首都医科大学附属北京天坛医院迁建工程BIM技术应用

首都医科大学附属北京天坛医院迁建工程

一、 概况部分

北京天坛医院始建于1956年8月23日，是一所以神经外科为先导，神经科学为特色的“国内一流、国际知名”的大型三级甲等综合性教学医院，是世界三大神经外科研究中心之一，是亚洲重要的神经外科临床、科研、教学基地，现有天坛医院年门急诊量140万余人次，年出院病人3万人次，年手术量近3万例。

新建的首都医科大学附属北京天坛医院，建筑面积35.2万平方米，是原有院区面积的4倍，总床位规模将达到1650张，比现有床位净增加500张，同时是应市政府疏解卫生资源的倡导，第一家从城区内整体搬迁，承担未来丰台区区域医疗中心的重任，搬迁后的新医院，通过现代化的医疗流程，给病患提供更加便捷、舒适的就医环境提供保证，随着医疗事业的蓬勃发展，在经历了教会医院、大开间医院、分学科布局医院、空间集中的高层医院后，医院的建筑布局一改医院像天上发展，而是让医院躺下来，进入了更加以人为本的新的医院建设时代。  

二、 BIM应用部分

北京天坛医院迁建工程BIM应用，覆盖了包含建筑、结构、机电、精装、市政全部专业，BIM模型后期应用到施工配合，施工方采用BIM系统，进行现场组织施工以及排砖，针对本项目的超大体量医疗建筑，设计组对全区整体进行日照模拟分析，以保证满足病房、诊室等医疗房间最大可能获得较好的自然采光及通风，绝大部分诊室、病房均采用模块化设计，通过BIM系统的支持，模块化可以有效的提高设计标准化率，并同时达到节约投资，便于施工、缩短工期的目的，并为以后实际使用预留更多灵活可变空间，以适应未来医院发展的需求。

具有传统优势的专科门诊楼，基于整个项目的最南端，领航着整个建筑群，专科门诊楼外皮构思取材于医院特色专科神经外科的核心--脑神经元抽象的符号作为建筑母题，彰显出建筑的现代感和别具一格的建筑特色。设计组在设计过程中，通过windows加r构思多种方案，最终方案采用rhino设计神经元表皮，表皮尽量采用无规律形体，把神经表皮拆分成6个部分，采用两种单元模块，在rhino中展开形成主体模型，之后rhino模型导入tekla结构计算软件中进行计算并生成加工图纸，工厂可直接将此1:1图纸导入数控机床加工，加工完成后，根据构件图尺寸拼装，在工厂加工时，可在节点中心控制点上设置标记，以便现场安装时根据坐标点定位，因钢板为数控加工，定位精度可以保证在毫米级，通过此种BIM应用，模型的交互，可以有效减少钢结构施工的误差以及精度差的问题。

神经外科专科楼建筑体型独特，采用内外双筒加连桥的平面布局，通过BIM系统的应用，可以让室内设计师直观看到结构的效果，尤其是内筒与外筒的连接处，BIM系统为直观推敲三条连廊构成的形式，最终到达完美的效果提供了有力的支持，同时，通过交通流量软件分析，对专科门诊楼内扶梯、电梯以及各个出入口进行优化，因医院本身对净化要求较高，设计在医技楼三层净化区房间内进行的CFD流体分析，通过CFD软件进行流体模拟，得到净化区房间内最恰当的家具、人员、房间以及净化设备送排风口的布置，使运行后的天坛医院净化房间内空气净化效果达到最佳。医疗建筑、技术更新较快，建设过程增加新的设备，BIM的协同能力便发挥了非常有效的作用。天坛医院在建设过程中设计增加气动物流站点共计142个，涉及A、B两个地块，设计增加物流小车传输站点56个，涉及A、B两个地块，在原有复杂的管线中，通过BIM在三维中直观的寻找路径，碰撞检查，可以给原有设计的影响降到最低。

天坛医院病房楼限高50米，在床位数的严格要求下，建筑层高度非常有限，设计方严格限制病房楼内剪力墙的数量，并严格限制梁高，病房楼内梁高不超过600毫米，在2.4米的走廊宽度、3.9米的层高控制下，排布20根包括风管、空调水管、桥架、物流小车、气动物流、医疗气体等特种管线，吊顶高度达到2.5米，同样，医技楼地下一层，机房集中，集中整个医疗区的供热、空调、冷却水等主管线26根之多，在八米宽的走廊、6米层高、0.8米高梁的控制下，通过BIM进行管线综合后反复优化，吊顶高度达到3米。

医疗区因11层高的病房楼与四层高的医技楼为一个结构单元，结构平面呈T字形，设计组通过三维模型推敲，在revit模型中进行设计，通过整合结构、机电设计后，将二者用插入的方法在建筑保持一致，但在结构上各成体系，既满足了建筑的无菌要求，又使结构不超限，同时减少建筑投资。天坛医院BIM在小市政上的应用，雨水管网末端绿地下方设置PP模块雨水调蓄水池，实际高峰寒雨水量减为25.68%，消峰率达到74.32%，峰值延后时间20分钟。

三、总结

首都医科大学附属北京天坛医院迁建工程，设计周期仅仅一年时间，共计约36万平米的三级甲等医院，BIM应用内容涵盖建筑、结构、设备、电气、室内设计、景观设计，在如此短的设计周期内，只有充分利用BIM系统，才能尽可能避免设计中的错误，同时在建设过程中的BIM也可以有效的与施工方进行对接，提高生产效率，保证设计任务，高效优质的完成。