，其中，2個(gè)回旋加速室、7個(gè)直線加速室、大型合成熱室等大型機(jī)房均設(shè)置在地下，部分墻體達(dá)到2800mm，精密的醫(yī)學(xué)設(shè)備對(duì)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(jí)。

（4）工藝復(fù)雜

作為協(xié)和醫(yī)院的重點(diǎn)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(xì)部做法需高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，以保障達(dá)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(duì)醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)與施工的特點(diǎn)及本工程特殊的地理位置，計(jì)劃應(yīng)用BIM+智慧工地技術(shù)，解決現(xiàn)場(chǎng)施工組織、工期管控、專(zhuān)業(yè)繁雜、施工精度高、工藝復(fù)雜等問(wèn)題，助力項(xiàng)目精細(xì)化管理和綠色施工。

同時(shí)，公司希望通過(guò)此次實(shí)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(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，為公司其他工程項(xiàng)目提供示范經(jīng)驗(yàn)，并借此機(jī)會(huì)，提高各部門(mén)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(xiàn)。

5.應(yīng)用內(nèi)容

（1）設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

（2）狹小場(chǎng)地施工部署與規(guī)劃

（3）轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)多專(zhuān)業(yè)管線空間策劃

（4）醫(yī)學(xué)加速室機(jī)房規(guī)劃與模擬

（5）幕墻樣板深度應(yīng)用

（6）沉浸式體驗(yàn)

（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(duì)本工程特點(diǎn)及實(shí)際工作需要，建立了層級(jí)分明的BIM工作組織架構(gòu)，形成了全員參與、全專(zhuān)業(yè)、全流程應(yīng)用的項(xiàng)目BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)。

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(shí)解決施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，在施工初期，項(xiàng)目制定了《北京協(xié)和醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)綜合樓項(xiàng)目BIM實(shí)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(jì)劃，例會(huì)制度，建模計(jì)劃等。尤其針對(duì)本工程特點(diǎn)，對(duì)狹小場(chǎng)地、復(fù)雜專(zhuān)業(yè)、醫(yī)學(xué)加速室、裝配式幕墻等內(nèi)容進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)實(shí)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(xiàng)目各階段的各類(lèi)協(xié)調(diào)內(nèi)容和人員責(zé)任，尤其是在方案制定和啟動(dòng)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(shí)施過(guò)程

1.設(shè)計(jì)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(jì)，項(xiàng)目采用BIM技術(shù)輔助進(jìn)行燈光分析，主要分析地下車(chē)庫(kù)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(yùn)輸路線模擬：為實(shí)現(xiàn)全院物資運(yùn)輸及倉(cāng)儲(chǔ)的智能化、無(wú)人化管理，保證核醫(yī)學(xué)藥物運(yùn)輸?shù)陌踩?，通過(guò)智能導(dǎo)航車(chē)解決院內(nèi)運(yùn)輸任務(wù)。項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)模擬機(jī)器人運(yùn)輸路線，解決道路狹窄及門(mén)洞尺寸空間障礙。

（3）精裝方案虛擬樣板：項(xiàng)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(jì)。項(xiàng)目利用沉浸式體驗(yàn)系統(tǒng)，打造虛擬樣板，模擬實(shí)際材質(zhì)、光照體驗(yàn)，方便業(yè)主、設(shè)計(jì)院、施工總包確定實(shí)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(chǎng)地的空間布局:本項(xiàng)目地理位置特殊，場(chǎng)地空間狹小，以往這種情況都會(huì)采用2D場(chǎng)地平面布置，但是本項(xiàng)目利用BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用3D場(chǎng)地布置方法，對(duì)施工人員、材料、機(jī)械、專(zhuān)用定制塔吊等關(guān)鍵因素進(jìn)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(xiàng)目的整體運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

同時(shí)，通過(guò)3D的實(shí)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(gè)生活辦公區(qū)，進(jìn)一步提高空間利用率。

（2）既有建筑保護(hù)與防擾民措施:由于現(xiàn)場(chǎng)涉及夜間施工，眾多材料需夜間進(jìn)場(chǎng)，故對(duì)施工場(chǎng)區(qū)進(jìn)行燈照策劃。通過(guò)BIM進(jìn)行施工模擬，在基坑周邊及塔吊周?chē)?，布?4個(gè)500瓦LED射燈。射燈的數(shù)量、瓦數(shù)和每個(gè)燈所處的位置，都是經(jīng)過(guò)多次模擬后的最優(yōu)方案，既保證施工正常進(jìn)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(shí)現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）施工進(jìn)度模擬與主材進(jìn)場(chǎng)數(shù)量控制:本工程因場(chǎng)地有限，無(wú)材料堆場(chǎng)，鋼筋為場(chǎng)外加工后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)用實(shí)銷(xiāo)，無(wú)法大量存放。在這種情況下，結(jié)合進(jìn)度模擬+BIM模型+鋼筋翻樣，合理地進(jìn)行采購(gòu)、加工、人員配備，做到材料進(jìn)場(chǎng)與進(jìn)度的無(wú)縫銜接。

圖4 三維場(chǎng)布圖

3. 多專(zhuān)業(yè)管線的空間策劃

（1）確定各專(zhuān)業(yè)管線排布原則:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)對(duì)氣動(dòng)物流、醫(yī)學(xué)氣體、凈化工程等專(zhuān)業(yè)要求高，部分走道管線數(shù)量達(dá)到30根，管線空間排布難度極大。針對(duì)本項(xiàng)目特點(diǎn)，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(jì)與方案交底:通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合排布后，與設(shè)計(jì)院緊密溝通，下發(fā)綜合排布、各專(zhuān)業(yè)排布、預(yù)留洞口圖紙，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)對(duì)排布方案，施工順序及圖紙理解，提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，有效解決了在有限空間中管線施工難的問(wèn)題。

圖5 管線深化設(shè)計(jì)圖

4. 醫(yī)學(xué)加速室機(jī)房規(guī)劃與模擬

（1）依據(jù)設(shè)備型號(hào)機(jī)房深化設(shè)計(jì)：依據(jù)核醫(yī)學(xué)放射防護(hù)要求及設(shè)備廠商安裝經(jīng)驗(yàn)，與業(yè)主方、設(shè)計(jì)院協(xié)調(diào)對(duì)機(jī)房深化設(shè)計(jì)，對(duì)土建結(jié)構(gòu)及預(yù)留預(yù)埋進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，出具醫(yī)學(xué)設(shè)備機(jī)房深化設(shè)計(jì)圖紙。

（2）機(jī)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(jìn)行建模，調(diào)整鋼筋與管線排布，使作業(yè)人員對(duì)醫(yī)學(xué)機(jī)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(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)：機(jī)房施工完成后，通過(guò)放樣機(jī)器人及三維掃描儀對(duì)管線預(yù)留預(yù)埋位置精度進(jìn)行復(fù)核（見(jiàn)圖6），并將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋設(shè)計(jì)方及醫(yī)學(xué)設(shè)備方，提前多方核對(duì)，避免安裝過(guò)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(yùn)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(duì)運(yùn)輸過(guò)程所需的空間、操作過(guò)程進(jìn)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(jī)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(diǎn)效果需專(zhuān)家論證。工程采用BIM技術(shù)建模，并對(duì)外墻配色、拼花效果進(jìn)行渲染，完成后由領(lǐng)導(dǎo)及專(zhuān)家進(jìn)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(duì)其結(jié)構(gòu)形式與節(jié)點(diǎn)連接方法進(jìn)行分析，調(diào)整完成確定尺寸后，安排工廠進(jìn)行下單加工。將BIM模型通過(guò)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(xì)節(jié)。

6. 沉浸式體驗(yàn)

在施工項(xiàng)目中打造沉浸式體驗(yàn)館（見(jiàn)圖7），讓每一位體驗(yàn)人員身臨其境，對(duì)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(xiàng)目工期異常緊張，沉浸式體驗(yàn)館的簡(jiǎn)稱(chēng)，方便過(guò)程中進(jìn)行技術(shù)交底、方案比選，加快交流進(jìn)度，保證質(zhì)量一次成優(yōu)。

圖7 沉浸式體驗(yàn)圖

7.智慧工地建設(shè)

（1）智慧工地平臺(tái)搭建：為實(shí)現(xiàn)科技建造、綠色施工，工程引入“智慧工地平臺(tái)”（見(jiàn)圖8）。通過(guò)智慧工地平臺(tái)展示，從多個(gè)終端集成施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況、項(xiàng)目概況、工期進(jìn)度和主要節(jié)點(diǎn)、公司黨建活動(dòng)等關(guān)鍵信息，讓所有參建人員對(duì)項(xiàng)目整體情況更加了解，同時(shí)，對(duì)工程建設(shè)過(guò)程留存影像資料。

圖8 智慧工地管理平臺(tái)

（2）勞務(wù)管理:工程引進(jìn)勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)（圖9），方便項(xiàng)目對(duì)入場(chǎng)工人數(shù)量及信息的實(shí)施掌控。同時(shí)，通過(guò)健康篩查機(jī)器人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理及施工人員進(jìn)行健康篩查及管理，可對(duì)入場(chǎng)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(yùn)用安全VR設(shè)備對(duì)新入場(chǎng)工人對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的安全隱患進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)教育，提高其對(duì)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(shí)名制系統(tǒng)

（3）綠色施工管理

本項(xiàng)目采用了2臺(tái)無(wú)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(xiǎn)，通過(guò)塔吊監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)塔機(jī)的安全監(jiān)控、吊鉤可視化、運(yùn)行記錄、聲光報(bào)警的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使得塔機(jī)安全監(jiān)控成為開(kāi)放的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控（見(jiàn)圖10）。

此外，項(xiàng)目還引進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、霧炮自動(dòng)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(xiàng)目在特殊環(huán)境下施工的眾多問(wèn)題

借助BIM技術(shù)，結(jié)合智慧工地系統(tǒng)，對(duì)項(xiàng)目解決在首都核心區(qū)狹小場(chǎng)地施工過(guò)程中的困難起到顯著作用，通過(guò)對(duì)場(chǎng)地動(dòng)態(tài)布置，噪音管理，進(jìn)度控制，物資精算運(yùn)輸?shù)确矫娴木?xì)化管理，確保了本工程順利施工的同時(shí)，醫(yī)院及周邊正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低影響。

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

通過(guò)本工程BIM技術(shù)應(yīng)用的實(shí)施過(guò)程，形成了一份針對(duì)復(fù)雜醫(yī)院及科研建筑工程的BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)及專(zhuān)項(xiàng)方案，對(duì)類(lèi)似工程的實(shí)施起到很好的示范作用。

3.人才培養(yǎng)

通過(guò)項(xiàng)目全員參與的BIM技術(shù)應(yīng)用推廣以及每月的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，提升了項(xiàng)目管理人員對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)與技能水平，為BIM技術(shù)行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

（編輯：奚雅青）