張 超

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，安徽 蚌埠 233004)

0 引 言

建筑行業(yè)和衛(wèi)生事業(yè)快速發(fā)展的同時，也帶來了醫(yī)療建筑建設(shè)的難度、復(fù)雜度提高,醫(yī)療建筑功能的特殊性也對運維安全程度提出了更高的要求。BIM作為3D技術(shù)中的典型代表，其應(yīng)用范圍越來越廣。Chuck Eastman教授(“BIM之父”)在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)提出未來將會出現(xiàn)可以對建筑物進(jìn)行智能模擬的計算機(jī)系統(tǒng)[1]。BIM技術(shù)打破了設(shè)計、施工和運維中傳統(tǒng)的理念，給醫(yī)療建筑的消防設(shè)計和消防運維管理提供了新的思路，實現(xiàn)了各專業(yè)信息的共享和協(xié)同。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀及特點

(1)美國、英國、韓國、日本等發(fā)達(dá)國家，制定政策，不斷大力推動BIM應(yīng)用。目前政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)在基于BIM的建筑許可、合標(biāo)性自動監(jiān)測流程、標(biāo)準(zhǔn)制定及數(shù)據(jù)庫建造、開放化BIM指南和其他協(xié)作事項等工作中取得了一定的進(jìn)展，部分國家已投資數(shù)百萬美元用于搭建基于BIM的建筑合標(biāo)性自動監(jiān)測和建筑許可系統(tǒng)。我國工程建設(shè)行業(yè)于2003年開始引進(jìn)BIM技術(shù), 2010年前后BIM技術(shù)應(yīng)用逐步興起。國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)如長三角、珠三角和京津冀等地區(qū)起步較早[2]。我國國家層面的 BIM 六大標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布三項，各地也針對其應(yīng)用出臺了部分相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但總體來看，國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程緩慢，成為制約BIM發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[3]。

(2)BIM應(yīng)用物理模型對建筑工程進(jìn)行全生命周期的表達(dá)，且能隨著建設(shè)工程進(jìn)度的推進(jìn)不斷完善和補(bǔ)充有關(guān)的建筑信息。BIM技術(shù)的重點是利用數(shù)字化技術(shù)提供完整的、與實際情況一致的各建筑工程信息族庫，并且將這些信息族庫添加到所構(gòu)建的三維工程建筑模型中去，其特點主要可分為可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等五個方面[4]。

2 醫(yī)院建筑消防安全管理現(xiàn)狀

分析該領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)，能夠看出醫(yī)療建筑的消防安全管理使用尚有若干缺陷：

(1)國內(nèi)建筑的消防設(shè)計基本依據(jù)國家規(guī)范，如《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等進(jìn)行，醫(yī)院建筑在使用過程中根據(jù)醫(yī)療功能的變化出現(xiàn)的再次裝修和局部改造會給建筑的防火等級和防火效果帶來一定影響，如何保證不降低建筑的防火等級是建筑防火設(shè)計改造和裝修的重點。

(2)現(xiàn)行醫(yī)院消防設(shè)施運維管理由醫(yī)院后勤部門來負(fù)責(zé)。在當(dāng)前公立醫(yī)院后勤服務(wù)社會化變革背景下，后勤工作人員不斷縮減,平均年齡較大,且學(xué)歷較低, 專業(yè)化人才隊伍匱乏，直接影響著醫(yī)院建筑運維階段的管理效果。

(3)運維階段管理目前主要采用現(xiàn)場巡視、分散駐點值守方式,一旦遇到突發(fā)事件,往往被動應(yīng)對,而非事前預(yù)警,無法滿足醫(yī)院日益增長的需求。同時,由于運維階段信息化程度較低,導(dǎo)致設(shè)備、設(shè)施信息具有分散性以及在交付工作中部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失,遺留大量設(shè)備的安全隱患。運營維護(hù)階段建筑設(shè)備的管理成為醫(yī)院改革推進(jìn)的難點[5]。

(4)醫(yī)療建筑使用階段，按照《消防法》等法律法規(guī)要求，要定期和不定期進(jìn)行評估檢測，在這個工作程序中，要儲存和甄別有效的防火系統(tǒng)的全部信息，若僅依靠人工進(jìn)行消防設(shè)備檢修，容易發(fā)生漏檢漏測，可能就會造成消防系統(tǒng)不能正常運行，從而會在火災(zāi)發(fā)生時造成巨大損失。利用自動化系統(tǒng)提高了報修的及時性、準(zhǔn)確性，降低了勞動強(qiáng)度，提高了管理效率[6]。

3 研究目的與研究方法

從人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展趨勢看，信息化在消防設(shè)施運維管理中占有的地位將越來越重要。鑒于BIM 技術(shù)優(yōu)勢和醫(yī)療建筑消防安全管理使用中的缺陷，本文綜合應(yīng)用 BIM 的理論、方法，探討 BIM技術(shù)在醫(yī)療建筑消防設(shè)施運維模型構(gòu)建中的應(yīng)用，將BIM 技術(shù)研究、專家調(diào)研和文獻(xiàn)檢索分析等研究方法應(yīng)用于本項目，初步搭建一種基于BIM的醫(yī)院建筑消防安全運維管理理論架構(gòu)。

4 建筑消防設(shè)施運維策劃及模型構(gòu)建

4.1 歷年模型研究成果

通過對近年期刊文獻(xiàn)檢索，可看出國內(nèi)一些研究者也提出了基于BIM的建筑消防應(yīng)用模型。其中，馬建龍[7]通過引入建筑信息模型和二維碼技術(shù)，研究開發(fā)基于 BIM 的消防設(shè)備智能管理系統(tǒng)，并運用智能移動設(shè)備輔助建筑物運維期的維護(hù)維修管理；陳遠(yuǎn)等[8]研究了基于 BIM 的建筑消防安全管理的應(yīng)用框架，包含基于 BIM 的建筑消防設(shè)計子模型、基于 BIM 的消防預(yù)案管理子模型和基于 BIM 的智能消防系統(tǒng)子模型；黃林青等[9]先把建筑物的消防信息進(jìn)行采集，其次明確BIM模型中相關(guān)的ID，再把建筑物的結(jié)構(gòu)、空間及消防設(shè)施設(shè)備等信息傳輸?shù)綄?yīng)的ID，然后將信息進(jìn)行存儲，最終建立模型和實體建筑物的一一對應(yīng)關(guān)系；張勇[10]研究構(gòu)建 BIM 信息化5個子模型，在建筑管理的各階段加以應(yīng)用。這些理論研究為BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑消防設(shè)施運維模型構(gòu)建中的應(yīng)用起到了很好的引領(lǐng)、啟發(fā)和借鑒作用。

4.2 做好運維平臺數(shù)據(jù)和BIM模型對接

實施單位既要有高水平的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、建模技術(shù)、軟件技術(shù)，還必須要深入項目現(xiàn)場，收集第一手翔實、可靠、全面的資料，從數(shù)據(jù)信息來源上保證運維模型的可靠性和準(zhǔn)確性。在具體工作中，總結(jié)出BIM模型與運維平臺數(shù)據(jù)對接方案(圖1)：

圖1 BIM模型與運維平臺數(shù)據(jù)對接方案

4.2.1 整理竣工資料

應(yīng)用BIM技術(shù)的建筑大多具有復(fù)雜性，項目面積大，需要將消防竣工資料分門別類進(jìn)行整理，在需要進(jìn)行項目整體分析時，以鏈接文件的形式進(jìn)行展示，主要分為場地環(huán)境、建筑分層、設(shè)備機(jī)房、消防水路管線、消防電路管線等6大類別，把上述類別內(nèi)容作為建立模型的數(shù)據(jù)來源。項目其他的竣工資料，比如項目聯(lián)系單、項目變更單、調(diào)試記錄、質(zhì)量控制記錄、監(jiān)理記錄等，同步歸納整理。

4.2.2 現(xiàn)場核查

現(xiàn)場核查前，要制定現(xiàn)場踏勘核查方案，內(nèi)容應(yīng)包括：核查區(qū)域范圍、核查路線、核查人員安排、核查儀器儀表?，F(xiàn)場核查工作的成果以CAD圖紙、照片、視頻、清單表格等數(shù)據(jù)資料進(jìn)行保存。現(xiàn)場核查數(shù)據(jù)作為建模人員的信息源，優(yōu)先級將依次高于項目變更單、竣工圖紙、施工圖紙。

4.2.3 建立模型

建模人員根據(jù)現(xiàn)場核查資料，參照項目其他文檔進(jìn)行建模。有關(guān)人員在醫(yī)療建筑消防設(shè)施的運行期間會對消防設(shè)施進(jìn)行日常巡查、維護(hù)、檢修，也不斷對導(dǎo)入 BIM 模型中的信息更新完善，可以把此時BIM模型看成大型數(shù)據(jù)庫，既能夠?qū)?shù)據(jù)庫中的信息賦予建筑的傳感器、自動控制、計算機(jī)等智能消防系統(tǒng)，又承載著消防設(shè)備的全部信息，形成中央處理器CPU(圖2)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時候，CPU將從 BIM模型中自動抓取消防設(shè)施有關(guān)的信息，隨即應(yīng)急快速啟動相關(guān)自動控制報警系統(tǒng)、滅火設(shè)備等，提高消防系統(tǒng)的防火滅火能力。

圖2 BIM信息采集形成的CPU運行控制功能

4.2.4 添加信息

實施人員將以模型構(gòu)件作為信息添加的最小粒度，在運維模型中添加設(shè)備屬性、維護(hù)保養(yǎng)、產(chǎn)品說明、使用手冊等信息，并為構(gòu)件添加空間編碼信息。利用BIM技術(shù)平臺，將建筑信息、消防設(shè)備信息進(jìn)行可視化表達(dá)，用不同的顏色、不同的方案直觀展示出設(shè)備的運維狀態(tài)、設(shè)備處置決策，克服了維修保養(yǎng)設(shè)備時因信息不全、圖形復(fù)雜等原因而無法達(dá)到設(shè)備維護(hù)的及時性與完好性的缺點，提高了維護(hù)效率，降低了總體維護(hù)成本。

4.2.5 導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫

在該步驟建立的運維模型數(shù)據(jù)庫，將在項目運維階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。該數(shù)據(jù)庫作為運維軟件調(diào)用的核心數(shù)據(jù)庫，為運維軟件提供最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)源。在基于BIM的運維平臺與其他建筑信息化系統(tǒng)對接時，該數(shù)據(jù)庫也可以作為底層數(shù)據(jù)庫，為其他系統(tǒng)建立模型數(shù)據(jù)索引。

4.2.6 導(dǎo)入運維平臺

根據(jù)項目選用運維平臺的不同，運維模型導(dǎo)入平臺的方式可能有所差異。大多數(shù)情況下，都選用數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入方式。模型導(dǎo)入后，運維平臺在服務(wù)器端請求讀取模型文件，在三維圖形界面加載渲染模型。需要調(diào)用模型文本信息、參數(shù)信息時，運維平臺在各功能模塊的表單頁面、屬性頁面服務(wù)端讀取數(shù)據(jù)庫信息。

4.2.7 運維階段模型變更處理流程

在實際運維階段，醫(yī)療建筑因功能變化和業(yè)務(wù)需要，局部區(qū)域常有工程改造項目。建筑防火分區(qū)、設(shè)備設(shè)施變更后，運維模型也需要同步進(jìn)行修正。以某一設(shè)備為例，該設(shè)備在運維平臺中具有多條運維工單、多條巡檢記錄，這些工單和記錄形成了設(shè)備的維修保養(yǎng)歷史記錄。在工程改造項目中，該設(shè)備的位置發(fā)生了變化，管線連接的方式發(fā)生了變化，但設(shè)備主體不變，在此情況下，修改的是位置信息、幾何信息，即套用構(gòu)件原有的運維數(shù)據(jù)，僅更新構(gòu)件的模型幾何信息、位置信息，保持模型與軟件始終保持對應(yīng)。

5 結(jié)束語

醫(yī)院運維階段管理實行專業(yè)化和信息化是現(xiàn)代化醫(yī)院改革和發(fā)展的必然趨勢,BIM技術(shù)的最大價值就是全生命期的信息傳遞與共享[11]。BIM技術(shù)在消防設(shè)施運維階段的應(yīng)用可以對維修保養(yǎng)進(jìn)行精細(xì)化和前瞻性管理,髙效率的運維響應(yīng)可以使醫(yī)療建筑消防設(shè)施達(dá)到更好的安全運行效果。