1、BIM模型概念
BIM(Building Information Modeling),建筑信息模型)是一个建筑设施物理与功能特征的数字化表达。BIM系统有两个首要特点：第一,BIM是建筑设施三维立体模型;第二,BIM是建筑设施全面信息的载体。BIM可以把物理设施的各种信息集成在模型要素上,并立体直观地展示出来。
BIM是近年来建筑计算机辅助设计领域的新技术,是工程建设的数字化变革,其目的在于建立完整的、高度集成的建筑工程项目信息化模型,利用这一模型在建筑的设计、施工以及运营管理各个阶段有效地提高建筑的质量和使用效率。BIM在设计、施工阶段的应用已经产生了巨大的经济效益,而在建筑运维与管理方面的应用则处于发展初期。
2、医院建筑运维现状
大型医院都具有结构复杂、功能多样的建筑,医院建筑内的诊疗活动承载着巨量的人流和物流。目前医院建筑运维信息化程度低,水电暖通、安防、消防各专业隔离开展维护工作,负有建筑管理职责的总务、保卫、基建和物业等科室各自为政,建筑数据、参数、图纸等各种信息散居在各处,既不直观又毁损严重,很多维护工作都依靠老职工的经验和回忆进行,缺乏统一、直观的运营维护方式,效率低下,重复作业,浪费严重。
3、BIM运维管理的优势
随着BIM技术在部分医院建设项目中的成功应用,通过继承建筑工程阶段形成的BIM竣工模型,为医院建筑运维管理信息化打造了很好的平台。BIM模型可以集成建筑生命期内的结构、设施、设备甚至人员等与建筑相关全部信息,同时在BIM模型上可以附加智能建筑管理、消防、安防、物业管理等功能模块,实现基于BIM的运维管理系统。
BIM运维模型优秀的3D空间展现能力可为医院的高层管理者提供医疗空间的直观信息,为医院布局优化调整提供快速决策平台;也可提供设施、设备、管线的三维空间位置,快速定位故障,缩短维修周期;BIM模型与楼宇监控系统功能模块相结合,为安防、消防、楼宇智能监控提供了全数字化、智能化的建筑设施监管体系;BIM模型数据库所储存的建筑物信息,不仅包含建筑物的几何信息,还包含大量的建筑物性能信息、设施维修保养信息,各类信息在建筑运营阶段不断地补充、完善和使用,不再表现为零散、割裂和不断毁损的图纸,全面的信息记录用于建筑全过程管理信息化,也为附加分析、统计和数据挖掘等高端管理功能创造了条件。
BIM运维管理模型优良的能耗控制、精细的维修保养管理、高效的运维响应可以使医院建筑达到更好的社会效益和更低的运营成本。
4、BIM运维实现途径
基于BIM模型的建筑运维管理系统目前还处于发展初期,远未达到成熟普及阶段,能够借鉴的经验并不多。从目前的发展阶段来说,BIM运维系统由专业服务公司进行开发和提供初期的服务是一条现实的办法。
运用BIM进行建筑运维管理,首先要明确通过BIM达到什么目标,需要在BIM上开展哪些运维业务,选择适用的BIM软件,改造建筑及硬件平台,规划、组织和培训运维团队,提升人员信息化应用水平,建立一个可持续发展的BIM运维管理体系。
BIM模型是一种集中式管理模型,以前属于不同科室管理的消防、安防、水电气暖都要集中管控,随着工作流程的改进,相应科室和班组功能要进行调整,硬件设施也要在设计阶段进行布局,把所有的监视和控制电缆集中到建筑运维中控室。
新建医院可以在设计阶段提出BIM需求,建筑施工阶段确保按照将来运维的技术要求采集信息和建立BIM模型,将建筑物空间结构、设备参数信息有机地整合起来,为运维阶段完整的建筑物全局信息提供基础,特别是集成包括隐蔽工程图像资料在内的大量竣工信息,为检修维护、翻新改造等未来工程提供宝贵的历史记录。
在现有医院建筑基础上建立BIM运维系统,可以利用三维扫描技术采集建筑物和管线立体空间点云数据,然后通过数据转化生成BIM模型。三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,是测绘领域的一次技术革命,它利用激光测距原理对空间进行的三维扫描,提供目标物体表面三维坐标、反射率和纹理的点云数据,扫描精度可达到2mm,具有高效率、高精度的独特优势。随着信息技术和测量技术的不断发展,三维激光扫描仪成为老旧建筑建立三维模型最好的工具。BIM平台建立起来后,把模型上的信息点与数据库关联,就可以在其上附加各种软件功能。电梯等运动部件可以实时动画展示运行状态,视频监控录像可以点击相应位置实时播放,各种设备的传感器数据或运行状态都可以实时显示在立体模型上。BIM运维系统一般安装在医院中央控制室,与安防监控、应急指挥、消防中控和物业呼叫中心等系统集中布设,利用中控室电视墙统一显示和控制。在实施BIM运维系统时,原物业管理系统的数据可以直接导入BIM系统,甚至办公电脑和家具的台账信息都可以交给BIM模型进行可视化管理。
5、BIM运维系统功能
BIM建筑运维平台由BIM建筑模型、建筑设施信息数据库、楼宇自控系统和物业管理系统等模块组成,所有模块都基于BIM立体模型界面进行展示和使用,包含的重要功能如下。
空间管理:直观的三维诊疗建筑空间透视和办公工位布局展示,可以使院方全面掌握医院建筑空间使用情况,合理分配医疗功能空间,杜绝空间浪费,确保空间资源最大利用率,满足各医疗科室空间调整和扩展。
设备管理:BIM模型中建筑的水电气暖设备位置及隐蔽管路一目了然,电梯系统、消防系统、视频监控系统还可以动态显示,所有设施可以分专业浏览,单一专业显示的系统视图界面简洁清晰,维护人员对于设备的位置十分清楚,设备定位快速准确。BIM承载了丰富的设备台帐信息,设备说明书、生产日期、生产厂商、使用年限等可随时调用,无须再翻找纸介的原始图纸合同等资料。可在系统中制定维护计划,系统会自动提醒启动设备维护流程,也可做出故障预判,降低设备突发故障次数,大大提高了维护效率,降低维护成本。
楼宇智能监控:通过软件统一对建筑物内的设备进行综合监控,包括楼宇自控系统(BAS)、消防系统、视频监控系统(CCTV)、地下停车系统、门禁系统等子系统,实现建筑物空调、给排水、供电、防火等设备运行状态的实时监控和预警。安防系统可以利用BIM三维空间模拟调整监控摄像机监控区域,调整布局,防止监控死角产生。
能耗管理:医院建筑是能耗大户。通过各类传感器、智能仪表采集到的能耗数据可以接入BIM模型,实现能源动态监测,记录的历史数据可以作为能耗分析比对的基础,对异常能耗进行调整优化。
应急演练:利用BIM模型的立体直观特点,可以进行医院灾害逃生演练培训,发生灾害后指挥人员疏散,也可以提供被困人员位置信息和最佳逃生路径,减少灾害造成的人员和财务损失。
资产管理:医院资产设施管理一直较为混乱,帐卡与实物出入较大。而在BIM模型中,医院建筑内的诊疗设备、办公家具等固定资产都可以基于位置进行可视化管理,固定资产在楼层和房间的布局可以多角度显示,使用期限、生产厂家等信息也可即时查阅,通过RFID标签标识资产状态,还可实现自动化管理,不再依赖纸质台账。
6、BIM运维的难点
(1) BIM代表一种新的建筑营造和管理模式,基于BIM的医院建筑运维鲜有应用,可借鉴的经验不多,需要不断地摸索和总结。
(2) 采用BIM技术初始实施费用较高,效益和成本没有经过市场广泛的评估和考验。
(3) BIM运维管理方式对医院而言是全新的支撑保障技术,认知跨度大,需要有一个较长的适应过程。
(4) 实施BIM运维要求医院后勤支撑保障部门的组织结构要做相应的变革,科室调整涉及到事业单位体制,人员信息化技能提高也是一个缓慢的过程。
结语
BIM是建筑领域的信息化革命,它改变了建筑行业的生产和管理方式。随着医院建筑功能多样化、现代化,医院建设和运营管理技术要求不断提升,全数字化的设计、施工和运维管理都需要借助BIM实现,而运维阶段是整个建筑生命周期最重要的阶段,借助IT领域新技术的迅猛发展,基于BIM的运维管理系统可以在医院管理工作中发挥更大的作用。