從年初疫情的爆發到現在，三個月的時間裡，我們見證了雷、火神山和16座方艙醫院建設的“中國速度”。國外許多人都覺得不可思議，感嘆中國在資源調動上的強大執行力。其實除了“中國速度”之外，在醫院建設之前，科學合理的設計，同樣值得我們關注。今天給大家帶來的《首都醫科大學附屬北京天壇醫院遷建工程》，利用BIM技術充分體現出了其設計的科學合理性。
項目概況
首都醫科大學附屬北京天壇醫院遷建工程建成後的新院將使日門急診量比過去提升30%。北京天壇醫院是建國以來北京市首個從中心城區整體搬遷的綜合醫院，同時也將是豐臺區第一家大型三級甲等醫院。新建的首都醫科大學附屬北京天壇醫院建築面積35.2萬平方米，是原有院區面積的4倍；總床位規模將達到1650張，比現有床位淨增加500張。
複雜三維型體中BIM的應用
天壇醫院以神經外科為特色學科，在國內外都有很高聲譽，建築方案著重以神經元為概念突出天壇醫院特點。天壇醫院神經元網架構思源於神經元組織，設計組在設計過程中構思多種方案。
過程方案
最終方案
神經元表皮儘量採用無規律形體，初期在CAD中進行推敲，考慮到在效果能夠滿足的情況下儘量節省投資的因素，把神經元表皮拆分成6個部分，分別採用兩種單元模塊。之後再rhino中展開形成主體模型。
之後犀牛模型導入結構計算軟件tekla中進行計算。
在模型中以結構線對曲面進行分割，得到節點三維模型，以此模型為依據可以出此節點的構件加工圖。
將節點內、外皮及側面展開，出鋼板下料圖，工廠可直接將此1：1圖紙導入數控機床加工，加工完成後根據構件圖尺寸拼裝。
在工廠加工時，可在節點中心控制點上做標記，以便現場安裝時根據座標點定位。因為鋼板為數控加工，定位精度可以保證在毫米級。
神經元裝飾架安裝順序
超大體量醫療建築結構部分BIM的應用
醫療區因11層高的病房樓與4層高的醫技樓為一個結構單元，結構平面呈T字型。設計組通過三維模型推敲，在revit模型中進行設計，通過整合結構、機電設計後，將二者用插入的方法在建築保持一體，但在結構上各成體系，既滿足了建築的無菌要求，又使結構不超限，同時減少建築投資。
神經外科專科樓，建築體形獨特，採用內外雙筒加連橋的平面佈局，通過BIM系統的應用，可以讓室內設計師直觀看到結構的效果，尤其是內筒與外筒的連接處， BIM系統為直觀推敲三條連廊構成的形式，最終到達完美的效果提供了有力的支持。
尤其是內筒與外通的鏈接，通過BIM系統，可以直觀的調整三條連廊的形式，以便達到最完美的效果。
室內部分通過revit軟件對機電管線的排布，可以完美的實現精裝修效果。
超大體量醫療建築的數據分析應用
針對本項目為超大體量醫療建築，設計組對全區整體進行日照、通風等各方面進行模擬分析。以保證滿足病房、診室等醫療房間最大可能獲得較好的自然採光及通風。
全區機電模型採用revit搭建，通過優化，結合醫院特點的市政中水的使用：非潔淨區採用市政中水衝廁、沖洗車庫及灌溉；潔淨區採用消毒後的自來水衝廁避免二次感染。
本工程分別在小市政雨水管網末端綠地下方設置PP模塊雨水調蓄水池，緩解初期雨水對市政管網的壓力。實際高峰排雨水量減為25.68%（消峰率74.32%），峰值延後時間20分鐘。
同時，通過交通流量軟件分析，對專科門診樓內扶梯、電梯以及各個出入口進行優化。
BIM在醫療建築中的多專業協同應用
天壇醫院病房樓限高50米，在床位數的嚴格要求下，建築層高高度非常有限。設計方嚴格限制病房樓內剪力牆的數量並嚴格限制梁高，病房樓內梁高不超過600mm，在2.4米的走廊寬度、3.9米的層高控制下，排布20根包括風管、空調水管、橋架、物流小車、氣動物流、醫療氣體等各種管線，吊頂高度達到2.5米。
醫技樓地下一層機房集中，集中整個醫療區的供熱、空調、冷卻水等主管線26根之多，在3米寬的走廊、6米層高、0.8米高梁的控制下，通過BIM進行管線綜合後反覆優化，吊頂高度達到3米。
醫技樓西側通廊，需要佈置強弱電橋架、進排風、空調水、消防等多種管道，同時此空間長度約300米，空調所需高度非常高，只有通過BIM系統，才能控制此區域各層吊頂高度在一個合理範圍內。
根據BIM模型優化後，增加原有病房衛生間使用空間。
依據BIM模型得到最終精裝修效果
BIM在醫療建築新技術的應用
CFD流體分析，選擇醫技樓三層淨化區域為分析對象。
天壇醫院遷建工程在建設過程中，設計增加氣動物流站點共計142個站點,包括A、 B兩個地塊,各病房區域門急診醫均可到達。
增加物流小車傳輸共設56個站點從首層北側配液中心至：ICU，三棟病房樓，B地塊幹保樓。
BIM在醫療建築中的模塊化應用
標準化的模塊佈局
建立專項醫療項目樣板
項目模塊化建模
項目模塊化在其它項目上的應用
總結
首都醫科大學附屬北京天壇醫院遷建工程設計週期僅僅1年時間，共計約36萬平米的三級甲等醫院，設計內容涵蓋建築、結構、設備、電氣、室內設計、景觀設計，在如此短的設計週期內，只有充分利用BIM系統，才能儘可能避免設計中的錯誤與衝突，同時在建設過程中的BIM系統也可以有效的與施工方進行對接，提高生產效率。
