BIM技術(shù)在商業(yè)建筑設(shè)備運維管理中的應(yīng)用

許 強，劉 永

（1.重慶市設(shè)計院，重慶 400015；2.中國建筑國際集團，廣東深圳 518000）

0 引言

目前，我國對于建筑的成本管理主要采用全過程成本管理模式，全過程成本管理模式主要重視設(shè)計與建造階段，忽略了運營維護階段的重要性。在建筑的全壽命周期中，運營維護階段的時間與成本都占70%以上，商業(yè)建筑主要包括商場、酒店、寫字樓等從事各類商業(yè)經(jīng)營活動并且以盈利為目的的建筑物，張雙根在其《工程建設(shè)項目全生命周期造價管理研究》指出：商業(yè)建筑在全壽命周期中施工成本、維護成本、運營成本為1∶5∶200[1]。此類成本管理模式易造成商業(yè)建筑在運營階段成本投入超支，導(dǎo)致收益達不到預(yù)期目標。借助BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）理念，將成本管理的重點從設(shè)計、建造階段擴大到運營維護階段[2]，即使用BIM 技術(shù)從全壽命周期的視角將縱向與橫向雙向集成進行成本控制管理，更有效率的進行數(shù)據(jù)信息共享，將減少成本的總投入，增加總收益。商業(yè)建筑體中的設(shè)備種類相比于普通建筑繁雜許多，其設(shè)備的運營維護占據(jù)整個建筑運營維護的核心，基于BIM 技術(shù)使其由繁雜化為簡單、由二維變多維、從數(shù)據(jù)信息割裂集成一體。

1 設(shè)備運維管理現(xiàn)狀

（1）設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，直觀性差。商業(yè)建筑中的設(shè)備系統(tǒng)十分龐大，包含給排水系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及電力橋架系統(tǒng)[3]。大部分管線都隱蔽在吊頂、管井內(nèi)，不易正常觀察。在運營公司對商業(yè)建筑進行設(shè)備運維時牽扯到的設(shè)備系統(tǒng)圖紙也就非常多，每層樓每個專業(yè)有一張圖紙，還要包括細節(jié)大樣圖紙，想要把整個建筑體內(nèi)所有系統(tǒng)形成整體印象以幫助熟悉情況就十分費勁繁瑣，因為所有的圖都是由CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）二維展示，直觀性差。不僅要求設(shè)備運維人員具有專業(yè)運維知識，還需要有強大的三維立體感，提高了對運維工作人員的技能要求。

（2）設(shè)備系統(tǒng)信息割裂，共享困難。普遍的商業(yè)建筑運維都由專業(yè)的運維公司承包，但在建筑建設(shè)過程中的縱向、橫向都涉及到不同人員、不同單位，數(shù)據(jù)信息也存在割裂交流不到位的問題。建筑的土建設(shè)計由幾個人共同分工完成，數(shù)據(jù)資料不能保證完整的共享，機電設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計也會按專業(yè)分工完成。在設(shè)計階段的圖紙信息便開始存在割裂問題，進入施工設(shè)計階段又會根據(jù)現(xiàn)場實際情況有許多變更。機電設(shè)備安裝時也會根據(jù)不同的廠商有不同的數(shù)據(jù)信息，這些信息都獨立存在形成了孤島。運維部門接手建筑體開始運維時，數(shù)據(jù)資料是不完備的，不能在短時間內(nèi)對整個系統(tǒng)的運行原理進行掌握。建筑項目從設(shè)計到運維階段這種傳統(tǒng)的工作模式，建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、項目業(yè)主、物業(yè)管理、智能控制師、水暖電工程師等之間的信息交流都是兩兩相互的[4]，每個人都需要對接其他所有人，同樣的信息需要重復(fù)傳達多遍。但所有人都秉承著做好自己的工作的理念，在將自己的數(shù)據(jù)信息傳達給別人時不積極，導(dǎo)致項目普遍存在信息共享不完整的問題。

（3）管理工具單一，人工依賴度大。目前國內(nèi)大部分設(shè)備運維主要沿襲傳統(tǒng)的物業(yè)管理。在設(shè)備交付使用后，即設(shè)備進入運營維護階段，運營結(jié)構(gòu)對所有的設(shè)備管線登記造冊，使用一系列紙質(zhì)文檔圖紙以及電子文檔記錄設(shè)備名稱、設(shè)備型號、折舊年限、外形尺寸等信息。日常巡檢維修時又產(chǎn)生一堆的巡檢記錄、報修紀律、維修記錄。隨著設(shè)備使用年限增加，產(chǎn)生的各類資料會越來越多[5]。運維階段管理的要素復(fù)雜、設(shè)計信息量大、管理手段落后，缺乏一種高效的手段來優(yōu)化管理。此類的運維管理工具、理念、手段單一，人工依賴程度大[6]。

2 基于BIM 技術(shù)的設(shè)備運維管理

（1）信息集成共享。數(shù)字信息化推動經(jīng)濟發(fā)展，將建筑項目信息化也會帶動建筑經(jīng)濟的發(fā)展[7]。BIM 技術(shù)是一種多維信息集成技術(shù)，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)就是要解決全壽命周期中信息建立、丟失、重復(fù)建立、重復(fù)丟失的問題，達到信息一次建立集成集體共享的效果。建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、水暖電工程師、物業(yè)管理等協(xié)同工作，將數(shù)據(jù)信息集成到一個模型之中，模型信息將避免信息建立、丟失的問題。模型中的數(shù)據(jù)信息不斷積累、不斷豐富完善，所有工作方都能從同樣一個模型中得到完整的所有數(shù)據(jù)信息。信息集成在設(shè)計階段能解決掉機電設(shè)計因土建結(jié)構(gòu)不熟悉導(dǎo)致的設(shè)計不合理，同時也可以解決施工因信息缺失導(dǎo)致的與圖紙不符的施工問題。在運維階段時，設(shè)備運維管理所需要的設(shè)備基本信息都能從模型中輕易提取到。

（2）可視化、標準化管理。BIM 具有三維可視化的特點，在軟件系統(tǒng)中形成虛擬的實體建筑，小到每個管件閥門。每個設(shè)備模型從外形到材料都能與實體一一對應(yīng)，整個設(shè)備系統(tǒng)的實體形象可直觀展現(xiàn)出來，每個設(shè)備上下游的管件位置，以及管線走向，對了解整個設(shè)備系統(tǒng)的工作原理十分有利。在運維管理中出現(xiàn)緊急情況可通過BIM模型對情況點進行準確定位，快速找出最近的開關(guān)閥門進行止損?？梢暬哪Ｐ陀糜谳o助新員工培訓(xùn)，效果也優(yōu)于傳統(tǒng)的圖文培訓(xùn)。

利用BIM 技術(shù)與移動互聯(lián)技術(shù)整合，將標準化的日常維修等工作流程集成至移動端，提高工作效率的同時也保證了設(shè)備運維信息反饋的真實性，減少由于不當(dāng)?shù)娜藶椴僮鲙淼膿p失。

3 基于BIM 技術(shù)的設(shè)備運維管理實現(xiàn)過程

設(shè)備運營維護部門使用BIM 技術(shù)進行管理需具備三要素：設(shè)備BIM 模型、設(shè)備運維數(shù)據(jù)庫以及更新維護接口[8]。BIM 模型來源于設(shè)計與施工模型，是實體建筑的虛擬展示，承載了海量項目相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可對建筑設(shè)備進行三維可視化展示。設(shè)備運維數(shù)據(jù)庫用于儲存設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)信息，既包括設(shè)計與施工建模時創(chuàng)建的設(shè)備基本信息，精細到可包含設(shè)備生產(chǎn)廠商、安裝日期甚至購買價格，又包括設(shè)備日常維護產(chǎn)生的巡檢維修等表單信息。更新維護接口主要用于鏈接BIM 模型與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)及其構(gòu)建與運維信息意義對應(yīng)，支持數(shù)據(jù)導(dǎo)入更新。從時間順序來看，基于設(shè)備運維管理實現(xiàn)過程可提煉為：BIM 軟件建立設(shè)計模型→施工模型信息更新→設(shè)備參數(shù)信息更新→運維信息數(shù)據(jù)更新。在實現(xiàn)過程中可借助Revit Architecture 和MEP 軟件建立模型，基于此模型實現(xiàn)WebGL 下的建筑設(shè)備模型三維可視化瀏覽交互，以O(shè)mni－Class 分類編碼體系為設(shè)備賦予標識鏈接設(shè)備運維管理數(shù)據(jù)庫，在BIM 的建筑設(shè)備管理系統(tǒng)中實現(xiàn)移動終端集成方便使用。

4 設(shè)備運維管理注意事項

雖然BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中取得了可觀的成績，但主要是在設(shè)計與施工階段應(yīng)用相對成熟，在運營維護階段中特別是設(shè)備運維管理中還有亟待解決的問題。

（1）模型深度不達標。由于建筑行業(yè)上下游之間相互獨立割裂導(dǎo)致竣工驗收階段交付的BIM 模型無論是模型精度還是信息完備度都不達標，無法正常滿足運維需求。在項目初期就嚴格按模型建立標準建立模型，完備所有信息，需要一個成熟的市場環(huán)境嚴格規(guī)范標準。

（2）硬件要求高。BIM 模型包含的構(gòu)建越多數(shù)據(jù)體量便越大，對電腦硬件要求就會越高。單獨的BIM 模型在運維階段用處很小，需要結(jié)合各類軟件，結(jié)合軟件又會涉及到軟件兼容性差信息導(dǎo)致信息丟失的問題。運維階段已經(jīng)開發(fā)出的成熟軟件不多，還需要大量的有針對性的軟件二次開發(fā)以達到使用者需求。

（3）人員要求高，前期資金投入增加。現(xiàn)在的BIM 市場環(huán)境中技術(shù)人才不多，并且大部分人才都在設(shè)計與建造階段。運維階段使用BIM 技術(shù)雖然不需要專業(yè)的技術(shù)團隊，但也需要會使用BIM 技術(shù)的工作人員。從長遠來看使用BIM 技術(shù)能節(jié)省時間、節(jié)省成本，但在初期聘請工作人員和購入軟件系統(tǒng)方會增加資金投入。

5 結(jié)語

商業(yè)建筑設(shè)備是建筑物的核心組成部分，是商業(yè)建筑運營維護的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的運維管理無論是管理理念還是工具手段，都遠不能滿足日益復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)運行需求。分析傳統(tǒng)物業(yè)中的設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜直觀性差、信息孤島導(dǎo)致共享困難以及管理工具手段單一人工依賴度高的問題，提出利用BIM 技術(shù)的集成性與可視化性，解決傳統(tǒng)物業(yè)管理中的效率底下與信息割裂導(dǎo)致的時間與成本增加問題。確定完備的市場指導(dǎo)規(guī)范以及相關(guān)市場運營機制已被迫切需要。