上海市第二届BIM技术应用创新大赛

技术方案奖房建类优秀奖

上海市东方医院（同济大学附属东方医院）是一所集医疗、教学、科研、急救、预防、保健于一体的三级甲等综合性医院。东方医院包括南北两址，分别位于上海陆家嘴金融贸易区和世博园区。扩建的新楼工程位于陆家嘴地区，总建筑面积83161.97㎡，包括地上24层、地下2层，主要服务于重大保障和高端医疗，建成后将增加床位500张。

上海建工四建集团在上海市东方医院改扩建工程中为业主提供设计咨询、施工总承包和运营管理的全生命期服务，通过服务模式创新和技术创新打造优质的建筑全生命期服务商。

项目概况

项目地址： 上海市浦东新区即墨路150号

建设类型：公共建筑

项目类型： 医院

设计单位：上海建筑设计研究院有限公司

建设单位： 上海市东方医院

项目效果图

BIM应用技术亮点

1、面向运维的BIM模型创建

通过建立面向运维的BIM建模标准，约定竣工模型文件的拆分及命名方式、各个专业的建模内容、空间及设备编码要求、信息录入要求等，在施工BIM建模过程中收集完整的施工阶段信息、确保机电系统管路完全联通、而且管道内的介质流向准确、完整、与现场情况一致。对于重要的机电设备，需要建立设备精细模型，描述设备的内部结构和传感器点位，如1所示。此外，通过融合BIM和虚拟现实技术完成了医院办公室、病房层的装修深化设计，通过虚拟装修场景直观反映室内装修装饰方案和施工阶段的信息，帮助业主提高设计沟通效率，如图2所示。

2、施工BIM向运维BIM的跨阶段模型转化

为解决竣工BIM模型构件数量多、全专业集成渲染难度高等问题。首先，对同一类型的机电设备实例化，只保留该设备类型的一份几何数据，通过渲染管线中的几何变换和数据库中传感器与精细模型的关联得到运维平台多个设备不同状态展示，如图3所示；第二，合并运维阶段不需要单独管理且面片数量较多的构件，减少构件数量；第三，采用LOD分层次渲染策略，当机电系统靠近相机视点时，选用高精度的几何模型进行渲染，反之，则降低几何精度减少三角面片数量，保证渲染体验。

图 3空调机箱实例化

3.跨系统的海量异构建筑运维信息集成

本项目从建造阶段开始，院方和施工方已开始筹划将BIM技术大规模应用到医院建筑运维阶段，联合总承包单位开发了BIM运维系统，要求视频监控系统、BA系统、医用气体监控系统、污水处理监控系统、机房环控系统、人脸识别系统等运维信息系统预留接口，支持将海量异构的建筑静态和动态信息整合在一起，形成建筑全生命期大数据。对BIM中建筑、系统、设备、零件等不同层级构件，建立对应的监测数据匹配和集成方法；通过提前规划网络传输、与分包厂家提前确定通讯协议等实现了东方医院项目30个系统的数据集成，为进一步运维应用和运维数据收集奠定基础。最终BIM模型与监测数据可以精确匹配如图4所示，支持后续的设备状态分析和主动式维保。

4.基于BIM的公共建筑主动式运维管理技术

基于建筑静态和动态数据，引入多种数据挖掘和机器学习算法，对公共建筑的运行监测数据进行多维度的统计分析，以得到海量监测数据背后的深层次的规律性信息和异常情况，通过形象地展示，辅助管理优化，达到节约能耗、辅助设备可靠运行的目标，辅助绿色医院的建设。譬如，基于聚类算法分析用能异常行为和回路，辅助节能管理；基于报警报修数据，自动生成设备维保计划，实现有针对性的预防式维保。

图5 能耗监测、追踪与统计分析

5.基于BIM的公共建筑智慧运维管理系统

本项目开发的基于BIM的公共建筑智慧运维系统包括网页端、智能移动端、桌面客户端3个终端。网页端用于机电设备管理、维护、维修等运维日常管理与统计分析，方便管理人员随时随地通过浏览器查看楼宇运营情况。智能移动端用于现场维护维修人员上传反馈信息，包括建筑信息浏览、评价等服务和设备设施盘点等功能，借助RFID/二维码等物联网技术，实现对医院设备快速定位、盘点、查询等管理。桌面客户端作为运维数据的导入端口、运维管理内容的展示和培训，需保证模型的轻量化、清晰化及运维相关流程的直观性；桌面客户端基于VR技术开发，展示高度真实感的BIM模型，运行于楼宇运维服务中心。

图6 桌面管理端主页面