BIM技術(shù)對綜合醫(yī)院給水排水工程的優(yōu)化探究

摘" 要：綜合醫(yī)院在體量及特點(diǎn)上，與其他類型建筑不盡相同，為研究綜合醫(yī)院的給水排水工程在施工過程中的優(yōu)化，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，建立綜合醫(yī)院給水排水專業(yè)三維模型，對模型拆分并深化為設(shè)備、管道及管道末端三大管理流程模塊，進(jìn)而細(xì)化為10個(gè)BIM應(yīng)用優(yōu)化要點(diǎn)，并通過專項(xiàng)模型分解法、專業(yè)模型合并法及現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)行優(yōu)化。每個(gè)流程模塊經(jīng)過優(yōu)化后，形成相應(yīng)的優(yōu)化模型，即設(shè)備模型、管道模型及管道末端模型，基于模型與現(xiàn)場相一致的原則，實(shí)現(xiàn)綜合醫(yī)院給水排水工程項(xiàng)目的施工優(yōu)化的閉環(huán)管理，提高項(xiàng)目整體建造效率，整理為一套標(biāo)準(zhǔn)化BIM應(yīng)用優(yōu)化資料，同時(shí)為類似的工程項(xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞：綜合醫(yī)院；給水排水工程；BIM技術(shù)；優(yōu)化流程；優(yōu)化效果

中圖分類號(hào)：TU82" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2024）36-0157-04

Abstract： The general hospital is different from other types of buildings in terms of size and characteristics. In order to study the optimization of the water supply and drainage engineering of the general hospital during the construction process， based on BIM technology， a three-dimensional model of the water supply and drainage department of the general hospital was established， and the model was divided and deepened into three major management process modules of equipment， pipelines and pipeline ends， and then refined into 10 BIM application optimization points， which were optimized through special model decomposition method， professional model merger method and current technical standard research. After each process module is optimized， corresponding optimization models are formed， namely equipment models， pipe models and pipe end models. Based on the principle of consistency between models and sites， closed-loop management of construction optimization of general hospital water supply and drainage engineering projects is realized and improved. The overall construction efficiency of the project is compiled into a set of standardized BIM application optimization data， and at the same time provides reference for similar engineering projects.

Keywords： general hospital; water supply and drainage engineering; BIM technology; optimization process; optimization effect

給水排水工程是綜合醫(yī)院項(xiàng)目十分重要的組成部分，國外由于綜合醫(yī)院建造時(shí)間較久，針對的更多的是對綜合醫(yī)院給水排水工程的更新，鮮有涉及綜合醫(yī)院給水排水工程專業(yè)從設(shè)計(jì)到施工的內(nèi)容。縱觀國內(nèi)關(guān)于綜合醫(yī)院的優(yōu)化，更多的是涉及室內(nèi)空間布局、室內(nèi)運(yùn)動(dòng)流線等優(yōu)化，甚少針對一個(gè)專業(yè)進(jìn)行深度優(yōu)化分析。對于房屋建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收資料，給水排水工程是工程項(xiàng)目驗(yàn)收的10個(gè)分部工程之一。針對綜合醫(yī)院而言，給水排水工程既包含常規(guī)的生活給排水，消防系統(tǒng)供水，同時(shí)也包含醫(yī)療專項(xiàng)給排水，如純水直飲水、醫(yī)療污水等。由于綜合醫(yī)院的給水排水工程囊括范圍廣，應(yīng)用深度大，對設(shè)計(jì)及施工提出的要求高。BIM作為現(xiàn)階段建筑業(yè)發(fā)展較為成熟的技術(shù)，通過建立綜合醫(yī)院進(jìn)行給水排水工程專業(yè)三維模型，發(fā)揮三維可視化、即時(shí)模擬化、多角度剖析化等優(yōu)點(diǎn)，利用三維模型對給水排水工程實(shí)施過程中的各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，大大加快項(xiàng)目整體進(jìn)度，提高項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量[1]。

1" 工程概況

廣東省中醫(yī)院南沙醫(yī)院項(xiàng)目位于廣州市南沙區(qū)珠江街粵港深度合作區(qū)配套地塊，為大型三甲綜合醫(yī)院，總建筑面積約為38萬m2，其中地上建筑面積約25萬m2，分為科研樓、行政宿舍樓、國際醫(yī)療樓、住院樓、醫(yī)技樓及門急診樓；地下2層，建筑面積約13萬m2，項(xiàng)目效果如圖1所示。本項(xiàng)目常規(guī)給水排水工程包括生活供水、生活污廢水、消火栓系統(tǒng)及消防噴淋系統(tǒng)等，醫(yī)療給水排水工程包括純水系統(tǒng)及醫(yī)療污水處理系統(tǒng)。

2" 給水排水工程的BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化流程

基于設(shè)計(jì)圖紙對項(xiàng)目給水排水工程相關(guān)部位，如設(shè)備、管道及管道末端進(jìn)行三維建模，結(jié)合綜合醫(yī)院的運(yùn)行使用特點(diǎn)，對相應(yīng)的部位進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)用流程如圖2所示。

3" 各階段應(yīng)用優(yōu)化流程研究

3.1" 給水排水工程的整體三維建模

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目給水排水專業(yè)（含消火栓、消防噴淋等）的藍(lán)圖為基礎(chǔ)建立給水排水專業(yè)三維模型，如圖3所示，包括設(shè)備相關(guān)模型、管道相關(guān)模型及管道末端相關(guān)模型，然后結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范及施工空間等因素，如閥門安裝空間過小，無法實(shí)施閥門的安裝，需要將閥門的位置微調(diào)。通過初步合規(guī)性的模型調(diào)整，令模型基本達(dá)到優(yōu)化條件，進(jìn)一步按照設(shè)備、管道、管道末端3方面開展深度專項(xiàng)優(yōu)化。

3.2" 給水排水專業(yè)設(shè)備優(yōu)化

由于本項(xiàng)目綠色施工要求高，每隔一個(gè)周期就要對現(xiàn)場的垃圾進(jìn)行清理。為免增大現(xiàn)場垃圾清理的壓力，對于給水排水專業(yè)泵房、機(jī)房及集水井等設(shè)備相關(guān)部位，采用以BIM模型為基礎(chǔ)的裝配式模塊化深化設(shè)計(jì)。以集水井的優(yōu)化為例，整體優(yōu)化思路是在三維模型中劃分出可標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，如圖4所示。一條鍍鋅鋼管長度為6 000 mm，則深化團(tuán)隊(duì)以最小浪費(fèi)材料的角度進(jìn)行深化，最終確定集水井頂部的水平橫管標(biāo)高為管中到完成面5 200 mm，在考慮管件及管道附件的占位高度后，按此標(biāo)高分解各段立管長度，并對其進(jìn)行編號(hào)。一條6 000 mm的鍍鋅鋼管，可加工2條長度為2 500 mm的JS-01立管和2條長度為500 mm的JS-02立管（JS-02與JS-03長度一致），也可以加工40條長度為150 mm的JS-04立管（JS-04與JS-05、JS-06和JS-07長度一致）。由此可見，由于立管的長度布置合理，避免管材浪費(fèi)，且有效提高管道加工效率。深化團(tuán)隊(duì)按分解圖進(jìn)行樣板加工，切割的誤差加上卡箍連接的空間，基本可達(dá)到現(xiàn)場安裝精度。完成樣板后，則以三維模型為基礎(chǔ)，導(dǎo)出裝配深化圖、管道爆炸示意圖等圖紙供現(xiàn)場進(jìn)行加工[2]。

3.3" 給水排水專業(yè)管道優(yōu)化

深化團(tuán)隊(duì)將其他專業(yè)的模型，如結(jié)構(gòu)模型、建筑模型、裝修模型及其他專業(yè)機(jī)電管線模型鏈接至給水排水專業(yè)管道模型中，在規(guī)定的凈空高度下進(jìn)行水平管線的整體布置優(yōu)化[3]。尤其對于無壓管道，即污水管道、廢水管道及雨水管道的水平橫管，一方面要滿足設(shè)計(jì)管道坡向和坡度，否則會(huì)造成反坡，導(dǎo)致無法順利排水[4]；另一方面如無法滿足無壓管道的坡度和坡向，需調(diào)整其他專業(yè)的管線，甚至降低部分位置凈空，以滿足無壓管道的正常使用功能。另外就水管井內(nèi)的立管布置優(yōu)化，需滿足基本管道間距及檢修人員的維修空間[5]，管徑模型如圖5所示。

3.4" 給水排水專業(yè)管道末端優(yōu)化

本項(xiàng)目位于粵港深度合作區(qū)配套地塊，整體定位為高標(biāo)準(zhǔn)的大型綜合醫(yī)院。尤其國際醫(yī)療樓專屬提供高端的醫(yī)療服務(wù)，使用方對其裝修效果及質(zhì)量相當(dāng)重視。深化團(tuán)隊(duì)對病房樣板間進(jìn)行全專業(yè)三維建模，主要解決給水排水專業(yè)與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)問題。如對于純水直飲水的末端，與飲水機(jī)高度、飾面板的骨架在三維模型中進(jìn)行調(diào)整。又如吊頂上的消防下噴頭，調(diào)整裝修天花的龍骨、吊桿的位置，避免專業(yè)間的相互碰撞，從而造成返工，降低施工質(zhì)量[6]，如圖6所示。

為了進(jìn)一步確認(rèn)其他涉及給水排水專業(yè)末端的房間和區(qū)域，包括公共衛(wèi)生間、病房衛(wèi)生間、病房浴室等，深化團(tuán)隊(duì)將項(xiàng)目的給水排水專業(yè)末端（如大便器、小便池、洗手盆等）布置在內(nèi)，一方面結(jié)合相關(guān)房間和區(qū)域的裝修風(fēng)格和裝修深化方案，優(yōu)化末端點(diǎn)位的布置，另外通過制作渲染圖，進(jìn)行材質(zhì)搭配的效果優(yōu)化，令整體裝修風(fēng)格更和諧，如圖7所示。

4" 結(jié)論

本文通過以廣東省中醫(yī)院南沙醫(yī)院項(xiàng)目為例，分析BIM技術(shù)對給水排水工程進(jìn)行優(yōu)化的效果，得出以下結(jié)論：

1）設(shè)備部分的優(yōu)化方面，應(yīng)用深度較大的是集水井的裝配式模塊化優(yōu)化，最直接的原因是集水井的部件組成較簡單，僅針對本文列舉集水井的優(yōu)化部分，場外裝配率可達(dá)90%。對于體量較大的泵房及機(jī)房，只能做到部分管道裝配化，場外裝配率最多只能達(dá)到30%。

2）管道部分的優(yōu)化方面，雖然給水排水專業(yè)是工程項(xiàng)目的重要組成部分，但是對于整個(gè)工程項(xiàng)目的份額不大，在管道部分的優(yōu)化過程中，往往不是優(yōu)化重點(diǎn)，但稍不注意，如本文提到的無壓管道反坡現(xiàn)象，尤其是對于污水管道，一旦出現(xiàn)問題影響甚大。故應(yīng)貫徹的優(yōu)化思路不應(yīng)以體量為重要優(yōu)化主線，應(yīng)站在全局，以滿足項(xiàng)目的正常使用功能及最小故障的角度進(jìn)行優(yōu)化。

3）管道末端部分的優(yōu)化方面，是所有優(yōu)化工作最為繁瑣，模型細(xì)度及精度最高的部分。盲目追求管道末端部分的優(yōu)化，容易脫離現(xiàn)場進(jìn)度，無法達(dá)到指導(dǎo)現(xiàn)場施工的作用。故應(yīng)在管道末端部分的優(yōu)化前，敲定可通用推廣的大樣，以此進(jìn)行優(yōu)化，避免大量無用工作。另外管道末端的優(yōu)化，涉及的專業(yè)較多，如裝修專業(yè)，幕墻專業(yè)等，優(yōu)化人員不僅有較高的綜合技術(shù)能力，而且還應(yīng)有較好的溝通交流能力，避免閉門造車。

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