BIM技術(shù)在醫(yī)療建設(shè)項(xiàng)目策劃與設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
來(lái)源:中建設(shè)計(jì)集團(tuán) 時(shí)間:2015-04-28 14:53:37 [報(bào)告錯(cuò)誤] [收藏] [打印]
*場(chǎng)地與交通組織分析——得出最佳方案
在醫(yī)院建筑工程中,場(chǎng)地的選擇和布置對(duì)醫(yī)院的后期運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。
場(chǎng)地分析是研究影響建筑物定位的主要因素、確定建筑物的空間方位、確定建筑物的外觀、建立建筑物與周?chē)坝^的聯(lián)系過(guò)程。在規(guī)劃階段,場(chǎng)地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計(jì)決策的重要因素,因此需要通過(guò)場(chǎng)地分析來(lái)對(duì)景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析。例如:利用BIM模擬醫(yī)院交通流線和出入口布置分析以求最佳方案。
傳統(tǒng)的場(chǎng)地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過(guò)重、無(wú)法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端,尤其是一些山坡地、河道低洼地,通過(guò)BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡(jiǎn)稱(chēng) GIS),對(duì)場(chǎng)地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,通過(guò)BIM及GIS軟件的強(qiáng)大功能,迅速得出令人信服的分析結(jié)果(如土方平衡量、排水泄洪方案等),幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評(píng)估指定場(chǎng)地的使用條件和特點(diǎn),從而做出新建項(xiàng)目最理想的場(chǎng)地位置、交通流線組織關(guān)系、建筑主體布局等關(guān)鍵決策。
*模擬空間發(fā)展——做關(guān)鍵性規(guī)劃
在醫(yī)院建筑策劃時(shí),我們總希望在用地與建筑空間留有發(fā)展余地,用于滿足日后發(fā)展或功能轉(zhuǎn)變之需。
策劃是在總體規(guī)劃目標(biāo)確定后,根據(jù)定量得出設(shè)計(jì)依據(jù)的過(guò)程。相對(duì)于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)(設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū))的傳統(tǒng)方法,醫(yī)療建筑策劃利用對(duì)建設(shè)目標(biāo)所處社會(huì)環(huán)境及相關(guān)因素,包括對(duì)城市化進(jìn)程、人口圖譜、疾病譜和當(dāng)?shù)蒯t(yī)療資源及分布等進(jìn)行邏輯數(shù)理分析,研究項(xiàng)目任務(wù)書(shū)對(duì)設(shè)計(jì)的合理導(dǎo)向,制定和論證建筑設(shè)計(jì)依據(jù),科學(xué)地確定設(shè)計(jì)的內(nèi)容,并尋找達(dá)到這一目標(biāo)的科學(xué)方法。在這一過(guò)程中,主要是以實(shí)態(tài)調(diào)查為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)分析為手段對(duì)目標(biāo)進(jìn)行研究。
BIM能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在建筑規(guī)劃階段,通過(guò)對(duì)空間進(jìn)行分析來(lái)理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),從而節(jié)省時(shí)間,為團(tuán)隊(duì)提供更多增值活動(dòng)的可能。特別在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時(shí),借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù),可以做出關(guān)鍵性的決定。
在建筑策劃階段,BIM還會(huì)幫助建筑師隨時(shí)查看初步設(shè)計(jì)是否符合業(yè)主的要求,是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計(jì)依據(jù),通過(guò)BIM連貫的信息傳遞或追溯,大大減少設(shè)計(jì)階段因不合理設(shè)計(jì)造成修改的巨大浪費(fèi)。
*評(píng)估設(shè)計(jì)方案——獲得較高的互動(dòng)效應(yīng)
在方案論證階段,項(xiàng)目投資方可以使用BIM來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)方案的布局、照明、安全、聲學(xué)、色彩及是否符合相關(guān)規(guī)范。BIM甚至可以做到利用建筑外觀部分的細(xì)節(jié)來(lái)迅速分析設(shè)計(jì)和施工中可能需要應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。
以某醫(yī)院某科室門(mén)診區(qū)域的設(shè)計(jì)為例,我們可以利用BIM去模擬測(cè)算,以判別門(mén)診設(shè)計(jì)的合理性。該科室日常常規(guī)參數(shù)如下:
常規(guī)門(mén)診量:150人(最高峰250人);
峰值門(mén)診時(shí)段:9:00―11:00 (平均1人/5分鐘);
平均就診時(shí)間:20分鐘;
患者可容忍等候時(shí)間:老人45分鐘,中青年30分鐘。
通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬動(dòng)態(tài)測(cè)試,可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證,具體內(nèi)容包括:
人群是否始終或長(zhǎng)時(shí)間處于聚集狀態(tài),從而判斷整個(gè)科室診室區(qū)域面積是否足夠;
什么時(shí)間就診人群開(kāi)始聚集,聚集在何處,以此判斷整個(gè)診室區(qū)域面積、診室數(shù)量和候診空間的比例是否合理;
根據(jù)診量高峰與低谷的比例,調(diào)整部分專(zhuān)科門(mén)診的開(kāi)放時(shí)間,如某些慢性專(zhuān)科門(mén)診,高峰時(shí)段不開(kāi)門(mén),而在低谷時(shí)段開(kāi)放;
根據(jù)對(duì)患者就診路徑、就診時(shí)間、等候時(shí)間規(guī)律的判別,考慮在診室區(qū)域植入相關(guān)醫(yī)技、治療功能。
在這個(gè)案例中,通過(guò)BIM平臺(tái)的運(yùn)用,可以優(yōu)化診室設(shè)計(jì)方案,使之更高效、舒適、方便,達(dá)到診室設(shè)計(jì)效果最佳狀態(tài)。
方案論證階段還可以借助BIM方便地、低成本地提供不同的解決方案以供項(xiàng)目投資方進(jìn)行選擇,通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和模擬分析,找出不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn),幫助項(xiàng)目投資方迅速評(píng)估建筑投資方案的成本和時(shí)間。
對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),通過(guò)BIM來(lái)評(píng)估所設(shè)計(jì)的空間,可以獲得較高的互動(dòng)效應(yīng),以便從使用者和業(yè)主那里獲得積極的反饋。設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)修改往往基于最終用戶的反饋,在BIM平臺(tái)下,項(xiàng)目各方關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題比較容易直觀地展現(xiàn)并迅速達(dá)成共識(shí),相應(yīng)地,決策所需的時(shí)間會(huì)比以往減少。
*可視化設(shè)計(jì)——真正的三維方式來(lái)完成建筑設(shè)計(jì)
建筑師在與醫(yī)生溝通的過(guò)程中,往往會(huì)出現(xiàn)醫(yī)生無(wú)法判別使用面積是否足夠的問(wèn)題,3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計(jì)手段的出現(xiàn),有力地彌補(bǔ)了業(yè)主對(duì)傳統(tǒng)建筑圖紙識(shí)別能力缺乏造成的和設(shè)計(jì)師之間的交流鴻溝,但由于這些軟件設(shè)計(jì)理念和功能上的局限,使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲,還是用于階段性的效果圖展現(xiàn),與真正的設(shè)計(jì)方案之間均存在相當(dāng)大的差距。
對(duì)于設(shè)計(jì)師而言,除了用于前期推敲和階段展現(xiàn),大量的設(shè)計(jì)工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺(tái)來(lái)完成。但由于CAD平臺(tái)的功能局限,使得設(shè)計(jì)師不得不放棄三維空間的思考方式,退而求其次地使用平、立、剖三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)成果。這種由于工具原因造成的信息割裂,在遇到項(xiàng)目復(fù)雜、工期緊的情況下,非常容易出錯(cuò)。
BIM的出現(xiàn),使設(shè)計(jì)師真正回歸到了三維的世界,使用三維的思考方式來(lái)完成建筑設(shè)計(jì),同時(shí)也使業(yè)主真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制,隨時(shí)了解自己的投資與回報(bào)。
*多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)——從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期
協(xié)同設(shè)計(jì)是一種新興的建筑設(shè)計(jì)方式,它可以使分布在不同地理位置的不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。協(xié)同設(shè)計(jì)是在建筑業(yè)環(huán)境發(fā)生深刻變化、建筑的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式必須得到改變的背景下出現(xiàn)的,也是數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)與快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計(jì)主要是基于CAD平臺(tái)。這種基于二維的協(xié)同設(shè)計(jì)并不能充分實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)間的設(shè)計(jì)信息交流,這是因?yàn)镃AD的通用文件格式僅僅是對(duì)圖形的描述,無(wú)法加載附加信息,并且由于平臺(tái)局限,專(zhuān)業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容未能很好融合。
BIM的出現(xiàn),使協(xié)同已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的文件參照。BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐,大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。協(xié)同設(shè)計(jì)不再是單純意義上的設(shè)計(jì)交流、組織及管理手段,它與BIM融合,成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。借助于BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì),協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期,需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各方的集體參與,因此具備了更廣泛的意義,從而帶來(lái)綜合效益的大幅提升。
*建筑性能化分析——可自動(dòng)完成
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建筑物理性能化分析,國(guó)外的研究開(kāi)始于20世紀(jì)60年代,甚至更早,早已形成較為成熟的理論,并已開(kāi)發(fā)出豐富的工具軟件。但是在CAD時(shí)代,無(wú)論什么樣的分析軟件,都必須通過(guò)手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開(kāi)展分析計(jì)算。而操作和使用這些軟件不僅需要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)培訓(xùn)才能完成,同時(shí)由于設(shè)計(jì)方案的調(diào)整,造成原本就耗時(shí)耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核,導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計(jì)的最終階段,使得建筑性能化分析趨于象征性。最終導(dǎo)致了建筑師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí),無(wú)法非常方便地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行定性與定量的性能化計(jì)算分析,或者建筑設(shè)計(jì)與性能化分析計(jì)算之間發(fā)生嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。
利用BIM技術(shù),建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計(jì)信息(包括幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等),只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件,就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果,原本需要專(zhuān)業(yè)人士花費(fèi)大量時(shí)間輸入大量專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)的過(guò)程,如今可以自動(dòng)完成,這大大降低了性能化分析的周期,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量,同時(shí)也使設(shè)計(jì)公司能夠向業(yè)主提供更專(zhuān)業(yè)的技能和服務(wù)。
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