BIM技術在商業建筑設備運維管理中的應用

許 強，劉 永

（1.重慶市設計院，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，商業建筑主要包括商場、酒店、寫字樓等從事各類商業經營活動并且以盈利為目的的建筑物，張雙根在其《工程建設項目全生命周期造價管理研究》指出：商業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建筑在運營階段成本投入超支，導致收益達不到預期目標。借助BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）理念，將成本管理的重點從設計、建造階段擴大到運營維護階段[2]，即使用BIM 技術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，更有效率的進行數據信息共享，將減少成本的總投入，增加總收益。商業建筑體中的設備種類相比于普通建筑繁雜許多，其設備的運營維護占據整個建筑運營維護的核心，基于BIM 技術使其由繁雜化為簡單、由二維變多維、從數據信息割裂集成一體。

1 設備運維管理現狀

（1）設備系統復雜，直觀性差。商業建筑中的設備系統十分龐大，包含給排水系統、通風空調系統、噴淋系統、消防系統以及電力橋架系統[3]。大部分管線都隱蔽在吊頂、管井內，不易正常觀察。在運營公司對商業建筑進行設備運維時牽扯到的設備系統圖紙也就非常多，每層樓每個專業有一張圖紙，還要包括細節大樣圖紙，想要把整個建筑體內所有系統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，計算機輔助設計）二維展示，直觀性差。不僅要求設備運維人員具有專業運維知識，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）設備系統信息割裂，共享困難。普遍的商業建筑運維都由專業的運維公司承包，但在建筑建設過程中的縱向、橫向都涉及到不同人員、不同單位，數據信息也存在割裂交流不到位的問題。建筑的土建設計由幾個人共同分工完成，數據資料不能保證完整的共享，機電設備系統的設計也會按專業分工完成。在設計階段的圖紙信息便開始存在割裂問題，進入施工設計階段又會根據現場實際情況有許多變更。機電設備安裝時也會根據不同的廠商有不同的數據信息，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，數據資料是不完備的，不能在短時間內對整個系統的運行原理進行掌握。建筑項目從設計到運維階段這種傳統的工作模式，建筑師、結構工程師、項目業主、物業管理、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，在將自己的數據信息傳達給別人時不積極，導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。目前國內大部分設備運維主要沿襲傳統的物業管理。在設備交付使用后，即設備進入運營維護階段，運營結構對所有的設備管線登記造冊，使用一系列紙質文檔圖紙以及電子文檔記錄設備名稱、設備型號、折舊年限、外形尺寸等信息。日常巡檢維修時又產生一堆的巡檢記錄、報修紀律、維修記錄。隨著設備使用年限增加，產生的各類資料會越來越多[5]。運維階段管理的要素復雜、設計信息量大、管理手段落后，缺乏一種高效的手段來優化管理。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 技術的設備運維管理

（1）信息集成共享。數字信息化推動經濟發展，將建筑項目信息化也會帶動建筑經濟的發展[7]。BIM 技術是一種多維信息集成技術，BIM 技術的出現就是要解決全壽命周期中信息建立、丟失、重復建立、重復丟失的問題，達到信息一次建立集成集體共享的效果。建筑師、結構工程師、水暖電工程師、物業管理等協同工作，將數據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。模型中的數據信息不斷積累、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據信息。信息集成在設計階段能解決掉機電設計因土建結構不熟悉導致的設計不合理，同時也可以解決施工因信息缺失導致的與圖紙不符的施工問題。在運維階段時，設備運維管理所需要的設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，在軟件系統中形成虛擬的實體建筑，小到每個管件閥門。每個設備模型從外形到材料都能與實體一一對應，整個設備系統的實體形象可直觀展現出來，每個設備上下游的管件位置，以及管線走向，對了解整個設備系統的工作原理十分有利。在運維管理中出現緊急情況可通過BIM模型對情況點進行準確定位，快速找出最近的開關閥門進行止損。可視化的模型用于輔助新員工培訓，效果也優于傳統的圖文培訓。

利用BIM 技術與移動互聯技術整合，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備運維信息反饋的真實性，減少由于不當的人為操作帶來的損失。

3 基于BIM 技術的設備運維管理實現過程

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

4 設備運維管理注意事項

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

（1）模型深度不達標。由于建筑行業上下游之間相互獨立割裂導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境嚴格規范標準。

（2）硬件要求高。BIM 模型包含的構建越多數據體量便越大，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，需要結合各類軟件，結合軟件又會涉及到軟件兼容性差信息導致信息丟失的問題。運維階段已經開發出的成熟軟件不多，還需要大量的有針對性的軟件二次開發以達到使用者需求。

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

5 結語

商業建筑設備是建筑物的核心組成部分，是商業建筑運營維護的關鍵所在。傳統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雜的設備系統運行需求。分析傳統物業中的設備系統復雜直觀性差、信息孤島導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 技術的集成性與可視化性，解決傳統物業管理中的效率底下與信息割裂導致的時間與成本增加問題。確定完備的市場指導規范以及相關市場運營機制已被迫切需要。