義勇正

(山西大學(xué)后勤管理處，山西太原 030006)

基于BIM的校園建筑設(shè)備運(yùn)營管理系統(tǒng)的構(gòu)建

義勇正

(山西大學(xué)后勤管理處，山西太原 030006)

針對傳統(tǒng)校園建筑設(shè)備運(yùn)營階段管理方案中存在的諸多弊端，提出了一種基于BIM和Access數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)建設(shè)方案，指出該方案整合了建筑設(shè)備運(yùn)營管理所涉及到的復(fù)雜的數(shù)據(jù)和圖紙信息，能夠直觀的觀察到建筑設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)，提高了建筑設(shè)備運(yùn)營階段的管理效率。

校園，建筑設(shè)備，運(yùn)營管理，BIM

1 概述

目前，建筑物全生命周期的概念被建筑行業(yè)所接受，建筑物的全生命周期，包含了建筑從設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)施工，到運(yùn)營使用和最終的廢除四個階段，由于建筑物的使用價值，在這四個階段中，運(yùn)營使用階段成本占據(jù)了建筑物全生命周期成本的80%以上［1］。

校園建筑一直以來結(jié)構(gòu)簡單，使用功能單一，然而隨著科技的發(fā)展，越來越多的校內(nèi)建筑物使用功能趨于復(fù)雜，不但要滿足多媒體化的教學(xué)、信息化的辦公，還對室內(nèi)的溫濕度、含塵量、防靜電等級等因素提出了更高的要求。因此校園建筑引入了大量的設(shè)備，這些設(shè)備種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含了各種空調(diào)、電梯、節(jié)能控制裝置等，在裝設(shè)階段固然要耗費(fèi)大量的人力、物力、財力，在運(yùn)營維護(hù)階段更是對運(yùn)營管理造成了巨大的困難。

以往在建筑設(shè)備的運(yùn)營管理時，管理方多采用的方案是將施工方、設(shè)備供應(yīng)商等提供的資料和設(shè)計圖紙以紙質(zhì)方法保存，這些信息存儲分散，很難進(jìn)行各個方面的關(guān)聯(lián)，更新困難也容易丟失損壞，在信息查詢時，往往需要翻閱大堆的資料和圖紙。

2 校園建筑設(shè)備運(yùn)營管理系統(tǒng)

以上問題導(dǎo)致了在后期運(yùn)營管理階段，往往會因?yàn)樾?nèi)建筑設(shè)備的信息不完整，圖紙過于專業(yè)，無法實(shí)時的快速準(zhǔn)確的維護(hù)好運(yùn)營中的設(shè)備，大量的人力成本和時間成本被浪費(fèi)在無意義的資料查找和讀圖識圖中，使得管理效率極其低下。為了解決這些問題，提高校內(nèi)建筑設(shè)備的運(yùn)營管理效率，本文提出一種基于建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)和數(shù)據(jù)庫調(diào)用技術(shù)的建筑設(shè)備信息運(yùn)營管理方案。

BIM技術(shù)因其完善的信息融合能力，在行業(yè)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，目前，國內(nèi)對于BIM技術(shù)的使用主要是由施工方牽頭設(shè)計方跟進(jìn)，在造價和施工管理上使用較多，在后期的運(yùn)營管理時，由于工程圖集本身沒有整合到建筑內(nèi)部設(shè)備的合同信息、狀態(tài)信息、維護(hù)管理信息等，往往不能發(fā)揮有效的效用，管理方也就忽視了在建筑設(shè)備運(yùn)營維護(hù)時使用BIM的信息集成及可視化功能的可能，既浪費(fèi)了前期的設(shè)計投入，又增加了后期的運(yùn)營成本。

本方案是利用BIM的信息融合能力和3D視圖方法，將設(shè)計方和施工方提供的建設(shè)工程BIM圖集進(jìn)一步精細(xì)化，通過通用數(shù)據(jù)庫接口，將復(fù)雜的建筑設(shè)備的信息，引入到BIM的數(shù)據(jù)庫中，再利用VB建立一個登錄及管理程序，簡化整個程序的使用難度。研究該方案能夠使復(fù)雜的建筑設(shè)備信息被整合，便于快速查詢;使建筑設(shè)備信息在管理終端上實(shí)時共享，無損傳遞;使得原本復(fù)雜平面的建筑設(shè)備信息變成3D可視化的圖像，使非專業(yè)人員也能夠快速的掌握建筑設(shè)備信息;綜合建筑設(shè)備的基本信息，方便對于建筑設(shè)備運(yùn)營維護(hù)的綜合管理，提高了設(shè)備的管理效率和整體的管理水平。

3 建筑設(shè)備管理

建筑設(shè)備管理，是指應(yīng)用多種理論方法，通過一定的技術(shù)措施，使得建筑內(nèi)設(shè)備能夠保持良好的工作狀態(tài)，增強(qiáng)其使用壽命，減緩設(shè)備損耗，發(fā)揮出各類設(shè)備的綜合價值，以提高經(jīng)濟(jì)收入，降低管理成本的一種科學(xué)管理［2］。

在校園建筑運(yùn)營使用中，設(shè)備管理需要詳細(xì)記錄各方面信息，制成表格，形成一個數(shù)據(jù)庫，表格內(nèi)容主要包含:設(shè)備的基本信息、維護(hù)維修信息、合同信息、成本信息四項(xiàng)內(nèi)容［3］。

其中，設(shè)備的基本信息記錄了設(shè)備的最基本性能和使用組別等，是設(shè)備基本功能的體現(xiàn)，也是設(shè)備運(yùn)營管理的依據(jù);維護(hù)維修信息記錄著設(shè)備的日常維護(hù)狀態(tài)，體現(xiàn)了設(shè)備的使用狀態(tài)，這個信息不但需要保持實(shí)時性和共享性，還應(yīng)包含維護(hù)人員和廠商的訊息;合同信息的引入能夠完善建筑設(shè)備的基礎(chǔ)信息，明確管理中的責(zé)權(quán)和內(nèi)容，對于維護(hù)管理也具有指導(dǎo)意義;成本信息是最后一個信息，它是建筑設(shè)備的全生命周期信息，記載了整個設(shè)備從購買安裝到投入使用，維護(hù)維修和最終廢止這一過程中的全部成本，是建筑設(shè)備管理經(jīng)濟(jì)性的體現(xiàn)［4］。

這四個方面的信息，能夠基本表示出校內(nèi)建筑設(shè)備方方面面的情況，以往這些數(shù)據(jù)被分類匯總保存在不同的地方，但通過BIM軟件，這些信息能夠直接或間接的保存在建筑模型中，不但便于觀看還能夠便于查詢，生成表格，如表1所示建筑設(shè)備的基本信息。

表1 建筑設(shè)備的基本信息表

4 基于BIM的校園建筑設(shè)備運(yùn)營管理模型

本方案的基本思路是利用BIM能夠在三維圖紙上匯總建筑信息的特點(diǎn)［5］，利用施工方最終提交的BIM圖集，把能夠輸入到BIM自有數(shù)據(jù)庫的建筑設(shè)備基本信息輸入進(jìn)數(shù)據(jù)庫中，在模型中實(shí)時體現(xiàn)，讓管理人員能夠方便的查詢到校園建筑內(nèi)每個設(shè)備的基礎(chǔ)信息，運(yùn)行狀態(tài)。把運(yùn)營維護(hù)階段大量復(fù)雜無法整合進(jìn)BIM的管理信息，利用Access數(shù)據(jù)庫建立表格，在BIM中利用內(nèi)含的開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)軟件接口調(diào)用Access數(shù)據(jù)，使得管理者能夠在BIM中查看合同信息等不屬于建筑模型基本信息的內(nèi)容。如圖1所示建筑設(shè)備運(yùn)營管理模型結(jié)構(gòu)圖。

圖1 建筑設(shè)備運(yùn)營管理模型結(jié)構(gòu)圖

4.1 BIM信息集成模型的建立

由于施工方最終交付提供的BIM模型所含有的建筑設(shè)備等信息往往不足以滿足運(yùn)營維護(hù)的要求，所以需要運(yùn)營維護(hù)人員將后續(xù)的設(shè)備詳細(xì)信息錄入到BIM模型中，這些信息包括了全部的建筑設(shè)備管理信息。

該模塊是對校內(nèi)建筑設(shè)備的信息整合和3D建模的基礎(chǔ)，在施工方提供的BIM模型中，利用Autodesk Revit MEP軟件，將先期安裝但是信息不全的設(shè)備和后期新加入的設(shè)備的信息添加到建筑圖相應(yīng)位置的設(shè)備上，生成相對應(yīng)設(shè)備的模擬三維圖形。

為了能夠明確標(biāo)識出三維圖形中每個設(shè)備的工作狀態(tài)，在BIM中定義設(shè)備具有不同的色彩［6］，以表示設(shè)備是正常運(yùn)行、停止運(yùn)行還是維護(hù)維修狀態(tài)。同理，為了在3D建筑圖中顯示出設(shè)備的合同狀態(tài)和成本狀態(tài)，利用不同的圖形及顏色表示設(shè)備是否存在合同問題，成本處于超支、未超支還是警戒狀態(tài)。

BIM的開放數(shù)據(jù)庫接口能夠把BIM數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出成各種形式，其中包含了Excel形式，管理人員利用查詢統(tǒng)計功能，能方便的查詢到建筑物內(nèi)全部設(shè)備的狀態(tài)信息，并且通過表格篩選，獲取自己需要的數(shù)據(jù)內(nèi)容，方便了建筑設(shè)備運(yùn)營管理。

4.2 Microsoft Access數(shù)據(jù)庫的建立

除了建筑設(shè)備的基本信息，建筑內(nèi)存在著更多的與設(shè)備相關(guān)的管理信息，比如建筑設(shè)備基本管理數(shù)據(jù)，維護(hù)管理數(shù)據(jù)，合同管理數(shù)據(jù)，成本管理數(shù)據(jù)，人員管理數(shù)據(jù)［7］，這些信息大多復(fù)雜而關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，無法錄入BIM的數(shù)據(jù)庫中，因此需要建立一個新的數(shù)據(jù)庫存儲調(diào)用這些信息，本文采用了Microsoft Access數(shù)據(jù)庫軟件。

該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)和BIM軟件以及VB軟件的通訊互聯(lián)，還能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)用數(shù)據(jù)，由圖1知，Access建筑信息模型數(shù)據(jù)庫應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)主要的五個功能模塊，在數(shù)據(jù)庫建立過程中，每個模塊都有后續(xù)的管理數(shù)據(jù)表，調(diào)用各自的子程序規(guī)約，此外還應(yīng)該使每個模塊都具有基本的添加、刪除、修改功能，能夠生成和打印報表。

4.3 校園建筑設(shè)備管理系統(tǒng)

建筑設(shè)備管理系統(tǒng)是基于VB建立的系統(tǒng)，主要作用是建立一個方便簡單的人機(jī)交互界面，調(diào)用BIM模型中的建筑設(shè)備信息和Access數(shù)據(jù)庫中的管理信息數(shù)據(jù)庫［8］。當(dāng)整個建筑設(shè)備運(yùn)營管理數(shù)據(jù)建檔完成之后，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)日常的運(yùn)營管理，這個管理流程為:首先，由日常的維護(hù)人員將每個設(shè)備的維護(hù)記錄、運(yùn)行狀態(tài)信息、采購安裝信息等錄入數(shù)據(jù)庫中更新狀態(tài)，然后VB程序分別訪問BIM的數(shù)據(jù)庫和Access的數(shù)據(jù)庫，更新管理系統(tǒng)中的設(shè)備狀態(tài)。

5 校內(nèi)綜合樓模擬運(yùn)營管理

根據(jù)上文所述的方案和程序調(diào)用關(guān)系，本文采用了已有校內(nèi)綜合樓交付的BIM工程圖集和工程資料建立了一個運(yùn)營管理系統(tǒng)，對該樓進(jìn)行了模擬運(yùn)營管理，如圖2所示為在VB程序中觀察中央空調(diào)F8-1的狀態(tài)展示圖。

圖2 中央空調(diào)F8-1狀態(tài)展示圖

6 結(jié)語

本文提出了一種基于BIM的建筑運(yùn)營階段設(shè)備管理的方案，并在實(shí)踐中開發(fā)了具體系統(tǒng)，模擬運(yùn)營管理，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r的觀測到全樓的設(shè)備狀態(tài)，匯集全部建筑信息，方便建筑設(shè)備運(yùn)營管理，尤其適合應(yīng)用于學(xué)校多棟大樓的綜合管理。

［1］Ali Motamedi，Amin Hammad.Lifecycle Management of Facilities Components using Radio Frequency Identification and Building Information Model［J］.Journal of Information Technology in Construction，2009(14):238-262.

［2］董晉興.現(xiàn)代建筑設(shè)備管理［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1988:3-5.

［3］李葆文.簡明現(xiàn)代設(shè)備管手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［4］王汝杰，石博強(qiáng).現(xiàn)代設(shè)備管理［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2007.

［5］胡松濤.基于XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)，2005.

［6］張睿奕.基于BIM的建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)可視化管理研究［D］.重慶:重慶大學(xué)，2014.

［7］王廷魁，張睿奕.基于BIM的建筑設(shè)備可視化管理研究［J］.工程管理學(xué)報，2014(3):32-36.

［8］黃文濤.基于用戶研究的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品界面設(shè)計及評估［D］.南京:南京航空航天大學(xué)，2013.

The construction of campus construction equipment operation management system based on BIM

Yi Yongzheng
(Logistics Management Department，Shanxi University，Taiyuan 030006，China)

This paper aiming at the disadvantages of the traditional campus construction equipment operation stage management scheme，proposes a scheme of management system construction based on BIM＆Access database.This project integrates the complex data and design information of construction equipment operation management.Observe the real state of the construction equipment，convenient query summary equipment information，improve the management efficiency of the construction equipment operation stage.

campus，construction equipment，operation management，BIM

TP319

:A

1009-6825(2016)36-0252-03

2016-10-19

義勇正(1963-)，男，工程師