徐德

（江蘇開放大學，江蘇 南京 210036）

BIM是在計算機輔助設計（CAD)等技術基礎上發(fā)展起來的多維模型信息集成技術，是對建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化承載和可視化表達。BIM應用作為建筑業(yè)信息化的重要組成部分，帶來了建筑信息化的第二次變革，為我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展提供了基礎技術支撐與保障。2002年，美國建筑師協(xié)會資深建筑師杰里·萊瑟林（Jerry Laiserin)在《比較蘋果與橙子》一文中首次提出Building Information Modeling這一術語，并逐漸得到業(yè)界人士廣泛認可。由于其具有一定的優(yōu)勢，近年來，BIM技術在歐洲、日本、新加坡等發(fā)達國家都得到了普及。另外，美國、英國等為了方便實現(xiàn)信息的交換與共享，已專門制定BIM數(shù)據(jù)標準，并得到了廣泛的應用。

在我國，較早接觸BIM技術的是香港。自2006年起，香港房屋署率先使用建筑信息模型，并于2009年自行訂立了BIM標準和用戶指南等。2011年5 月，住建部發(fā)布《2011～2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，明確指出：在施工階段開展BIM技術的研究與應用，推進BIM技術從設計階段向施工段的應用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；目前，研究基于BIM技術的4D項目管理信息系統(tǒng)在大型復雜工程施工過程中的應用，實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理等。

建筑行業(yè)包含了勘察、設計、施工、運維等多個方面，涉及眾多參與主體，不同參與主體均涉及建筑工程信息的創(chuàng)建、使用和維護，但是各方信息數(shù)據(jù)存儲與交換格式不盡相同，容易形成信息孤島。20世紀80年代末期，CAD繪圖軟件出現(xiàn)，結束了“手繪圖紙”時代，建筑設計師開始甩掉圖板，通過繪圖軟件進行作圖設計。但是，CAD未能打破“信息孤島”，且整體處于二維圖紙時代，BIM技術的出現(xiàn)使得建筑業(yè)邁向了三維模型設計和建造的新模式。與二維的CAD制圖相比，BIM技術采用三維模型結構，在設計、施工階段的可視化方面做到了更好，減少設計與施工工程中的錯誤和因此帶來的損失。同時，BIM技術能夠更好地協(xié)調多方數(shù)據(jù)溝通，在設計環(huán)節(jié)進行管線、機電、結構等部分的模塊碰撞，提前暴露設計錯誤，同時優(yōu)化模塊交互。BIM技術還具有模擬性高和連貫性好的優(yōu)勢，可以貫穿建筑生命周期，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息積累、共享，提高行業(yè)的生產運營效率。因此研究這一課題，對于把握BIM技術的應用和推廣具有重要意義。

1 基于BIM的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)介紹

建筑運維管理也稱為設施管理，按照國際設施管理協(xié)會對于這一概念的界定，設施管理實際上是借助多學科專業(yè)知識的應用，集成相關人物、場地、流程、技術等的運行。引入BIM技術應用后，使得BIM技術在建筑的全生命周期中的應用成為可能。目前，BIM技術在建筑的勘察設計、施工階段、竣工階段等都有不同程度的應用，通過對于技術模型的功能發(fā)揮和應用，能夠實現(xiàn)可視化管理，構建基本的工程模型框架，實現(xiàn)對于零散、割裂信息以及數(shù)據(jù)的整合，而且建筑工程運維階段的設備參數(shù)整合分析能力和運維管理能力不斷增強。就目前的建筑信息化管理市場來看，BIM模型的建筑運維管理系統(tǒng)尚未發(fā)展成熟，因此，需要結合BIM模型的特性對相關軟件進行有效開發(fā)，在大量調研基礎上設計BIM建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)的基本架構。

就當前的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)來看，其中的主要數(shù)據(jù)信息包括BIM模型數(shù)據(jù)、設備參數(shù)數(shù)據(jù)，以及設備在運維中產生的相關數(shù)據(jù)信息等。就該系統(tǒng)的主要架構來看，其中的中間層屬于系統(tǒng)功能模塊部分，能夠通過3D瀏覽來實現(xiàn)BIM模型的查看，對于BIM模型中相關構建進行點擊，可以對相關設備參數(shù)實現(xiàn)快速查詢。針對中間層的設備運維管理，能夠方便用戶對于相關設備發(fā)起相應的保修指令，為故障設備的保養(yǎng)和維修等制定專門的方案。系統(tǒng)的頂層屬于系統(tǒng)門戶，就像是OA系統(tǒng)的門戶一樣，其主要作用是對相應的重要信息以及待處理信息進行集中體現(xiàn)和提醒。從BIM模型及相關的運維管理數(shù)據(jù)庫中直觀、快速、全面地獲取設施相關信息、文檔，不需要花費時間尋找紙質資料，提高工作效率。通過BIM制定應急響應預案，標記危險品、有害物質、關鍵設備的位置，定位人員，降低災害損失。此外，通過BIM+GIS、移動互聯(lián)網、云計算等技術結合，用于大型園區(qū)、城區(qū)的智能化管理，還能實現(xiàn)智慧園區(qū)、智慧城市建設。

2 基于BIM模型的運維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與設備參數(shù)的整合實現(xiàn)

就建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)特點來看，系統(tǒng)自身具有相應的設備參數(shù)存儲記憶，同時還包含BIM模型數(shù)據(jù)庫，所以，確保整體建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)的有效性，實現(xiàn)系統(tǒng)對于BIM模型與和設備參數(shù)的整合至關重要。

2.1 BIM模型數(shù)據(jù)庫

就BIM的模型構建和使用來看，如果把建筑設計、施工等階段的模型沿用下來作為運維管理系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)模型（雖然具有一定的可行性，能夠避免再次進行BIM模型構建），但是在實際應用中，這種原始模型中的數(shù)據(jù)信息還是比較冗余的。其中很多數(shù)據(jù)信息對于建筑空間與設備運維管理并沒有太大的關系，甚至有很多模型數(shù)據(jù)信息還會對于現(xiàn)階段的設備運維管理帶來一定的困擾，需要花費更多的時間來進行清除，這種做法就會給系統(tǒng)造成較大的壓力，數(shù)據(jù)訪問效率也會大大降低。所以，在實施這類原始數(shù)據(jù)模型的繼承中，最好是提前做好疏離處理后再應用到運維管理系統(tǒng)中。圖1為BIM模型的主要架構。

鑒于BIM建模軟件較多，通過對比不同軟件的效果，其實施的建模方式以及流程也存在一定的差異。其中，以歐特克的Revit系統(tǒng)軟件應用最為普遍，因此本文研究以這一軟件來幫助進行運維管理系統(tǒng)的構建。在具體的BIM模型構建中，要保證相應的模型構件都具備獨一無二的編碼，便于系統(tǒng)識別和判斷。

圖1 BIM模型的主要架構圖

圖2 工程內部局域網協(xié)同模型圖

對于模型的拆分單元，需要嚴格遵照相關的建筑專業(yè)來進行拆分規(guī)劃，例如，對于某具體的建筑工程的內部局域網協(xié)同模型進行構建，相關的建筑分包單位及工作站信息就能全面顯示出來，針對各個模塊的管理目標更加清晰。還可以將系統(tǒng)劃分成建筑、結構、暖通、通風、消防等模塊，完成單元劃分還需要根據(jù)系統(tǒng)和位置的維度來實施有效的規(guī)劃設計。在具體的建模過程中，一般需要使用軟件中的標準構件來進行，針對一些重復構建，還需要建立相關的標準構建模型，這樣才能保證整體的構建不會產生重復。

2.2 設備參數(shù)數(shù)據(jù)

在眾多的調研數(shù)據(jù)中，現(xiàn)階段建筑運維管理常見的設備參數(shù)表格，一般可以劃分成為設備臺賬和設備臺卡。設備臺賬主要是對于建筑內部的設備資產的基本信息進行儲存，主要包含一些簡單的設備信息、設備型號和規(guī)格等，以及設備在建筑中所處的位置。而設備臺卡主要是設備臺賬的深化反映，能夠對于設備的相關運行參數(shù)進行準確記錄，能夠反映設備的最真實性能。在設備臺卡數(shù)據(jù)中，還儲存著相關的易損件信息、配套附機信息等，能夠為設備的維修保養(yǎng)提供相應的臺賬數(shù)據(jù)支持。

3 基于BIM的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)的應用

3.1 建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)平臺上線

隨著建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)的研究深入，很多建筑工程項目中已經開始應用相應的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)，對于促進整體管理效益提升發(fā)揮了積極作用。比如，上海賽揚建筑工程技術有限公司集多年來大型高檔項目的機電設計及BIM設計的豐富經驗開發(fā)了SY-iFM運維管理平臺，這是一個能夠在實際項目中應用的智能化運維管理平臺。

3.2 建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)的具體應用

3.2.1 在設備查詢和定位中的應用

在實際應用中，由于建筑工程項目的規(guī)模較大，整體的建筑高度和深度也在不斷提升，在這種情況下對于施工技術、設備的需求更高，對于一些智能化設備以及大型設備儀器的需求量也加大。一個建筑項目可能需要進行大量的設備管理，設備管理的目的不僅是要發(fā)揮有效的協(xié)調作用，降低管理成本，更是要確保建筑施工中的所有設備都能夠有效工作，避免因為設備故障和其他問題造成工作延誤。通過使用建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對于設備信息的有效查詢以及定位，在具體施工中實現(xiàn)設備資源的優(yōu)化配置，就近查詢設備位置，調取最近的設備來共享使用。而且在設備出現(xiàn)故障的情況下，及時定位故障設備位置，能夠方便維修人員快速趕往現(xiàn)場進行檢修，對于部分設備的維修保養(yǎng)時間能夠實現(xiàn)系統(tǒng)提示，便于及時做好保養(yǎng)維護工作，從而延長設備的使用壽命。

3.2.2 在建筑工程遠程管理中的應用

借助建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)應用，相關管理人員不需要到現(xiàn)場進行調度和設備管理，只需要一臺電腦或移動互聯(lián)設備就可以完成遠程控制管理工作。在建筑工程實施中，管理者可以及時發(fā)現(xiàn)整個建筑工程中各點位置的設備運行狀態(tài)，對于存在故障的設備進行統(tǒng)一報修，網上發(fā)送維修指令，讓維修人員前往相應的故障點進行維修。如果相關的設備使用已經基本結束，后續(xù)施工中無需再使用，則遠程指揮相關人員可以對于這些設備機械等進行現(xiàn)場撤離，避免造成施工現(xiàn)場擁堵。在新設備進場時，安排專人引導設備進入場地，真正實現(xiàn)遠程化操作管理，極大地提升管理效率。

4 BIM在建筑空間和設備運維管理中的應用實效

4.1 工程概況

某綜合體辦公大樓占地面積54333平米，設置有1棟5層樓的附屬裙樓和1棟6層樓的附屬裙樓，還有2棟9層的辦公大樓，其總建筑面積為62761平米，地下兩層，其中一層為架空層，總層高為38米，辦公大樓的框架采用剪力墻結構。該項目從2012年6月開始動工，2013年6月主體工程完工，其他附屬工程和裝修在2013年底完工。該工程包含BIM土建算量、BIM鋼筋算量、工程量清單計價和BIM5D施工管理共計4項內容，通過BIM系列軟件的應用，以實際工程案例為基礎，最大程度模擬實際工作場景，實施工程建筑空間管理和設備運維。

4.2 應用實效

該工程建設管理過程中，借助BIM軟件構建了工程施工建筑模型，為工程造價預算提供了有效的技術支持，同時，通過三維空間模型，實現(xiàn)了機械設備、物資人力等的優(yōu)化配置，讓工程有序開展，設備運維管理有效，整體施工進度加快，同時節(jié)約了資源，降低了建筑成本，此外，三維立體模型能夠精準實現(xiàn)工程施工，讓工程施工程序得以優(yōu)化，整體施工的順序有所保障，不會出現(xiàn)較大的交叉作業(yè)困難以及施工中的工序矛盾，例如在工程地基布線中能夠有效預留消防通道和管線，避免地下管線交叉重復，提升整體布線設計和施工的合理性，保證了整體施工建筑質量，整體的施工應用成效十分顯著。

5 總結

當前，建筑業(yè)仍然是國家的基礎產業(yè)，發(fā)展?jié)摿薮?。在建筑施工和項目管理中，隨著BIM技術水平的進步，建筑業(yè)在建筑設計、施工技術和管理水平上也會得到快速的發(fā)展，其中，建筑設備管理的智能化水平和信息協(xié)同水平也必將推動建筑企業(yè)經營效益不斷提升。BIM技術在設備的智能化管控領域應用是建立在建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)基礎上的，借助BIM的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)，構建建筑數(shù)據(jù)模型，能夠精準顯示所有設備的信息和位置等，對于實施設備管理、調配、維修等都能夠發(fā)揮重要作用，在設備查詢和定位中的應用、工程遠程管理中的應用以及工程成本控制中的應用等方面都能夠發(fā)揮積極作用。