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项目概况
1. 项目简介
中国医学科学院北京协和医院转化医学综合楼项目，由中国建筑设计研究院设计，中国建筑第八工程局有限公司总承包施工。项目地处首都长安街附近核心区域，位于北京市东城区帅府园1号北京协和医院东院区，本工程为科研建筑，地下5层，地上10层,总用地面积8600㎡，总建筑面积55437㎡。
该项目是“十三五”规划的全国五个转化医学楼中首个正式实施项目，将建设成为国家级、国际化、高水平的北京地区转化医学研究中心，充分发挥北京协和医院作为全国疑难重症治疗指导中心和拥有最丰富病例资源的诸多优势，为推动转化医学研究做出应有的贡献，为首都及全国人民带来更好的医疗服务。
图1中国医学科学院北京协和医院转化医学综合楼
项目效果图
2.项目创新性
转化医学综合楼复杂性极高，还要兼顾设计高要求，项目基于BIM+智慧工地技术，在首都核心区域进行精益建造中的应用，将建筑新技术、新工艺、新成果应用到工程建设中，以实现工程建设的精细化管理。
3.项目难点
（1）地处核心区域
本工程地处首都核心地带，位于北京市协和医院东院，东侧紧邻东单北大街距基坑边缘仅1.5m，南侧紧邻护士楼，距基坑边缘仅4.8m，西侧紧邻内科楼距基坑边缘仅4m，北侧紧邻门诊楼。现场施工场地十分狭小，内部无环形道路。工程材料仅能在夜间运输，现场无加工场地及材料堆放场地。
（2）专业繁杂
本工程为转化医学综合楼，填补国内医疗领域在转化医学方面的空白，共计5大系统15个平台，涉及转化医学涉及医疗科研建筑所需的各类专业，包括气动物流、防护屏蔽、净化工程等14项专业，种类繁杂。
（3）施工精度高
转化医学综合楼为医疗科研建筑，内含较多大型医疗设备、实验室、医用机房，其中，2个回旋加速室、7个直线加速室、大型合成热室等大型机房均设置在地下，部分墙体达到2800mm，精密的医学设备对结构及预留预埋精度要求极高，误差需控制在毫米级。
（4）工艺复杂
作为协和医院的重点工程，医院精装修的良好效果与整体造型的美观意义重大，施工的细部做法需高标准、严要求，以保障达到既定的装修要求，为后续医患双方提供良好的就医环境。
4.应用目标
针对医疗建筑设计与施工的特点及本工程特殊的地理位置，计划应用BIM+智慧工地技术，解决现场施工组织、工期管控、专业繁杂、施工精度高、工艺复杂等问题，助力项目精细化管理和绿色施工。
同时，公司希望通过此次实践，形成一套系统的、符合企业发展方向的、可复制的BIM实施标准，为公司其他工程项目提供示范经验，并借此机会，提高各部门人员的BIM技术应用能力，培养一批新型技术人才和管理人才，为公司及BIM行业的发展做出贡献。
5.应用内容
（1）设计方案优化
（2）狭小场地施工部署与规划
（3）转化医学多专业管线空间策划
（4）医学加速室机房规划与模拟
（5）幕墙样板深度应用
（6）沉浸式体验
（7）智慧工地建设
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技术应用整体方案
1. 组织架构与分工
针对本工程特点及实际工作需要，建立了层级分明的BIM工作组织架构，形成了全员参与、全专业、全流程应用的项目BIM实施团队。
图2 组织架构图
2. 软硬件配置
3.标准保障
为配合业主方打造世界一流的智慧医院，同时解决施工现场实际问题，在施工初期，项目制定了《北京协和医院转化医学综合楼项目BIM实施策划方案》，主要包括人员架构，建模标准，技术流程，软硬件计划，例会制度，建模计划等。尤其针对本工程特点，对狭小场地、复杂专业、医学加速室、装配式幕墙等内容进行专项实施策划，解决工程施工难题。
BIM应用方案的主要任务之一就是确定项目各阶段的各类协调内容和人员责任，尤其是在方案制定和启动阶段，确定策划和执行的合适人选，是BIM方案成功的关键。
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技术应用实施过程
1.设计方案优化
（1）地下室灯光照明分析：依照电力照明系统设计，项目采用BIM技术辅助进行灯光分析，主要分析地下车库照明系统的灯光布置，选择最优布置方案，节约成本。
（2）核医学药物运输路线模拟：为实现全院物资运输及仓储的智能化、无人化管理，保证核医学药物运输的安全，通过智能导航车解决院内运输任务。项目应用BIM技术模拟机器人运输路线，解决道路狭窄及门洞尺寸空间障碍。
（3）精装方案虚拟样板：项目致力于打造经久耐用，温馨愉悦，更换灵活，空间融合，采光通风的精装修设计。项目利用沉浸式体验系统，打造虚拟样板，模拟实际材质、光照体验，方便业主、设计院、施工总包确定实施方案。
图3 精装方案虚拟样板图
2. 施工部署与规划
（1）狭小场地的空间布局:本项目地理位置特殊，场地空间狭小，以往这种情况都会采用2D场地平面布置，但是本项目利用BIM的技术优势，采用3D场地布置方法，对施工人员、材料、机械、专用定制塔吊等关键因素进行了排布，直观地利用每一寸可使用的空间，极大地提高了项目的整体运转效率。
同时，通过3D的实景呈现，我方与甲方充分沟通后，在不影响施工的情况下，在既有建筑旁设置3个生活办公区，进一步提高空间利用率。
（2）既有建筑保护与防扰民措施:由于现场涉及夜间施工，众多材料需夜间进场，故对施工场区进行灯照策划。通过BIM进行施工模拟，在基坑周边及塔吊周围，布置14个500瓦LED射灯。射灯的数量、瓦数和每个灯所处的位置，都是经过多次模拟后的最优方案，既保证施工正常进行的基本光照条件，又尽可能避免影响医院内人员的夜间休息，在照明方面实现科学化、标准化。
（3）施工进度模拟与主材进场数量控制:本工程因场地有限，无材料堆场，钢筋为场外加工后运输至现场，实用实销，无法大量存放。在这种情况下，结合进度模拟+BIM模型+钢筋翻样，合理地进行采购、加工、人员配备，做到材料进场与进度的无缝衔接。
图4 三维场布图
3. 多专业管线的空间策划
（1）确定各专业管线排布原则:转化医学对气动物流、医学气体、净化工程等专业要求高，部分走道管线数量达到30根，管线空间排布难度极大。针对本项目特点，综合利用BIM技术，提前策划排布原则，提高管线排布工作效率。
（2）深化设计与方案交底:通过BIM技术进行管线综合排布后，与设计院紧密沟通，下发综合排布、各专业排布、预留洞口图纸，指导现场施工。根据管线综合排布深化图纸，与管理人员及分包单位交流，增强对排布方案，施工顺序及图纸理解，提高现场施工效率，有效解决了在有限空间中管线施工难的问题。
图5 管线深化设计图
4. 医学加速室机房规划与模拟
（1）依据设备型号机房深化设计：依据核医学放射防护要求及设备厂商安装经验，与业主方、设计院协调对机房深化设计，对土建结构及预留预埋进行优化调整，出具医学设备机房深化设计图纸。
（2）机房构造与可视化交底：加速器室预留预埋管线构造利用BIM技术进行建模，调整钢筋与管线排布，使作业人员对医学机房施工方案更加了解，提高结构施工及预留预埋准确率。
（3）复核现场实际数据：机房施工完成后，通过放样机器人及三维扫描仪对管线预留预埋位置精度进行复核（见图6），并将相关数据反馈设计方及医学设备方，提前多方核对，避免安装过程中返工。
（4）医学设备后期吊装：加速器室大型设备运输要求高，部分房间含辐射需铅砖封堵，已施工结构严禁修改。利用BIM技术，结合设备尺寸、安装要求，对运输过程所需的空间、操作过程进行模拟，提前留好作业空间、规划路线，确保安装顺利。
图6 放样机器人/三维扫描仪
5. 幕墙样板深度应用
本工程幕墙体系为仿古拼花石材幕墙，外观造型较为特殊，节点效果需专家论证。工程采用BIM技术建模，并对外墙配色、拼花效果进行渲染，完成后由领导及专家进行审核确认。
幕墙连接体系采用钢结构龙骨，采用BIM建模的方式对其结构形式与节点连接方法进行分析，调整完成确定尺寸后，安排工厂进行下单加工。将BIM模型通过AUTOXR软件与AR桌面设备完美融合，方便快捷地展现技术质量样板方案，方便施工人员更直观理解样板细节。
6. 沉浸式体验
在施工项目中打造沉浸式体验馆（见图7），让每一位体验人员身临其境，对工程模型、管线排布、工艺样板、精装修效果等内容有更加深刻的理解，项目工期异常紧张，沉浸式体验馆的简称，方便过程中进行技术交底、方案比选，加快交流进度，保证质量一次成优。
图7 沉浸式体验图
7.智慧工地建设
（1）智慧工地平台搭建：为实现科技建造、绿色施工，工程引入“智慧工地平台”（见图8）。通过智慧工地平台展示，从多个终端集成施工现场实时情况、项目概况、工期进度和主要节点、公司党建活动等关键信息，让所有参建人员对项目整体情况更加了解，同时，对工程建设过程留存影像资料。
图8 智慧工地管理平台
（2）劳务管理:工程引进劳务实名制系统（图9），方便项目对入场工人数量及信息的实施掌控。同时，通过健康筛查机器人对现场管理及施工人员进行健康筛查及管理，可对入场工人的身体状态有更清楚的了解，保证参建人员拥有良好的身体状态，健康工作。
运用安全VR设备对新入场工人对施工现场常见的安全隐患进行沉浸式体验教育，提高其对规范施工操作的重视，避免安全事故的发生。
图9 劳务实名制系统
（3）绿色施工管理
本项目采用了2台无附着定制塔吊，两塔之间，塔吊与既有建筑之间距离非常近，易发生碰撞危险，通过塔吊监控系统系统实现塔机的安全监控、吊钩可视化、运行记录、声光报警的远程监控，使得塔机安全监控成为开放的实时动态监控（见图10）。
此外，项目还引进了实验室温湿度监测系统、喷淋系统、雾炮自动控制系统等，用于绿色施工管理，避免安全事故的发生。
图10 塔吊防碰撞
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技术应用总结
1. 解决项目在特殊环境下施工的众多问题
借助BIM技术，结合智慧工地系统，对项目解决在首都核心区狭小场地施工过程中的困难起到显著作用，通过对场地动态布置，噪音管理，进度控制，物资精算运输等方面的精细化管理，确保了本工程顺利施工的同时，医院及周边正常运转，降低影响。
2. 形成了一套复杂医院工程的BIM实施标准
通过本工程BIM技术应用的实施过程，形成了一份针对复杂医院及科研建筑工程的BIM技术应用实施标准及专项方案，对类似工程的实施起到很好的示范作用。
3.人才培养
通过项目全员参与的BIM技术应用推广以及每月的专业技能培训，提升了项目管理人员对BIM技术的认识与技能水平，为BIM技术行业的发展做出贡献。
（编辑：奚雅青）
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