基于BIM技术的医院项目特殊区域净高分析与管理方法

元野 万顺路 蔡文浩

广西华蓝工程管理有限公司 广西 南宁 530000

引言

医院内各区域功能不同，大部分区域为公共区域，但部分区域对进出人员实施特殊管理制度，称为“特殊区域”；主要包括特殊病症区域、药局资材区域、财务管理区域、中央监控管理区域等。特殊区域内的工作内容存在一定的特殊性，因此该区域管线管理也需要重点关注；例如中央监控管理区域就需要设置大量的管线用以保证电子设备正常运行，可能导致该区域净高过低，影响正常使用。科学合理的管线综合排布对医院建筑建设至关重要，直接影响医院建筑的空间品质[1]。

若单以净高为控制目标，片面压缩管线层空间，会影响线路正常排布；有必要对医院项目特殊区域的净高进行精准计算、分析。医院建筑管线项目特殊区域净高分析通过预判建筑净高情况，协调管线在三维空间的分布情况，为医院管线的一体化设计提供了基础保障[2]。有研究针对建筑室内空间净高展开研究，分析影响空间净高的主要因素，并从项目选址与建筑造型方面入手，降低倾斜结构构件的使用率，调整管线位置，减少机电管线的敷设，以此来实现空间净高的最大化需求[3]。该方法在实际应用中对于部分特殊区域净高分析结果的精度偏低，导致管线安装效果较差[4]。

BIM技术集建筑工程与计算机信息技术于一体，能够改善这一问题，通过模拟功能与可视化功能，表达医院工程建筑项目的功能特性与具体情况，进而提高净高分析结果的准确率[5]。本文引入BIM技术，针对医院项目特殊区域，提出一种净高分析方法，旨在提高医院管线排布设计、施工质量。

1 医院项目特殊区域净高分析方法设计

1.1 医院项目特殊区域空间结构分析

医院建筑工程项目特殊区域空间结构数据对分析与控制净高至关重要。利用Revit软件对医院全设计专业管线进行综合排布建模，全方位分析与会审。

首先，分析医院项目CAD图纸机电部分的空间数据，根据特殊区域与各个功能分区的管线布局，得出建筑结构柱、吊顶、板墙的位置与尺寸，初步提取特殊区域机电管线的排布信息，锁定分析和控制重点。

其次，应用Revit软件对特殊区域净高影响因素进行全面分析。利用BIM技术将空间数据导出，综合考虑医院项目特殊区域层高与净高的要求，调整净高空间数据，必要时调整管线在特殊区域的平面布置，保证空间结构与品质。

1.2 基于BIM技术设计管线剖面图

在此基础上，结合实际施工情况，绘制特殊区域管线剖面图，为后续净高计算与分析，指导现场施工提供基础保障。BIM技术具有模拟功能与可视化功能，能够有效地将医院建筑工程项目的二维设计图纸合理转化为具有功能特性数字化表达的工程数据模型。结合医院建设实例设计的管线剖面图，如图1所示，医院项目特殊区域的管线剖面复杂，局部管线可能存在交叉。在管线剖面图设计过程中，综合考虑管线功能实现、特殊区域邻接情况、运营维护要求、二次施工可能性等，不断调整管线排布细节，最终确定管线水平布局。

图1 基于BIM技术的管线剖面图

1.3 特殊区域净高计算

综合考虑医院建筑标准，对特殊区域的净高进行计算。由于影响净高的因素较多，例如结构梁高、医院暖通设计、管线布设占据高度空间等，一定程度上增加了净高计算复杂程度。利用BIM技术采集医院项目特区域的竖向空间数据，结合实际工程经验，总结医院项目特殊区域净高计算公式为：

其中，L表示医院管线项目特殊区域装修后净高；la表示医院建筑楼层高度；Hr表示建筑梁板厚度；Ht表示管线安装排布厚度；Hm表示特殊区域天花吊顶厚度；Hd表示特殊区域装饰层厚度。

在计算时，应充分考虑管线排布与吊顶面之间的操作间隙，避免对净高计算结果产生不利影响。将医院项目特殊区域净高计算结果与管线剖面图相互校核，全面调整建筑装修图纸标高，实现净高分析目标。

2 实例应用分析

为验证本文前述净高分析方法的可行性与实际应用效果，选取某地区M医院项目进行实例应用分析。该医院总建筑面积约48km2，属于设施完善的三级医院，包括医疗综合楼（共17层）与医疗行政办公楼（共6层）。

图2 M医院BIM模型示意图

在M医院项目特殊区域净高设计中，局部存在风管与吊顶龙骨冲突的问题，对施工和后续使用产生不利影响。利用BIM技术的模拟功能与可视化功能，实时显示项目特殊区域管线情况；获取各个管线测量点信息，包括净高与定位轴网，完成特殊区域净高分析。

选取M医院不同科室、楼栋、医疗房间，对其进行标号处理，分别标号为TSQY01、TSQY02、TSQY03、TSQY04、TSQY05、TSQY06，六个区域的实际净高分别为2800mm、2900mm、2800mm、3300mm、2580mm、3300mm。分别获取特殊区域的净高分析结果，与实际净高比较，得出净高分析方法的偏差，均在50mm以内；此净高分析方法具备一定可行性和工程实践意义。

3 净高控制管理经验

la楼层高度在设计上是明确的，但Hr、Ht、Hm、Hd这些数据视具体位置而不同；其中，比较容易确定的是Hm和Hd。以轻钢龙骨铝扣板吊顶为例，其占用的竖向空间主要有吊码（约0.04m）、主龙骨（约0.05m）和副龙骨（约0.04m），再考虑安装间隙和调平影响，吊顶占用空间Hm可按0.15m计算；以普通瓷砖地面为例，图集做法普遍采用结构板面上铺0.05m干硬性水泥砂浆，瓷砖厚度普遍9～12mm左右，考虑结构面平整度影响和铺贴找平，实际施工过程中地面装饰面层厚度Hd在0.08m左右。

梁板厚度Hr可根据结构图确定，在平法标示梁高中已经含有板厚。需要额外考虑的是，施工过程中模板装配误差可能在±0.02m之内，还有大跨结构可能按跨度的0.1%～0.3%竖向起拱；在实际施工过程中管线安装不会完全贴紧梁底，需要一定施工间隙。考虑以上，可在图纸标示的梁高之外再增加0.05m，较为有保障；故假设800×300的梁，梁板厚度的计算基数就是0.8m，Hr可按照0.85m取值。

在这些参数中，设备和管线安装厚度Ht是最难判定的，需要优先处理重力排水，再处理较大风管，尽量留出平直空间铺设消防和生活冷热供水管道。强弱电桥架在层内部分区域需要重点考虑，但整体上占用空间较小。在室内装有空调风机盘管处，需要考虑将风机盘管及相应风口设置在梁窝中，不单独占用竖向空间。由于新风、空调系统的风口可以采用软连接方式，故设备和管线安装的最低高度，是由消防喷淋头的末端高度确定（下喷时）。

在计算较大、较长平面如大厅、走廊等区域的净高时，要充分应用BIM模型进行分析，寻找净高控制最不利位置，绘制二维管线综合断面图。在进行施工交底时，考虑到实际现场施工技术管理流程和班组接受程度的影响，需以二维图面交底为基础，辅以三维模型进行展示和说明。突出设计牵头工程总承包模式的管理优势，用心研究、积极策划，对项目平稳顺利实施和使用效果提升有很大帮助。

经过以上技术分析和明确总体控制要求后，还要辅以必要的管理流程和措施，才能保证装修后净高的整体控制要求在施工中得到贯彻实施。在实际项目实施过程中，配合BIM技术，提出“净高控制红线”概念：分析各楼层各区域的装修后净高，形成图纸成果，与项目建设单位进行充分沟通，取得其认可和支持，再以工程联系单的形式，明确净高实施要求，书面向施工单位交底，明确安装和装修净高控制红线。如果施工过程中，施工单位发现部分施工内容侵入装修后“净高控制红线”，要及时沟通参建各方，共同会诊解决；如未能实现交底的净高要求，又不在实施过程中及时报告，则实施单位要负责拆改。以此方法督促施工单位和分包队组在施工过程中，重视安装净高的管理；经过实践证明，此为有效的管理措施。

4 结束语

传统净高分析评估方法是基于经验和二维设计成果的分析，太过粗放。本净高分析方法利用BIM3D模型，分析更加直观具体；并总结出净高分析公式，根据工程经验归纳了净高影响因素。

在医院项目管线综合分析方面，此方法具有可以指导实际施工的预测精度，更加合理充分地利用了医院建筑空间，优化了管线综合排布效果。

建立参建各方的沟通渠道，积极组织现场踏勘，事前明确控制标准，强化安装过程管理，对设计图纸的重点难点及时向施工单位进行充分的技术交底，可以有效改善项目的完成效果。