上海建工二建集团有限公司 蔡振寰 200010
摘要：本文立足于大型医疗设备安装项目的实际情况，提出了利用BIM技术对设备吊装、运输及安装过程进行整体的分析并提出优化的方法。通过在实施前对医疗设备进行BIM策划，保证医疗设备的最终安装质量，并获得相应的成本及进度上的收益，形成了一套关于BIM技术在大型医疗设备安装应用的合理流程，希望对于今后此类项目的实施具有一定的参考作用。
关键词：大型医疗设备；BIM技术；设备安装；
1工程概况
1.1概况
上海市第一人民医院眼科临床诊疗中心项目位于海宁路100号第一人民医院院内，东临居民区，西临吴淞路，南临城市主干道海宁路，北临第一人民医院。项目总建筑面积99843㎡，其中新建地上建筑面积71913㎡；地下建筑面积27930㎡。本项目涉及到医疗系统、医疗设备、手术室等医疗特有内容，通过BIM技术的实施以满足大型医疗设备安装需求。
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1.2医疗设备概况
本工程地下一层为放射科分布有大型医疗设备，包括：B1 TOMO*1台、B1直线加速器*1台、B1 CT*2台、B1 DSA*1台、B1 DR*1台、B1 MRI(3T)*1台、B1 MRI(7T)*1台。其中尺寸及重量最大的设备为MRI(7T)。
设备 吊装尺寸（长x宽x高）单位：mm 运输尺寸（长x宽x高）单位：mm 重量
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2医疗设备安装重难点分析
大型医疗设备如CT、核磁共振、医用加速器等，综合了电子、机械、光学、计算机等多项技术，具有科技含量高、结构与功能复杂、造价昂贵、组成部件多、安装空间要求大以及工作环境要求高等特点，因此在设备安装过程中应满足以下要求：
（1）吊装要求
根据设备尺寸选择合理的吊装位置，并确定该处区域承重是否满足由于吊车重量与设备自身重量的要求，若大型医疗设备安装在地下则应配备永久吊装孔，永久吊装孔的尺寸应满足设备大小需求。，磁体外壳不允许碰撞及直接用钢丝绳吊装，应采用起吊间距为2286mm至2438mm的吊臂吊装。
（2）运输要求
对室内净高进行分析、调整，满足运输要求以确定设备的运输路径，同时必须考虑路径的承重要求以确保设备能顺利运抵安装现场。
以MRI(7T)为例：在整个MRI设备中最为重要且昂贵的部件就是其中的磁体，且重量大尺寸大重量达到43吨，尺寸为3300x 2900x3303。因此在进行设备运输时必须保证整个运输路线上的空间净高与尺寸满足磁体的要求，同时整个运输通道的承载力也许满足设备运输要求。
（3）安装环境要求
近距离的铁磁质物质会影响磁场的均匀性，因此离磁体中心点3m内的应避免存在铁磁质物质（包括建筑钢筋、下水道、暖气管道等）以及高压线、变压器、大型发电机及电机等带电设备。若有周边有多台磁共振设备，则每台磁共振设备的3Gauss线的范围不能有交叉。
（4）机电管线预留要求
医疗设备安装涉及的机电专业多，管线排布复杂如：排送风管、强弱电、气体灭火、医用气体及冷凝管等，因此对各专业机电安装的相互协调及管线的预留洞口设置提出了很高的要求
（5）设备房间功能布置要求
大型医疗设备房间功能布局要求高，对相关功能装置都有特定的要求，如：机房空调、水冷机、洗片机、照明及电源插座用电必须与本系统用电分开单独供电。设备间需要配置相应的监控摄像头，对讲装置，为了便于维修需要确保电源插座的数量位置设置合理等。
3医疗设备安装BIM 模拟实施方案
通过BIM 技术建模，先利用已有的CAD图纸和Revit 软件进行相关模型搭建，再在各专业模型基础上进行运输、吊装安装等场景模型的搭设，通过BIM 可视化的优势对各个场景下的具体吊装位置及运输路线进行规划。
3.1专业模型搭建
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采用Revit 软件创建医疗设备的3D 实体建模，精确外形构造、尺寸大小，形象而直观地反映医疗设备具体外观，还包含 了厂家 设备模型（MRI）
、型号、安装的全部信息。
建筑模型应包含构造柱、二结构砌墙、楼梯、门、窗等信息；结构模型应包括剪力墙、板、结构柱、梁、预制构件等的准确尺寸、标高、材质等信息以及相应的结构留洞；机电综合模型应包含水、暖、电、消防等专业的尺寸、标高、材质等信息。待各专业模型构建完成后进行依照基准点整合生成实际工程整合模型。
3.2虚拟三维工况场景建立
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待各专业模型构建完成后，考虑模型文件过于庞大，考虑将其导模拟软件FUZOR进行整合，FUZOR虚拟三维工况场景由于 FUZOR可以直接同步Revit模型中所携带的相关参数，并可对模型进行实时渲染可以保证三维工况场景搭建的准确性及可见性。通过在FUZOR布置相应的场地及大型机械，以便通过FUZOR的碰撞检测及行车路线功能规划吊装路线及吊装位置。
3.3设备安吊装运输过程模拟
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通过FUZOR软件的TIMELINE功能载入提前编制的施工进度计划，使得模型按照相应的进度计划安排进行模拟仿真，将医疗设备吊装、运输等过程在计算机上进行再现。通过这种手段我们可以及时的发现实际实施过程中可能遇到的各种问题：如某些工序进度时间安排的过于紧凑，工序的安排不合理，路线转弯半径不能满足要设备运输模拟求，过程中存在安全隐患等，通过对整个流程的多次模拟并不断进行优化，最终得到一个相对完善的施工方案，达到质量、进度、安全、与资源投入的平衡，实现降本增效的目的。
3.4设备安装环境模拟
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利用BIM的三维检测功能分析了磁感应力对周围环境的影响：大于5高斯的分布线范围内会对人体有害；大于3高斯的分布线范围内对金属电子设备有影响；根据设备安装说明要求磁铁中心点3米范围内不应存MRI高斯线三维检查在铁磁性物质。
3.5机电管线及预留洞口模拟
根据施工图建立包含构件的材质类型、大小、标高等信息的各专业管线三维模型，并将其与地下设备间结构模型进行整合，随后导入FUZOR软件以便在施工前进行碰撞和净高检查出设计中错、漏、碰等问题，然后通过进行机电系统的深化设计对管线进行重新排布以满足设备安装的净高要求并对合理设置预留洞口。
3.6设备房间功能布局分析
根据安装要求建立好的相应的设备房间场景，将场景导入VR软件，利用BIM+VR（虚拟现实）技术通过可穿戴VR设备让观看者获得对设备房间的布置进行沉浸式体验，对设备房间的复杂功能布局能实现真实而直观的体现并再次基础上进行将功能布虚拟现实场景局进行合理优化。
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4吊装模拟分析
4.1设备吊装位置
所有大型医疗设备使用下沉广场作为永久设备吊装孔，下沉广场可提供13000mm x 13000mm的吊装平面空间，本项目所有大型医疗设备中吊装运输尺寸最大为MRI(7T)：3940mm x 3270mm x 3860mm，根据FUZOR碰撞检查显示，该吊装孔不会与设备产生碰撞，因此吊装孔能够满足所有设备的吊装要求。
4.2吊车行驶路线
本次设备吊装载重要求最高的为MRI(7T)设备，43000kg，因此拟使用70吨（最大工作重量）汽车吊进行吊装。经过模拟，最终选择的吊车行驶路线为：自武进路机动车入口驶入，进入院区后于下沉广场北侧进行吊装作业，完后作业后由九龙路机动车出入口驶出院区。
5设备运输模拟分析
5.1设备运输路线荷载要求
地下室所有大型医疗设备均通过下沉式广场进入地下一层放射科各科室，因此已提前联系各厂商提供各厂家设备的设备重量极值，并在地下一层结构设计中考虑到位，如图7所示，同时建议在MRI设备运输时于运输路线上铺设钢板。
5.2设备运输路线及墙体留洞位置
（1）根据BIM模拟，确定医疗设备运输路线，对于房间门尺寸满足要求的设备则直接进入设备间，对于运输尺寸不满足要求的设备则设置预留洞口以满足运输条件。
（2）墙体留洞位置及尺寸
根据设备运输路线，为配合本项目大型设备运输需设置5处建筑墙体预留洞口。
6结语
随着我国由“中国制造”到“中国智造”进行转变，根据我国“十四五”规划坚持创新驱动发展，全面塑造发展新优势的要求。工程建设行业要大力推动信息化建设，由过去的劳动密集型向技术密集型行业转变。
本文探讨了利用计算机为载体，通过将REVIT与FUZOR各相关软件的协同的BIM技术，对大型医疗设备安装的全过程进行全面的仿真再现，达到的施工事前控制的的目的，从而尽可能的排除实际施工过程中存在的风险，减少返工等不必要的资源浪费。为建筑施工企业在各级施工过程中的决策、优化与控制提供参考依据。
参考文献
[1]邓雅璇. BIM技术在某医院机电安装工程中的应用研究[D].河北工程大学,2019.
[2]朱佳伟,潘周娴,陈适,王青,沈震,朱惠娟,潘慧.虚拟现实技术在医学领域的应用及展望[J].基础医学与临床,2018,38(03):422-425.
[3]陈勇进.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用研究[J].福建建材,2016(08):69-70.
[4]陈小军. 大型医疗设备安装项目质量管理研究[D].中国科学院大学（工程管理与信息技术学院）,2014.
[5]柳娟花. 基于BIM的虚拟施工技术应用研究[D].西安建筑科技大学,2012.
[6]Discovery MR950 7.0T场地准备快速指南