BIM zum Dienst der gesundheitlichen Notlage: Container für Intensivpflege

Hier das BIM-Modell von Feldkrankenhäuser, welche mittels Container für Intensivpflege realisiert wurde, komplett mit technischen Anlagen, Einrichtung und animierten Figuren

In den letzten Jahren, wird BIM immer häufiger erwähnt. Für diejenigen, die im Bauwesen tätig sind, ist BIM heute eine wesentliche Methode geworden, um in einem einzigen Modell alle nützlichen Informationen, in jeder Lebensphase des Werks (von der Konzeption ausgehend bis hin zur Realisierung und Entsorgung) zu erhalten.

In diesem Artikel, werden wir ein sehr interessantes Projekt analysieren, wofür wir die BIM-Methode eingesetzt haben, um ein Modell für den Bau von Intensivstationen während der Corona-Notlage zu realisieren.

Insbesondere hat die BibLus-Redaktion in Zusammenarbeit mit einigen Nutzern von Edificius, das BIM-Modell des CURA Pods-Projekts, zur Behandlung von Atemwegserkrankungen erstellt. Das Modell wurde auf die Plattform usBIM.platfom hochgeladen, welche eine Reihe erweiterter Funktionen ermöglicht.

Schließlich wurde das BIM-Modell auf BIM VOYAGER hochgeladen; das Werkzeug mit dem Sie Ihr Projekt online teilen können:

• Klicken Sie hier, um das Modell in BIM Voyager mit einem Basismodul (ein Container für Intensivpflege) zu sehen;
• Klicken Sie hier, um das vollständige Modell zu navigieren.

BIM zum Dienst der gesundheitlichen Notlage | Mit Edificius erstelltes Rendering

Das CURA-Projekt

Angesichts der wachsenden Zahl der Patienten mit schweren akuten Atemwegsyndromen, welche häufig ein Beatmungsgerät erfordert, haben in den letzten Wochen viele Krankenhäuser in vom COVID-19 betroffenen Ländern, Schwierigkeiten die Anzahl der Intensivpflegebetten zu erhöhen.

Das Projekt „CURA Pods“ (Connected Units for Respiratory Ailments) ist eine internationale Open-Source-Initiative, die die Wiederverwendung von Container für Intensivpflege zur Realisierung kompakter Intensivstationen vorschlägt. Diese können in jeder Stadt der Welt installiert werden, um in Notsituationen (wie die vom Coronavirus) schnell einzugreifen.

CURA ist das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit einer internationalen Task Force, der unter anderem die Architekten „Carlo Ratti Associati“, die Ingenieure „Jacobs“, das Klinische Institut „Humanitas“ (Medizintechnik), „Policlinico von Milano“ (Medizinische Beratung), „MIT Senseable City Lab“ (Forschung) einschließen.

Das CURA-Projekt ist vom Weltwirtschaftsforum unterstützt (über die Plattformen COVID-19 und Cities, Infrastructure and Urban Services).

Das BIM-Modell von Feldkrankenhäusern

Das CURA-System zielt darauf ab, die Effizienz für Lösungen bestehender Feldkrankenhäuser zu verbessern, indem eine einsatzbereite, leicht transportierbare und sichere Intensivstationen für das medizinische Personal erstellt wird. Die einzelnen Modul-Einheiten wurden insbesondere entwickelt, um Krankenhäuser und Gemeinden zu unterstützen, die Schwierigkeiten haben, eine wachsende Anzahl von Patienten mit Atemwegsinfektionen zu behandeln.

Mit Edificius, die Software von ACCA für den architektonischen Entwurf, haben wir schnell das Basismodul, komplett mit technischen Anlagen, Einrichtung und sogar animierter Figuren gestaltet, die eine Arzt-Patient-Interaktion simulieren und eine dynamische Ansicht der Szene ermöglichen.

Nahaufnahme der Geräte und animierten Figuren | Mit Edificus erstelltes Rendering

Das Basismodul kann je nach Bedarf reproduziert werden, so dass eine vollständige und autarke Organisation entsteht.

Das Projekt setzt sich aus den folgenden Elementen zusammen:

• Eingang mit externem-internen Filterbereich;
• Block mit Diensträumen für das Krankenhauspersonal (Toiletten, Umkleideräume usw.);
• Desinfektionsschleuse;
• Patienten-Eingang;
• Eingang zum Intensivpflegebereich;
• Intensivstation;
• Pausenraum für das Personal;
• Faltenbälge als Verbindungselemente der Container für Intensivpflege.

Alle Pfade wurden so konzipiert, um die direkte Verbindung zwischen internen und externen Umgebungen zu vermeiden um eine mögliche Ansteckung zu verhindern.

Die Entwicklung der technischen Anlagenmodellierung

Die technische Anlagenmodellierung des Feldkrankenhauses wurde mit der BIM-Software Edificius MEP durchgeführt.

Einrichtung in einem Standard-Modul | Mit Edificus erstelltes Rendering

Die zur Netzwerkstruktur gehörenden Container, werden für die Intensivpflege verwendet. Aus anlagentechnischer Sicht kann jeder für die Intensivpflege vorgesehener Container, als eigenständiges Modul betrachtet und daher problemlos beliebig platziert werden. Jeder Container ist ausgestattet mit:

• ein Lüftungsgerät (AHU);
• zwei Gasflaschen zur Verteilung von medizinischen Gasen;
• eine Schalttafel zur Stromversorgung der medizinischen Geräte, Steckdosen und Lampen;
• einen Feuerlöscher.

Das Lüftungsgerät ist durch eine Trennwand verborgen und wurde gegenüber dem Eingang positioniert, um eine unidirektionale Luftreinigung mit Einleitung eines Unterdruckstroms zu gewährleisten, sodass eine Kontamination der Außenluft während des Eingangs vermieden wird.

Mit Edificus erstelltes Rendering

Um den Luftaustausch und die biologische Eindämmung zu gewährleisten, muss das AHU-Gerät folgendes garantieren:

• Luftaustausch bei niedrigerem Druck als der Luftdruck;
• die Luftfilterung beim Eintritt und Austritt des Containers;
• Kontrolle von Temperatur und Luftfeuchtigkeit;
• Kontrolle der Wärmeabgabe der Geräte.

Die beiden Gasflaschen, die in einem Hohlraum an der Wand gegenüber dem Eingang positioniert sind, müssen sowohl für die Versorgung des medizinischen Lungenbeatmungsgeräts sorgen, als auch für die Versorgungseinheiten oberhalb der Betten der Patienten.

Sowohl das Lüftungsgerät als auch die Gasflaschen sind perfekt in die Containerstruktur integriert, um den Platzbedarf, welcher für die Tätigkeiten der Ärzte notwendig ist, so weniger wie möglich zu behindern und einen einfachen Zugang für deren Austausch oder Wartungsarbeiten zu gewährleisten.

Die BIM-Modellierung der technischen Anlage konnte mit Edificius MEP sehr leicht realisiert werden. Nachdem die zu realisierende Anlage definiert wurde, konnten alle zu verwendenden Objekte (wie z. B. Rohre, Kanäle, Ventile, Geräte, Gitter usw.) aus der BIM-Objekte Bibliothek ausgewählt werden.

Rohre und Kanäle konnten durch die automatische Ausrichtungs- und Orientierungsfunktionen sowie durch die intelligenten Verbindungsfunktionen leicht positioniert werden. Dank der Verbindungsanschlüsse wird jedes MEP-Objekt, das dem Anlagennetz hinzugefügt wird, automatisch sowohl in der Geometrie (Durchmesser, Breite, Höhe usw.) als auch in der Form (durch Einfügen von Bögen, Kurven, Formstücke usw.) für die korrekte Verbindung modifiziert.

Mit Edificius erstelltes Rendering

Dank der Funktion „Replikation des Pfades“, konnten parallele Leitungen wie z.B. der Anschluss medizinischer Gasleitungen an den Versorgungseinheiten, durch Vorgabe einer Richtung und eines Versatzes schnell repliziert werden.

Weitere Objekte die in die Anlagen-Modellierung eingefügte wurden, wie z.B. architektonische 3D-Objekte wie Gasflaschen, wurden in MEP-Objekte umgewandelt und mit intelligenten Anschlüssen und anderen funktionalen Parametern für die Anlagenmodellierung angepasst.

In kürzester Zeit konnte ein ausführliches BIM-Modell mit allen nützlichen Informationen für den gesamten Lebenszyklus des Werks erzielt werden. Es handelt sich nicht, um ein einfaches 3D-Modell, sondern Gebäude-Zwillinge d.h. ein Digital Twin des Werks, sehr nützlich, um alle Simulationen durchzuführen, die auf das Reale Werk angewandt werden. Jedes Modell-Objekt (wie z.B. Wand, Decke, Fenster usw.) enthält Informationen, Daten, technische Datenblätter sowie alle Eigenschaften, die in den verschiedenen Lebensphasen des Werks als nützlich angesehen werden könnten.

Das Potenzial des BIM-Modells und einer Plattform für die Coronavirus-Notsituation

Das BIM-Modell von Feldkrankenhäusern ist im Vergleich zu einem einfachen dreidimensionalen Modell in der Lage, alle Merkmale des Werks (Planung, Bau und Asset-Management) zusammenzufassen, aber nicht nur.

Sobald die erste Modellierungsphase abgeschlossen ist, kann das Projekt mit usBIM.platform  verwaltet werden. Die BIM-Plattform, die eine echte Datenaustauschumgebung darstellt und somit die Möglichkeit bietet, erweiterte Dienste zu verwenden. Unter anderem haben Sie die Möglichkeit:

• über eine dedizierte Cloud-Infrastruktur zu verfügen;
• digitale Modelle online zu verwalten;
• die Werke dank IoT (internet of Things) und Sensorprotokollen zu überwachen;
• den Fortschritt der Aktivitäten in Echtzeit zu visualisieren;
• über ein fortschrittliches Building Intelligence-System mit Funktionen zur Datensammlung und -analyse, Planung und Organisation von Aktivitäten zu verfügen;
• die Simulation des Gebauten mittels Echtzeit-Renderings und der Immersiven Virtual Reality mit Hilfe von VR-Viewern auszuführen.

Die BIM-Methodik leistet daher einen grundlegenden Beitrag zur Gestaltung von Krankenhäusern und Einrichtungen, um jede Art von Notfällen zu bewältigen, dank BIM können Sie:

• das Modell in sehr kurzen Zeiten zu realisieren;
• gemeinsam das Modells mit allen Projektbeteiligten zu verwalten;
• auch „durch Homeoffice“ am selben Projekt zu kooperieren;
• den gesamten Lebenszyklus des Werks (vom Projekt bis zum Rückbau) zu verwalten;
• in Echtzeit alle Modelländerungen und aller damit verbundenen Informationen zu verändern.

Mit diesem Beispiel, konnten wir feststellen, wie BIM die gesamte Arbeit der Fachleute, auch in Notsituationen, verbessert und erleichtert, indem die Entwurfszeit optimiert, die Austauschvorgänge zwischen den Fachleuten vereinfacht und vor allem eine ständige Kontrolle über alle Bauprozesse gewährleistet wird, die sich auf das Bauwerk auswirken.

Navigieren Sie selbst im Feldkrankenhaus-Modell mit BIM VOYAGER

Wenn Sie unser BIM-Modell selbst navigieren möchten, klicken Sie hier und dank BIM VOYAGER können Sie, den für das Covid-19-Notsituation konzipierte Feldkrankenhaus, virtuell durchsuchen. Um das Projekt zu navigieren müssen Sie keine zusätzliche Anwendung installieren. Sie können es durch Ihren eigenen Browser des PCs, Tablets oder sogar über Ihr Smartphone ausführen.

Navigation des Feldkrankenhaus-Modells mit BIM VOYAGER

Die Navigation durch das gemeinsam genutzte Modell in BIM VOYAGER ist extrem einfach:

• Mit dem Befehl „Orbit“ bewegen Sie sich um das Modell herum;
• Mit dem Befehl „Erste Person“ betreten Sie die Innenumgebung und bewegen sich, als ob Sie spazieren würden.

Um besser zu verstehen wie Sie sich mit der Maus, der Tastatur oder durch Berühren des Geräts auf dem Modell bewegt können, klicken Sie auf „Help“, um weitere Anweisungen die Ihnen nützlich sind, zu erhalten.

Wenn Sie BIM VOYAGER verwenden möchten, um Ihre Projekte mit Kollegen oder Kunden zu teilen, klicken Sie hier und entdecken Sie wie einfach es ist.