對BIM技術在綠色建筑運營階段的效益研究

□ 梁承龍 劉 芳 羅安仲

當代社會背景下，生態經濟理念與綠色環保已深入人心，我國建筑領域的經營模式與經營理念也發生很大變化，由此產生了綠色運營模式。對企業而言，采用環保和綠色運營的模式，可以讓企業獲得更多回報，同時也無經濟負擔，對企業的可持續發展具有重大意義。

技術并非綠色建筑工程中最重要的環節，其規?；年P鍵在于保障運營機制合理性，以此實現各方利益平衡的目的。如今建筑領域把精力投入在大型項目建設，較少關注綠色建筑經營研究。但作為數字模型的BIM技術，憑借將建筑功能特性與物理特性相結合，以及依靠模擬能力與信息集成，實現了模型的深化發展與設計，廣泛運用在當今的綠色建筑領域，體現綠色運營的環保、可持續特性。

1 技術理論介紹

1.1 BIM技術

BIM技術，實際是建筑信息模型的英文縮寫，在20世紀70年代，該技術已經使用。從廣義層面來看，BIM技術從技術、過程以及政策等角度出發，共同作用形成項目數據管理。從狹義角度來看，BIM技術將項目有關信息集成，以三維技術為支撐，構建數據模型，是數字化的功能特性、設施實體化表達。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性、高效性等優點。

1.2 綠色建筑

近些年，全球的二氧化碳排放量過高，氣候變化成為廣受爭議的話題。過度消耗能源，是二氧化碳大量出現的直接誘因[1]。很多歐美發達國家，其建筑行業的能耗在全球能耗占比將近50%。依據我國的建筑能耗研究報告數據可知，國內建筑全壽命周期的能耗約為國內總能耗46.5%，并且這個比例仍舊在持續增加，這意味著我國因二氧化碳排放所產生的環境問題日趨嚴峻。唯有加強環境保護與建筑業能耗管理，我國才能實現建筑業可持續發展目標。

建筑行業的可持續發展概念很多[2]。低能耗建筑指“氣候環境與建筑周邊空間使用擁有節能設計特點的材料與技術”，強調能源節約。低碳建筑指建筑材料與建筑施工節省能耗，控制并節省二氧化碳排放。建筑的可持續發展第一階段是低能耗建筑，第二階段是生態建筑，第三階段是綠色建筑。綠色建筑的定義是全壽命周期中減少污染、保護環境、節約資源，為人們提供高效、適用、健康的空間，對人與自然和諧共處的發展具有重要意義。

1.3 運維管理

如今，國內城鎮化水平越來越高，城市的建筑物大多已投入使用和運營。對建筑物的運營維護管理，成為城市發展新的關注點。運維管理從傳統的房屋管理發展而出，逐漸成為一種設施、人員與技術綜合管理的科學技術。目前國內并沒有統一的運維管理定義，與運維管理有著相似概念的是設施管理。

物業管理指的是業主和其選擇的物業管理部門，根據規定對房屋和各種配套場地、設備進行維護、管理與養護，同時還要對區域當中的環境衛生、秩序維護、車輛管理和園林綠化進行維護。物業管理，最重要的是確保設備與建筑的壽命延長[3]。進行管理時，需要區分設施與設備概念關系。其中設備指的是擁有實物形態與特定功能的裝置。設施可以為滿足特定需要而進行整體布置與空間安排。二者最大的不同，在于設施強調的是空間設備聯動性與布置，但就系統而言，設備管理是最基礎的構成，設施管理指的是提升與整合系統。

2 綠色建筑運維管理對BIM技術使用的現狀

在運營環節，除了要考慮建筑的全壽命周期成本與時間問題，同時也要在運維管理中發揮載體作用。傳統建筑的運維管理，尤其在項目實施過程中，需要按照實際情況對運維管理方案和目標進行調整。項目驗收過程中，應規劃設計環節，明確運維管理活動策略與目標。

在綠色建筑運行、管理和維護中應用可持續發展理念[4]。綠色建筑運維管理，重心是系統運營，不同功能的建筑有著不同的內容側重。第一，綠色住宅建筑運維管理，需要將重心放在環境服務與衛生服務，其運維環節BIM技術價值在于能耗、設備、資產、空間以及公共安全的管理。第二，綠色公共建筑運維管理時，其目標為綠色建筑“四節一環保”。在對其進行物業管理時應依靠BIM技術集成化、精確性與信息化，讓綠色公共建筑的運維獲得強大動力。BIM技術具有節約資源的能力[5]，通過BIM運維平臺控制，利用模擬澆灌與灑水精確控制的技術手段，節約水資源；統一調控電梯系統、照明燈具、新風系統、空調機組，節約能源。使用此類辦法，控制能源生產，減少環境污染問題。第三，在建筑運維管理中，BIM平臺能簡化物業管理流程，還可以控制物業的管理和運營成本。借助運維平臺與監控的結合，可提高物業管理人員工作能力，避免漏報與瞞報，降低因安全隱患引起的巨大損失，經濟效益十分明顯。

3 綜合效益的研究

3.1 評價流程

對于綠色建筑的運營總額和效益使用BIM技術評價，有必要對BIM的價值點進行深入挖掘，確定綠色建筑運營環節中的BIM技術使用位置。還應創建科學綜合效益評價指標，確定評價方法與指標權重。綠色建筑的運營期間，綜合效益的評價為：一是使用文獻資料整理和篩選指標，之后前往實地進行考察，約談專家進行分析。二是創建指標體系，確定權重，研究評價方法。該過程使用了COWA算子與集對分析理論。三是分析社會效益、經濟效益以及環境效益，創建評價模型。

3.2 指標體系

3.2.1 原則

綠色建筑在運營的時候，須將BIM技術用于綜合效益評價指標的評價中，并對BIM創造效益進行區分，以判斷綠色建筑和傳統建筑之間的關系。本文對BIM技術效益指標的選取，應將重心放在綠色建筑在運營時候的作用。為此有必要創建合理、科學的指標體系，創建指標中應考慮下述原則[6]。

一是目的性原則。綜合效益指標體系的創建，要明確指標體系目標、分解目標。緊密結合評價目標與指標體系，包括評價對象特點與內容，這樣才能準確且真實地反映評價意圖。二是全面性原則。應當創建合理、科學的評價指標，全面反映被評價對象的不同側面，除了要考慮有著良好表現的一面之外，還要忽略相對較差的一面。盡可能全面考慮評價指標數量與結構完整性，絕不能用精簡評價指標。三是層次性原則。評價指標系統的創建，很難一步到位構成完美體系，應當以明確指標為前提，科學確定評價指標維度，確定所有維度內容，并需要不斷延伸維度，提出細致、深入的指標內容。四是可操作性原則。具有實際操作價值的評價體系，才能有使用效果。這表明，所有指標體系內容都有可操作特點。評價指標需要擁有可行、切實的數據獲取辦法，以考慮指標體系的全面性為前提。有些指標會陷入難以搜集數據的情況，這時候要用科學態度，尋找可行的估算指標方法，當然也可以選擇替代性的指標。

3.2.2 構建思路

綜合效益的評價指標體系構建，需要在綠色建筑的運營期間確定BIM技術關鍵價值。歸納總結價值點以后，再確定綜合框架。通過整理現有文獻資料與成果，本文對BIM技術綜合效益的劃分為社會、經濟以及環境3個部分的效益。唯有延伸與拓展社會、經濟與環境，才能夠得到細致指標。在綠色建筑的運營時期，應采用綜合效益的評價，合理使用BIM技術。

社會效益方面。社會效益反映的是綠色建筑在運營時期對于BIM技術使用，包括帶動社會發展、行業進步與使用安全的考慮。其不僅屬于使用者和投資者，同時也是社會各種能源的收益。本文對BIM技術的研究，包括安全性、技術標準規范、評估認證、提升用戶認知等內容，可以歸納為提高建筑物的生產安全性效益。

經濟效益方面。BIM技術在綠色建筑運營環節展現出極大的價值，屬于綜合效益評價至關重要部分。經濟效益并不是指綠色建筑在運維管理期間，使用BIM技術會擁有何種收益，而是指對設備管理、物業管理、資源節約等有關且可能會有經濟效益的各種收益。以綠色建筑的運維管理特征考慮，本文經濟效益指的是提高工作效率、節能、節水與成本控制。比如節能方面，可以通過BIM技術監測各種設備的能耗傳感器數據情況，使用BIM云平臺監管各種異常節點，完成綠色建筑運營節能控制目標。

環境效益方面。在綠色建筑中環境效益屬于核心內容，在BIM技術中屬于重要手段。環境效益包括室內與室外兩個部分。比如，室內環境是對空調、照明、聲環境、溫濕度的調整，讓人們享受舒適的生活環境。

3.2.3 指標體系

確立了評價指標體系的創建原則以后，再通過細化不同維度的詳細解釋，就可以使用COWA算子對指標權重進行計算。

3.3 確定COWA算子的指標權重

本文綜合效益的評價一共有3個維度，下設大量二級目標，細化說明后得出32個三級指標。因為指標比較大，并且指標權重對后續綜合評價結果的確定有較大影響，故當使用合理權重的處理方式。雖然有著層次分明的指標體系設置，但是常用層次的分析通常適合于指標數量不多的情況。熵值法常被用于有大量處理指標的情況，能得出較為客觀的結果。不過權重的確定，一般要使用很多樣本信息。而指標重要性的確定，則需要使用COWA算子就能解決指標數量多的問題，減輕個人偏好的不良影響。

按照COWA算子處理方法，綠色建筑運營環節對于BIM技術的使用，其綜合效益的指標權重應當用下述步驟進行計算。一是要確定權重數據表。邀請專家打分，得到原始的數據，之后根據分數大小進行排列，對數據進行編號。二是對加權向量進行計算。使用排列組合的辦法，確定加權的向量。三是對絕對權重進行計算，并在最后對相對權重進行計算。

4 費用效益的分析

4.1 分析理論

該理論在項目評估、方案合理經濟性的評價中比較常見，以合理配置資源角度考慮，研究方案外部效果，經濟層面可行性與合理性是其考慮的唯一指標。需要考慮項目與方案的經濟執行性，才能對費用效益的分析提供有力支持。另外，分析費用效益，還可以用在不同項目的衡量與方案費用效益差額、費用差額的處理，讓方案的決策獲得有力支持。

分析費用效益的時候，要全面識別項目、方案效益與費用。應留意的是，費用指標、效益指標的識別，需要使用有無對比原則，確定效益指標與費用指標，尋找未實施方案與某實施方案之間的不同。另外確定效益指標與費用指標，不能只是考慮項目的直接效益與直接費用。有必要從國民經濟層面以及方案對社會其他成員產生直接或間接效益進行研究。并且，在計算費用效益的時候，要去除可能出現的支付轉移條件。

4.2 費用效益的指標系統

4.2.1 費用指標

一是硬件費用。綠色建筑的運營時期，使用BIM技術需要增加各種電腦和服務器設備，還需要有監測環境的系統與服務器、交換機。硬件設備費用除了一次性采購以外，還包括后續的養護費用。

二是人員費用。在綠色建筑的運營中使用BIM技術，需要創建運維平臺，并依靠運行維護系統的人員對系統平臺進行維護管理、測試。

三是軟件費用。運維平臺的搭建需要有系統平臺的支撐，多數軟件結構使用的都是C/S客戶端和B/S端。

4.2.2 效益指標

一是直接的貨幣化指標。指可以直接反映貨幣價值的一些數據，包括工作效率、節水節能收益等。

二是間接的貨幣化指標。這種收益作用雖不如貨幣直接，但是卻能夠依靠替代作用完成貨幣價值效益的計算。比如市內外的環境效益屬于環境外部效果，無法表現為貨幣收益，但的確會影響社會其他成員。所以很多時候需要考慮機會成本、支付意愿，對其進行間接計算。

5 結語

本文的研究，集中于理論運維層面，對綠色建筑運維中使用BIM技術的特點進行了分析與使用價值研究，詳細揭示了具體流程。為獲得更好的使用數據分析成果，使用費用效益分析論和COWA算子進行了指標權重分析，希望能夠幫助更多人了解BIM技術，發揮該項技術作用。