淺析BIM 技術(shù)在智能化建筑運(yùn)營管理中的應(yīng)用
——以同濟(jì)設(shè)計(jì)院集團(tuán)大樓為例

孫小萍 李楠楠

（大連財(cái)經(jīng)學(xué)院 管理學(xué)院，遼寧 大連 116622）

智能建筑已成為當(dāng)今世界城市發(fā)展中不可或缺的部分，而其后期運(yùn)營與維護(hù)是智能建筑可持續(xù)發(fā)展的重要條件。以下針對BIM 技術(shù)在智能化建筑運(yùn)營管理中的應(yīng)用情況與傳統(tǒng)的智能建筑運(yùn)營管理中存在的問題進(jìn)行對比，分析BIM 的技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)，通過具體實(shí)例來說明BIM 技術(shù)對于建筑行業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢。

1 概述

1.1 BIM

BIM 的中文全稱為建筑信息模型，是將各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息作為基礎(chǔ)模型應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目，貫穿于建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)管理階段，發(fā)揮著統(tǒng)一協(xié)調(diào)的作用。在建立模型的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高效創(chuàng)新的管理模式。整合各項(xiàng)相關(guān)信息和相關(guān)數(shù)據(jù)，使工程技術(shù)人員能夠在建筑發(fā)生各種情況時(shí)，及時(shí)、高效地做出判斷，采取應(yīng)對措施，有效提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)營管理水平。

1.2 智能建筑管理系統(tǒng)

智能建筑的運(yùn)營管理是對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)、通訊、控制、感應(yīng)等智能化技術(shù)，以達(dá)到最優(yōu)組合的結(jié)果，從而顯著提高智能建筑的運(yùn)營管理能力。簡言之，智能建筑就是為業(yè)主、物業(yè)管理人員等提供更加舒適方便、節(jié)能高效、安全的建筑物。

1.3 運(yùn)營維護(hù)在智能化建筑中的作用

房屋是一種特殊的消耗品，隨著設(shè)計(jì)建造和使用年數(shù)的增加，部分墻體難免會(huì)出現(xiàn)劣化。經(jīng)過長時(shí)間的使用后，管道和設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)故障，這都會(huì)影響業(yè)主的生活。維修過程中，也可能出現(xiàn)效率較低、人員較多、水平較差、成本較高的情況。

因此，為保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對所有建筑物都要進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)以及定期檢查和修理，盡可能避免突發(fā)事故的出現(xiàn)，產(chǎn)生不必要的后果。BIM 在智能建筑中的應(yīng)用，將為其運(yùn)營維護(hù)管理帶來諸多便利。

2 傳統(tǒng)智能建筑運(yùn)營維護(hù)管理中遇到的問題

2.1 效率低

傳統(tǒng)智能建筑將前期的規(guī)劃建設(shè)階段與后期的建筑物運(yùn)營維護(hù)管理階段進(jìn)行分割，相互聯(lián)系不緊密，管理模式不完善。運(yùn)營維護(hù)建筑物時(shí)，需要物業(yè)管理工作人員對建筑物的前期數(shù)據(jù)、相關(guān)信息重新進(jìn)行多方面溝通和整合，增加了運(yùn)營維護(hù)管理的時(shí)間，工作重復(fù)性較大，降低了有關(guān)建筑物信息使用效率以及運(yùn)維管理整體效率。

2.2 成本高

高強(qiáng)度的運(yùn)營維護(hù)管理物業(yè)服務(wù)、產(chǎn)品設(shè)備質(zhì)量參差不齊、運(yùn)營維護(hù)管理人員水平與素質(zhì)有所差別等情況，使智能建筑在運(yùn)營維護(hù)管理中存在成本過高的問題，而過高的運(yùn)營維護(hù)管理成本導(dǎo)致無人管理物業(yè)系統(tǒng)，出現(xiàn)了只建設(shè)而不管理的局面，且一般建筑物使用階段的維護(hù)費(fèi)是其建造階段的9 倍左右。目前，市面的設(shè)備水平高低不齊，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，一旦出現(xiàn)問題不能正常使用，就會(huì)因更換設(shè)備增加運(yùn)營維護(hù)管理的成本，這些都阻礙了智慧建筑的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 人員多

依靠傳統(tǒng)方式對智能建筑物進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)以及定期檢修維護(hù)，會(huì)耗費(fèi)大量人力。首先，建筑物占據(jù)空間面積大，檢修人員對建筑物進(jìn)行檢查，往往需要依賴圖紙，工作效率不高。其次，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行匯報(bào)，組織專業(yè)人員開會(huì)集中討論，找出相應(yīng)的對策。最后，再派相應(yīng)維修人員進(jìn)行維修。這一過程從開始到結(jié)束，現(xiàn)場訪問和溝通次數(shù)較多，人員使用量較大。當(dāng)設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于整個(gè)管理系統(tǒng)過于龐大，包含大量設(shè)備數(shù)據(jù)信息的采集和分析，需要大量的人力、物力和技術(shù)支持，難度系數(shù)增大，工作效率降低。

2.4 水平差

物業(yè)維護(hù)管理智能化系統(tǒng)的操作維護(hù)人員存在知識(shí)面單一、技術(shù)操作水平不高、對系統(tǒng)及設(shè)備的理解不夠透徹等問題，主要體現(xiàn)在智能建筑運(yùn)營維護(hù)出現(xiàn)問題時(shí)，往往首先依靠二維圖紙，而專業(yè)人員主要依靠過往經(jīng)驗(yàn)對問題進(jìn)行判斷，甚至緊急狀況下，憑個(gè)人直覺做出判斷，這都是造成智能建筑運(yùn)營維護(hù)管理水平差的原因。

3 BIM 技術(shù)點(diǎn)的運(yùn)用

3.1 可視化

可視化的優(yōu)點(diǎn)在于能夠增強(qiáng)人們對于信息的理解與交流，將復(fù)雜的事物簡單化。使人們處理信息更快，因?yàn)榇竽X相比從書面得到的二維信息，更加容易記住通過視覺所捕捉到的三維信息，因此，可視化是一種非常清晰的溝通表達(dá)方式。

通過數(shù)據(jù)可視化的形式可以清晰明了地將原來的二維圖紙模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的三維可視化模式，通過三維可視化全方位、精細(xì)化、多維度增加項(xiàng)目的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目內(nèi)原本無法表現(xiàn)的部位進(jìn)行可視化描述，通過VR、AR、顯示屏、視頻等形式表達(dá)數(shù)據(jù)。

3.2 模型輕量化

模型輕量化可以解決部分建筑項(xiàng)目數(shù)據(jù)模型過于龐大而出現(xiàn)瀏覽困難的情況，若將龐大的數(shù)據(jù)全部引入系統(tǒng)當(dāng)中，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)無法運(yùn)轉(zhuǎn)甚至崩潰。模型輕量化是指將不需要的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行拆分，只提取出需要的數(shù)據(jù)模型，減少運(yùn)維系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，不影響原本的數(shù)據(jù)情況，不會(huì)產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。如同我們頻繁使用的壓縮文件，只打開提取需要的部分進(jìn)行解壓，其他暫時(shí)不被需要的信息數(shù)據(jù)被壓縮至較小的內(nèi)存占比。

3.3 數(shù)據(jù)集成與傳遞

利用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將單一項(xiàng)目信息集成，建立信息數(shù)據(jù)間的連接，讓各信息系統(tǒng)協(xié)同作用。信息集成與傳遞的優(yōu)點(diǎn)在于能很好建立不同區(qū)域的數(shù)據(jù)連接并進(jìn)行科學(xué)配置，同時(shí)同地應(yīng)用上、下兩個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)信息的集成，不必單一拿出某一區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立分析，再人工進(jìn)行數(shù)據(jù)合成。例如，將視頻系統(tǒng)與設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行配對，然后將設(shè)備信息數(shù)據(jù)傳遞到運(yùn)維平臺(tái)進(jìn)行分析整合，以更細(xì)化的形式表達(dá)數(shù)據(jù)。

4 BIM 技術(shù)在智能化建筑運(yùn)營管理中的應(yīng)用

同濟(jì)設(shè)計(jì)院集團(tuán)大樓總建筑面積64 522m2，其中，包括辦公區(qū)、活動(dòng)區(qū)、會(huì)議室、報(bào)告廳、展廳、餐廳、咖啡廳、停車場、中控室等功能區(qū)域。以該辦公樓作為試驗(yàn)基地，將BIM 技術(shù)與智能化建筑有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)為核心，通過打造精細(xì)管理、高效辦公、智慧生活的方式，促進(jìn)該辦公樓運(yùn)營管理質(zhì)量提升。

4.1 將BIM 技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備管理系統(tǒng)

本項(xiàng)目中，將設(shè)備存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及基本運(yùn)行信息通過BIM 技術(shù)整合到一個(gè)可操作系統(tǒng)內(nèi)，再利用BIM 技術(shù)的可視化功能，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察設(shè)備三維畫面。辦公大樓內(nèi)的工作人員可以實(shí)時(shí)查詢設(shè)備相關(guān)信息，了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)測可能會(huì)出現(xiàn)的問題，及時(shí)進(jìn)行維修，以有效提高設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)效率。例如，當(dāng)管理人員查看集團(tuán)大樓內(nèi)某個(gè)正在作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不需要進(jìn)入現(xiàn)場，只需打開BIM 監(jiān)控就可以精準(zhǔn)定位、遠(yuǎn)程查看需要作業(yè)的位置和作業(yè)人員的工作情況，大大提高管理人員的工作效率。

4.2 將BIM 技術(shù)運(yùn)用到能源管理系統(tǒng)中

能源管理系統(tǒng)要將BIM 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合。將建筑中的能源數(shù)據(jù)整合到BIM 綜合數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，可以實(shí)時(shí)信息記錄、信息傳遞、信息分析智能建筑內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還可以遠(yuǎn)程檢測室內(nèi)溫度、濕度、室內(nèi)CO2濃度等數(shù)據(jù)。例如，檢測大樓內(nèi)的辦公區(qū)溫度變化，自動(dòng)分析能耗情況。當(dāng)溫度較高時(shí)，自動(dòng)開啟空調(diào)冷氣系統(tǒng)；當(dāng)溫度較低時(shí)，自動(dòng)開啟空調(diào)熱氣系統(tǒng)；當(dāng)溫度適中時(shí)，關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。這樣既能保證員工舒適的工作環(huán)境還可以節(jié)約能源，提高能耗管理精細(xì)化水平。當(dāng)能耗出現(xiàn)異常時(shí)，精確定位到能耗異常位置并開啟警報(bào)，保證項(xiàng)目管理人員及時(shí)作出判斷，有效避免能源浪費(fèi)。

4.3 將BIM 技術(shù)應(yīng)用于智能控制系統(tǒng)中

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時(shí)可將自動(dòng)控制、傳感器、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng)統(tǒng)一接入BIM 數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。提前預(yù)設(shè)各設(shè)備信息正常指標(biāo)區(qū)間，基于BIM 可視化技術(shù)，監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及周邊環(huán)境狀況，再通過數(shù)據(jù)傳遞進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制。例如，當(dāng)辦公樓內(nèi)展廳區(qū)域的設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先通過數(shù)據(jù)庫平臺(tái)端遠(yuǎn)程操控，重新開啟設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)模式，若設(shè)備可重新運(yùn)轉(zhuǎn)，就不必派出人員進(jìn)行調(diào)試，節(jié)約工作效率，減少運(yùn)營維護(hù)管理的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。

4.4 將BIM 技術(shù)運(yùn)用到安全管理系統(tǒng)中

安全系統(tǒng)作為智慧建筑的重要組成部分之一，已經(jīng)漸漸發(fā)展成為可視化監(jiān)控、報(bào)警、感應(yīng)、智能分析的集成系統(tǒng)。在一些大型智能建筑、公共智能建筑、高層智能建筑中的人流密集區(qū)，發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能夠及時(shí)處理至關(guān)重要，而通過BIM 技術(shù)的運(yùn)營維護(hù)管理，可以分析并緊急處理突發(fā)情況。例如，當(dāng)辦公樓內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，BIM 運(yùn)營管理系統(tǒng)接收到突發(fā)事故信息，該管理系統(tǒng)即刻自動(dòng)觸發(fā)火情警報(bào)，及時(shí)通知樓內(nèi)人員火災(zāi)的發(fā)生，并即刻鎖定發(fā)生火災(zāi)區(qū)域的位置，通過控制系統(tǒng)查詢著火區(qū)域周圍的環(huán)境和附近設(shè)備的情況，同時(shí)噴灑式感應(yīng)器自動(dòng)開啟滅火模式，為管理人員及時(shí)找出適合的疏散應(yīng)急通道。發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，基于BIM 技術(shù)的應(yīng)用，為救援提供了重要信息，最大限度地爭取救援時(shí)間，有效避免各種損失。

4.5 將BIM 技術(shù)運(yùn)用到空間管理系統(tǒng)中

空間管理系統(tǒng)主要將BIM 應(yīng)用在定位、監(jiān)控、消防、照明、疏散等方面。第一，可以通過BIM 模型快速定位發(fā)生緊急狀況的具體位置，并及時(shí)查看周邊的疏散通道和需要保護(hù)的重要設(shè)備，快速做出應(yīng)急對策。第二，以往的空間結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息都在圖紙上，需要專業(yè)人員自己查找相對應(yīng)的信息，再解決問題。通過BIM 可視化功能建立三維模型，可以調(diào)取空間結(jié)構(gòu)內(nèi)的數(shù)據(jù)和信息。例如，檢修維護(hù)地下管道、線路時(shí)，能夠精準(zhǔn)快速地獲取不能拆除管道線路的信息，避免在維護(hù)修理時(shí)引起不必要的麻煩。第三，合理計(jì)算空間數(shù)據(jù)信息，可以有效提升空間資源配置和公共資源利用率。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM 技術(shù)在智能化建筑運(yùn)營管理中的合理運(yùn)用勢必為智能建筑的可持續(xù)發(fā)展帶來便利與優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管理水平提高、效率增加、成本降低的目標(biāo)，具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。BIM的發(fā)展前景廣闊，其實(shí)際運(yùn)用也具有操控性，在科技引領(lǐng)生活水平提升、生活促進(jìn)科技水平發(fā)展的良性循環(huán)下，我國的智能化建筑發(fā)展前景廣闊。