陳衛(wèi)民 李 欽 張東盼 謝 東 方速昌

(1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州 510600；2.廣州絡(luò)維建筑信息技術(shù)咨詢有限公司，廣州 510600；3.中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200122)

引言

近年來，在國(guó)家積極推動(dòng)建筑工業(yè)化、信息化、大力發(fā)展建筑信息模型(BIM)技術(shù)促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下[1-2]，全國(guó)各地不斷完善相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及指導(dǎo)手冊(cè)，同時(shí)許多優(yōu)秀的BIM工程應(yīng)用實(shí)例不斷涌現(xiàn)[3-4]，有力地促進(jìn)了我國(guó)建筑信息模型技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

隨著BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工階段的主要應(yīng)用逐漸成熟完善，以及建設(shè)單位運(yùn)維理念的變化—從僅關(guān)心物業(yè)本身的建筑、設(shè)施維護(hù)的傳統(tǒng)運(yùn)維管理方式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅Ｐ蜑榛A(chǔ)、三維可視、信息集成的運(yùn)維管理方式[5]，越來越多的企業(yè)開始嘗試在運(yùn)維階段投入BIM的使用。本文結(jié)合中國(guó)南方航空大廈項(xiàng)目運(yùn)維管理實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單介紹本項(xiàng)目BIM全過程實(shí)施方案的技術(shù)路線，主要包括模型處理、運(yùn)維管理、信息集成以及運(yùn)維BIM應(yīng)用成果。

1 BIM+FM技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)建筑項(xiàng)目在運(yùn)維階段普遍使用的管理方式都以傳統(tǒng)表單形式為主，不具備BIM結(jié)構(gòu)，甚至不具備CAD平面的應(yīng)用模塊，無法貼合應(yīng)用于以BIM理念開展建筑生命周期的新型綜合建筑[6]。當(dāng)然，也有不少項(xiàng)目嘗試以BIM+FM的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的運(yùn)維階段管理。

申都大廈項(xiàng)目[7]是國(guó)內(nèi)BIM+FM技術(shù)應(yīng)用于既有建筑多次改造項(xiàng)目的典范。由于多次改建導(dǎo)致了基礎(chǔ)資料流失以及該項(xiàng)目在綠色、科技、智能化上的高要求，申都大廈運(yùn)維團(tuán)隊(duì)探索了一條以ARCHIBUS為基礎(chǔ)、以自主開發(fā)的能耗監(jiān)管系統(tǒng)為門戶的綠色運(yùn)維管理系統(tǒng)的基本路線。

中建廣場(chǎng)項(xiàng)目[8]是國(guó)內(nèi)少數(shù)結(jié)合BIM+FM的大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目，其運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提出的基于國(guó)內(nèi)本土運(yùn)維平臺(tái)ARCHIPLUS FM的BIM+FM運(yùn)維路線很大程度上解決了目前國(guó)外運(yùn)維產(chǎn)品“水土不服”的狀態(tài)，驗(yàn)證了國(guó)外運(yùn)維技術(shù)及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的可行性； 并提出目前BIM+FM技術(shù)的價(jià)值在國(guó)內(nèi)沒有得到太多認(rèn)可的主要原因在于：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失、建造方和物業(yè)持有方利益關(guān)系無交集、國(guó)內(nèi)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)相對(duì)于設(shè)計(jì)施工行業(yè)普遍專業(yè)技能不高、國(guó)內(nèi)運(yùn)維專業(yè)化程度遠(yuǎn)不及設(shè)計(jì)施工等。

除上述問題外，本項(xiàng)目運(yùn)維團(tuán)隊(duì)認(rèn)為目前BIM+FM技術(shù)價(jià)值較低的另一原因在于通用性較低：部分新建的樓宇物業(yè)更多地使用著定制化的三維交互平臺(tái)，這些平臺(tái)雖功能齊全適用，但其數(shù)據(jù)具有高度定制的特點(diǎn)，且大多不具備用戶后期自主進(jìn)行模型維護(hù)、更新的功能，例如部分樓宇實(shí)現(xiàn)的IBMS集成，只集成了設(shè)備的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)數(shù)據(jù)部分，不具備如空間檢索、空間資產(chǎn)清冊(cè)、綜合管網(wǎng)查詢、建筑空間用途分配等功能，沒有將建筑內(nèi)物業(yè)所關(guān)心的運(yùn)維元素結(jié)合在一起； 其次，部分結(jié)合了BIM及CAD元素的高度定制化平臺(tái)，限制了文件間交換的格式，不利于后期用戶對(duì)建筑的BIM、CAD資源進(jìn)行更新和維護(hù)。BIM+FM的使用愿景，應(yīng)該是以BIM模型作為基礎(chǔ)檢索的三維電子底圖，結(jié)合空間檢索、設(shè)備管網(wǎng)綜合溯源、資產(chǎn)清冊(cè)、設(shè)備動(dòng)態(tài)集成數(shù)據(jù)、人員使用結(jié)構(gòu)，覆蓋人員、資產(chǎn)、空間、設(shè)備的動(dòng)態(tài)有機(jī)結(jié)合。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中國(guó)南方航空大廈位于廣州市白云區(qū)白云新城，是中國(guó)南方航空集團(tuán)有限公司的全球總部及營(yíng)銷中心。項(xiàng)目總建筑面積20.4萬m2，采用塔樓裙樓結(jié)合的建筑形式，塔樓地下4層，地上36層，高150m； 裙樓地上6層，高30m。樓宇外觀如圖1所示。

圖1 中國(guó)南方航空大廈

3 BIM全過程實(shí)施方案

3.1 總體架構(gòu)及流程

針對(duì)本項(xiàng)目的運(yùn)維管理需要，并結(jié)合申都大廈、中建廣場(chǎng)等項(xiàng)目[7-10]的BIM+FM結(jié)合應(yīng)用的運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)南方航空大廈項(xiàng)目搭建了以“IBMS+FM+BIM”為中心的智能化集成平臺(tái)，強(qiáng)調(diào)分散控制、集中管理，保證建筑空間持續(xù)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。全生命周期的BIM模型為平臺(tái)提供靜態(tài)的物業(yè)設(shè)施數(shù)據(jù)，IBMS向平臺(tái)傳輸動(dòng)態(tài)的樓宇自控?cái)?shù)據(jù)； 而在FM軟件的選擇中，考慮到軟件功能模塊全面性、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)支持度、能耗集成等方面的需求，最終確定了ARCHIBUS作為FM軟件平臺(tái)； 最終依托FM系統(tǒng)集成空間管理、資產(chǎn)管理、設(shè)施設(shè)備管理三大運(yùn)維模塊，從而實(shí)現(xiàn)可視化的智能運(yùn)營(yíng)管理。項(xiàng)目平臺(tái)整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目架構(gòu)及流程圖

為確保形成完整、可靠的模型數(shù)據(jù)與運(yùn)維數(shù)據(jù)，減少后期重復(fù)的建模以及數(shù)據(jù)輸入等問題，本項(xiàng)目在規(guī)劃階段開始便利用BIM+FM平臺(tái)參與項(xiàng)目前期規(guī)劃； 在設(shè)計(jì)階段利用Revit等多種工具生成、優(yōu)化模型數(shù)據(jù)； 在施工階段重點(diǎn)關(guān)注施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的施工問題、安全問題，依托信息集成平臺(tái)傳遞到運(yùn)維階段； 在運(yùn)維階段通過BIM與ARCHIBUS的結(jié)合，以BIM為設(shè)施管理的數(shù)據(jù)源、可視化工具以及運(yùn)維數(shù)據(jù)展現(xiàn)的載體，以ARCHIBUS為運(yùn)維實(shí)現(xiàn)的手段，從而完成本項(xiàng)目在運(yùn)維管理上的全部需求。

3.2 模型搭建

項(xiàng)目根據(jù)國(guó)家及當(dāng)?shù)亟ㄖ畔⒛Ｐ偷认嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)[11-13]，制定了以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目運(yùn)維需求為目標(biāo)的BIM模型搭建規(guī)則，其主要在于約定竣工模型文件的拆分及命名方式、各專業(yè)模型內(nèi)容、信息錄入要求及空間、設(shè)備編碼等，除了保證項(xiàng)目施工階段BIM應(yīng)用的可行性，更需保證BIM模型的可處理性及信息的準(zhǔn)確性。對(duì)于重要的機(jī)電設(shè)備或重點(diǎn)建筑區(qū)域，除保證模型準(zhǔn)確、完整、與現(xiàn)場(chǎng)情況基本一致外，還需保證信息的適用及準(zhǔn)確。

3.3 信息輸入

在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工階段，對(duì)建筑運(yùn)維階段所涉及的建筑設(shè)備、資產(chǎn)個(gè)體進(jìn)行多種編碼的命名編排，放置到元素屬性中，如：IBMS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)接編碼、大廈資產(chǎn)編碼、物業(yè)維保編碼等。有關(guān)的BIM模型靜態(tài)數(shù)據(jù)與IBMS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)于后期的運(yùn)維階段可謂是至關(guān)重要，這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了運(yùn)維管理門戶，其中包括圖檔管理、空間管理、運(yùn)維管理以及應(yīng)急預(yù)案。運(yùn)維數(shù)據(jù)流會(huì)根據(jù)運(yùn)維業(yè)主的需要，完善竣工BIM模型的信息部分，從而保證竣工模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、無遺漏地直接應(yīng)用于后期運(yùn)營(yíng)智能平臺(tái)。其中導(dǎo)入至ARCHIBUS數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)大致分為：

(1)建筑的空間規(guī)劃、系統(tǒng)或設(shè)備布局和設(shè)備規(guī)格屬性；

(2)建筑中產(chǎn)品的基本信息、完工布局、標(biāo)簽或序列號(hào)以及保修、備件信息；

(3)建筑的空間調(diào)整、設(shè)備的更換情況、維修改造的情況以及信息的集成。

整合后的運(yùn)維模型，在進(jìn)行統(tǒng)一編碼和優(yōu)化后才能導(dǎo)入ARCHIBUS系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)設(shè)施管理功能和三維可視化設(shè)施設(shè)備數(shù)據(jù)的分析、展示、管理功能。本項(xiàng)目運(yùn)維數(shù)據(jù)流向如圖3所示。

圖3 BIM運(yùn)維管理數(shù)據(jù)流

3.4 運(yùn)維成果展示

(1)應(yīng)用點(diǎn)1：資產(chǎn)管理——全生命周期COBie運(yùn)維信息交換

運(yùn)維數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備與錄入是信息發(fā)布的關(guān)鍵，全周期BIM信息協(xié)作通過COBie數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)運(yùn)維數(shù)據(jù)的無縫移交，保證了運(yùn)維數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量，其中COBie運(yùn)維數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目數(shù)據(jù)、樓層數(shù)據(jù)、房間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)、類型數(shù)據(jù)和實(shí)例數(shù)據(jù)，涵蓋于建筑模型與機(jī)電模型中?；贐IM的運(yùn)維數(shù)據(jù)傳遞路徑為：由構(gòu)建參數(shù)開始，整合至設(shè)備、設(shè)備組，以設(shè)備功能傳遞并作用于空間區(qū)域，并劃分至不同的組織，最終呈現(xiàn)至維護(hù)點(diǎn)。Revit軟件通過ARCHIBUS插件將模型發(fā)布至運(yùn)維平臺(tái)，并可在Revit中寫入房間的各類屬性，Revit數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與運(yùn)維需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交換方式如圖4所示。

圖4 運(yùn)維信息交換

竣工階段的Revit模型本身涵蓋了物業(yè)管理整體樓宇所需的一切信息，包括空間分配、機(jī)電設(shè)備、機(jī)電管網(wǎng)連接關(guān)系、以及日常各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)維所需要的靜態(tài)工程數(shù)據(jù)信息。因此，將竣工階段的Revit模型進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)入到運(yùn)維平臺(tái)軟件中，即可發(fā)揮ARCHIBUS對(duì)各個(gè)使用空間進(jìn)行資產(chǎn)清冊(cè)導(dǎo)出的功能，從而滿足用戶掌握物業(yè)全部資產(chǎn)信息的需要。

(2)應(yīng)用點(diǎn)2：空間管理——可視化空間庫(kù)存管理與分配

空間庫(kù)存指的是對(duì)空間編碼、空間面積、空間類別、指派部門或員工等信息的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，是空間管理實(shí)施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)至關(guān)重要。BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了可視化的空間庫(kù)存管理，提高了管理的效率和質(zhì)量。根據(jù)用戶需求或空間使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空間分配是空間管理的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的空間分配以二維平面圖紙為基礎(chǔ)信息，因此不同樓層的分配狀況無法在分配過程中進(jìn)行快速識(shí)別。而BIM技術(shù)的應(yīng)用則是通過3D的方式呈現(xiàn)視覺形態(tài)，管理人員可因此快速捕捉組織機(jī)構(gòu)的分布樓層，從而避免因?yàn)榭臻g分配而造成的交流障礙問題。

在建筑投入運(yùn)維階段后，管理人員根據(jù)空間用途、使用性質(zhì)、租賃合同等因素，對(duì)空間進(jìn)行重新分配，以滿足實(shí)際的使用用途。

可根據(jù)空間信息進(jìn)行空間內(nèi)包含資產(chǎn)關(guān)系的整體清冊(cè)導(dǎo)出，在前一種使用性質(zhì)到期后，可快速進(jìn)行資產(chǎn)的清冊(cè)轉(zhuǎn)存、轉(zhuǎn)換。

可根據(jù)空間進(jìn)行相應(yīng)的管理指標(biāo)公式配置，如計(jì)算空間的人均使用面積、人均空間成本(財(cái)務(wù)成本、租賃成本)、單位空間的凈利潤(rùn)指標(biāo)等，幫助管理人員對(duì)各事業(yè)部的空間管理分配、利用，進(jìn)行再優(yōu)化。

ARCHIBUS空間分配功能如圖5所示。

圖5 可視化空間庫(kù)存管理與分配

(3)應(yīng)用點(diǎn)3：設(shè)施設(shè)備管理——可視化設(shè)施設(shè)備維護(hù)

為了保持設(shè)施設(shè)備始終處于一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)該從FM理念整合空間、用戶、業(yè)務(wù)流程、BIM信息，設(shè)計(jì)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理流程與解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備狀態(tài)綜合集成、評(píng)估與管理。BIM的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)故障的快速綜合分析解決、遠(yuǎn)程專家的解決方案和設(shè)施設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估，集成化提高運(yùn)維效能。

管理人員通過配置不同專業(yè)、不同樓層、不同使用空間、不同設(shè)施設(shè)備類型的動(dòng)態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)的預(yù)警、報(bào)警、節(jié)假日優(yōu)化提醒等功能所需要的閾值，對(duì)大樓整體的運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行參數(shù)配置。

參數(shù)配置完成后，管理人員通過ARCHIBUS平臺(tái)，接受設(shè)備的動(dòng)態(tài)狀態(tài)運(yùn)行參數(shù)，以及對(duì)應(yīng)的設(shè)備預(yù)警、報(bào)警信息。接收到設(shè)備預(yù)警、報(bào)警信息的同時(shí)，平臺(tái)可快速定位到設(shè)備所在的空間編碼內(nèi)，并發(fā)起點(diǎn)檢、維保工單。

管理人員可以通過該功能，檢索事件設(shè)備的管網(wǎng)上下游鏈路，如檢索某漏水報(bào)警的風(fēng)機(jī)盤管的送排風(fēng)管、供電管、送回水管等。減少設(shè)備維保人員所需要的鏈路排查時(shí)間，有效提高物業(yè)管理水平。

設(shè)備可視化維護(hù)、機(jī)電管網(wǎng)上下游追溯的軟件效果如圖6所示。

圖6 可視化設(shè)施設(shè)備維護(hù)

(4)應(yīng)用點(diǎn)4：設(shè)施設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行聯(lián)動(dòng)——可視化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

ARCHIBUS整合了大廈全部的設(shè)施設(shè)備專業(yè)，如建筑設(shè)備樓控、門禁管理、訪客管理、安防視頻監(jiān)控、照明系統(tǒng)、停車場(chǎng)閘機(jī)、停車場(chǎng)車位引導(dǎo)、能源計(jì)費(fèi)、電力監(jiān)控、電梯梯控、巡更管理、樓宇外墻泛光管理、時(shí)鐘系統(tǒng)等。

不同的設(shè)施設(shè)備專業(yè)之間，可根據(jù)管理需要，進(jìn)行設(shè)施設(shè)備動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)，如：根據(jù)樓宇作息時(shí)間，由ARCHIBUS自動(dòng)進(jìn)行樓宇內(nèi)的空調(diào)、照明的模式調(diào)整、啟停； 當(dāng)樓宇內(nèi)出現(xiàn)預(yù)警、報(bào)警設(shè)備時(shí)，空間尋址到最近多路的視頻監(jiān)控?cái)z像頭，直接彈出到前臺(tái)供管理人員查看； 當(dāng)樓宇出現(xiàn)火警、安防入侵等緊急情況時(shí)，照明自動(dòng)切換到應(yīng)急狀態(tài)、電梯控制到指定樓層打開、速通門/閘門根據(jù)配置進(jìn)行開啟和關(guān)閉，由ARCHIBUS自動(dòng)檢查設(shè)備響應(yīng)，匯總設(shè)備響應(yīng)率，并將未按指定要求響應(yīng)的設(shè)備清單彈出提示。

ARCHIBUS將各個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與空間管理結(jié)合起來，根據(jù)管理人員配置的統(tǒng)計(jì)公式，計(jì)算各個(gè)空間的供冷、供暖、用電、用水等能源指標(biāo)、新風(fēng)溫度、濕度、PM2.5、PM10等環(huán)境指標(biāo)，使管理人員能直觀地獲得樓宇重點(diǎn)指標(biāo)參數(shù)。

4 總結(jié)

現(xiàn)階段BIM+FM技術(shù)的應(yīng)用并不成熟，而且由于模型信息丟失、適用性低或效益不夠直觀等諸多原因，其推廣并沒有得到大范圍普及，但隨著業(yè)主單位等運(yùn)維理念的轉(zhuǎn)變以及根據(jù)國(guó)家建筑行業(yè)信息化、工業(yè)化的發(fā)展趨勢(shì)，BIM+FM技術(shù)自身強(qiáng)大的功能及其理論上對(duì)建筑工程項(xiàng)目后期運(yùn)維管理巨大的價(jià)值終將實(shí)現(xiàn)，BIM+FM技術(shù)的應(yīng)用已是大勢(shì)所趨。

在中國(guó)南方航空大廈項(xiàng)目中，通過在項(xiàng)目前期策劃階段制定完善的建筑模型信息深度要求、嚴(yán)格按照要求更迭模型信息形成模型數(shù)據(jù)流以及在竣工—運(yùn)維過渡階段對(duì)模型信息進(jìn)行篩選做輕量化處理等方法，在很大程度上解決了在運(yùn)維階段模型信息缺失、不適用的問題； 通過基于BIM與ARCHIBUS的智能化運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑空間、設(shè)備設(shè)施以及公司資產(chǎn)的管理。

BIM+FM技術(shù)的應(yīng)用不僅是技術(shù)進(jìn)步上的需要，更是運(yùn)維觀念上的改變，目前針對(duì)BIM運(yùn)維所做的研究工作尚不充分，希望中國(guó)南方航空大廈項(xiàng)目的運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)可以為以后有智能化運(yùn)維需要的工程提供一些借鑒經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)希望有更多的單位加入BIM+FM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐和創(chuàng)新探索中。