智慧醫院 用BIM打破極限,跨越整合的邊界

智慧醫院

圖片來源:Pexels

文/若水BIM團隊

在智慧醫療的大潮下,世界各國愈來愈多醫院意識到BIM(Building Information Modeling 建築資訊模型)的價值。

採用BIM模型,除了能提高醫院的建築設計和施工效率,當ESG成為日漸重要的經營準則,BIM與其他醫院管理軟體的結合,可以做到人流、能源分析和廢棄物管理等分析預判功能,提高醫療設施及設備的品質和可持續性。

「BIM還能幫助醫院提升患者體驗」,Healtcare Design雜誌歸結,在醫療機構的建築設計中採用BIM能創造 8 大優勢,隨著設計和施工階段的可視化,最重要的就是幫助醫師、建築師和施工團隊更深入了解患者的需求和偏好,進而優化設計。

在香港,更是由政府主管機關帶頭建設智慧醫院。根據HK01報導,2016年,香港醫管局推出「十年醫院計劃」,將擴建或重建11間現有醫院及興建啟德醫院,透過增設環保節能設施,幫助節省能源及電費,控管冷氣、電器及消防設備。

新冠疫情期間,北大嶼山醫院香港感染控制中心(HKICC)僅花了四個月就完工。知乎上有參與該案的BIM團隊人員現身說法,仔細記錄各團隊如何運用Autodesk BIM 360來完成協作,並將BIM運用到MiC和DfMA的歷程。

若水BIM團隊找到兩個智慧醫院的經典案例,各有其代表性,也在在證明BIM扮演跨越各種專業上,做為資訊整合與管理決策的重要支撐。

工作案例1,美國芝加哥LURIE CHILDREN‘S HOspital-全世界最高的兒童醫院

智慧醫院 BIM

圖片來源:ArchDaily

樓高23層、有空中花園、懸浮鯨魚展覽、歷史悠久的消防車遊樂場、照明資訊台、康復花園、娛樂舞台和室內樹屋的美國芝加哥Lurie兒童醫院,從結構設計、MEP系統安裝到設施營運,如何透過BIM發揮最大價值的經驗,一直為業界津津樂道。 

智慧醫院

圖片來源:ArchDail

可不像蓋飯店,「沒有兩層樓是一模一樣的,實在很難衡量或優化施工過程,」負責該案的營造公司之一Mortenson Construction綜合施工經理、也是LEED AP(進階綠建築認證師)的Peter Rumpf在接受Building Design+Construction採訪時說,「光是一個設備樓層(mechanical floor),就花了10個人、每周60個小時、協調近七個月。」

圖片來源:Building Design+Construction

儘管現在這聽起來已是常態,BIM為Lurie兒童醫院帶來最直接的價值,就是讓數以萬計的管線、結構衝突,得以在動工前就被解決。

計劃一開始,Lurie兒童醫院的施工管理團隊便建立 BIM 營運中心,40 名分包商會在同一地點進行協調會議,必要時,每個星期抽兩天共同辦公,制定BIM 協定手冊,並在協調會議之前,每個分包商要將其更新的模型載入到 Navisworks,並且逐一進行衝突檢討。

該文提到,在許多BIM/VDC驅動的建築專案中,缺乏長期營運和設施設備維護的觀念。對於醫院、學校和政府大樓等傳統設施,初始建設成本可能僅佔總成本的10-15%,一旦把空氣淨化機裝錯方向、換氣扇沒擺好,都可能導致數十年的運轉效率低落,還徒增成本及潛在安全問題。

在設計和施工前期,Lurie兒童醫院的建築師和營造團隊,就會與醫院的管理、營運人員定期碰面,實際了解他們的工作流程,以及各種操作和維護建築物設備所需的數據類型。像在醫院設備層,管路、基礎設施非常密集,建築團隊就必須為維修、消防人員預留較為安全又能順暢抵達的檢修路徑。

另外,為了驗證其MEP系統的安裝結果,Lurie兒童醫院的BIM 營運中心,利用雷射掃描已安裝的MEP系統,產生點雲模型,然後將其數據輸入到Navisworks中,讓相關單位可以直觀地檢查BIM模型與現實世界之間的差異。

在建築業大缺工、人力、建材成本飛漲的此刻,善用BIM,帶動各個工作環節及專案管理流程的創新,將會是至關重要的競爭力。

案例2,北里大學醫院新醫院項目,開啟日本的BIM時代

圖片來源:北里大學病院官網

「毫不誇張地說,這是日本首次將BIM模型用於如此大規模的建設,從基礎設計到施工,甚至FM(Facility Management 設施管理),在國內外引起了極大的關注,」AUTODESK日本網站上鉅細靡遺的介紹位在神奈川相模市的北里大學醫院的新建醫院計劃。當然,這不是北里大學第一次揚名國際,北里研究所的創辦人北里柴三郎是日本細菌之父、諾貝爾醫學獎得主大村智即任教於此。

站在深厚的醫療科研基礎,當時負責新建醫院計劃的北里大學醫院副院長、醫學部教授涉谷明隆很清楚目標,他關注的並不在於建築物好不好看,而是能否完成作為一個醫療機構所需要的功能,以及醫護人員與病人在醫療實踐中如何互動。

比方說,醫院房間是否具有足夠的空間,讓護士將輪椅上的病人抬到床上?巡房時,當醫護人員從走廊經過,病人房看起來會是什麼樣子?從窗戶射進來的自然光,病房內部會有怎樣的亮度?

圖片來源:北里大學病院官網

「從一開始,我就想到了FM設施管理,並希望使用BIM,」 澀谷教授說,「因為(透過BIM模型)我們可以看到建築物的每一個細節,這對完工後的維修和保養很有用。」在他的設想裡,陽光充足的區域,可以規劃成更有附加價值的私人病房,而陽光不足的區域,則可以做為會議室等空間利用。

藉由BIM模型,澀谷教授的設想,得以透過各種BIM可視化的數據得到驗證。由於醫院的構造複雜,負責該案的日建設計、竹中株式會社、近電工業株式會社和東洋熱電工業株式會社,被要求在設計階段進行合作,由設計師和承包商合作提出完整的BIM設計方案,短短半年左右便完成,並提前進行各種過往施工時才能確定的細節討論,像是管道佈置、各設備與建築設計的衝突檢討工作。

在施工圖的製作階段,依據土建的Revit 模型輸出2D 圖面,並彙整從機電Tfas模型所產出的2D 圖,進而製作成總圖。另外,也將機電Tfas 模型轉成3D DWG檔案格式,和土建的Revit模型一同導入Navisworks,進行設備的干涉檢查,其中一部分作業更提前到細部設計階段就開始進行。

圖片來源:日本AUTODESK官網報告書

澀谷教授對BIM賦予的重責大任還不只如此。因為BIM能做出新醫院的外觀、內部和結構的3D 模型,讓醫院裡繁忙的兩千名工作人員,可以透過BIM應用生成的模擬影片了解新建醫院的方向和進度,「我也希望活躍在各地的大學畢業生看完影片,全世界都會對我的母校產生興趣。這也可以說是BIM模型的顯著效果!」 澀谷教授肯定地說。

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