基于BIM的智慧建筑運維實現方式及價值探討

摘 要：在經濟牽引下，智慧建筑規模擴大，優勢不斷顯現，熱議度居高不下。智慧建筑的大力推廣與BIM技術脫離不開。BIM屬于建筑技術的集成，通過多視角管理方式，可提高建筑的質量，消除建筑施工的風險。當前，基于BIM技術討論智慧建筑運維方式的意義十分顯著。從運維軟件開發等視角，提出智慧運維可靠實現路徑，同時綜合評估 BIM 運維平臺的功能，進而立體呈現出BIM運維的價值。

關鍵詞：運維方式;智慧建筑;應用價值;BIM技術

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）07-0112-03

0 引言

智慧建筑設計需要具有一定的理論技術，與城鄉建設過程結合起來，對建筑設計進行集中考量，保障智慧建筑運維的發展目標。智慧建筑屬于近年來新型建筑理念，在運營維護方面具有較高難度，確保建筑設計模型能夠實現。智慧建筑采用BIM技術進行設計，提高運營平臺構建的先進性，保證建筑的智能化水平。

1 建筑信息模型（BIM）應用優勢

隨著 BIM 技術的發展，在建筑施工領域（包括項目設計和建造），融合了較多BIM 技術。現階段，BIM應用技巧成熟，特別是在設計和施工體系中，指導價值較高，應用水平趨于理想。相比于設計和施工，實際的建筑項目運維階段，整體能力較差，BIM 技術應用停留在初級。研究發現在運維階段存在大量待處理數據（建筑項目），這些數據量大且凌亂。如果缺少管理平臺的支撐，想要系統化處理這些數據，會消耗許多精力，同時還會誘發關鍵性數據的丟失[1]。與此同時，在實際應用中，也不能及時檢索信息，數據挖掘和分析決策推行較艱難。基于此，BIM技術應用價值高，作為建筑全生命期中核心的技術，在建筑運維階段作用非常顯著[2]。

2 智慧運維實現方式

2.1 需求分析

2.1.1物業管理需求

通過實際應用了解到，BIM平臺在應用中，可整合多項有效信息，借助關鍵性運維管理信息的整合與評估，實現物業信息化管理，提高管理透明度。同時在現實工作中，結合BIM相關技術，在立體模型中進行有效三維瀏覽，這樣的實現方式可精準定位空間，提升移動端檢修報修的便利性，重點推出維護保養的功能性。

2.1.2 設施管理需求

BIM模型中，將囊括大量設施管理參考信息，為后續管理夯實基礎。需要注意的是錄入的設備設施信息是較為綜合的，需包括多個維度，只有這樣，應用效果才理想。需從勘察設計入手，按照科學思維路徑，匯集運營維護全過程的各種動態信息。具體應用中，平臺可提供查詢界面，并以此作為前提，完善好三維顯示功能，針對空間復雜部位要化繁為簡完成直觀表達，例如機房內空間關系等。同時安裝相關監控系統，在系統應用中當設備形成故障威脅時，借助定位查詢、故障分析，完成統計分析等操作，提高設施管理的實效性。

2.1.3 安全管理需求

安全管理是非常重要的模塊，在實際應用中，BIM運維平臺優勢突出，可以憑借高可靠性的手段，與現有安防系統集成，在此基礎上，以三維可視化模型作為優質保障和基礎，提高安全管理能力。同時，集成人員定位等系統，關聯監控系統，實現各系統實時聯動，為高效的管理夯實基礎。

2.1.4 空間管理需求

空間管理屬核心內容。從應用中了解到，BIM 運維平臺功能完善，支持對空間細致的在線劃分，并在此基礎上動態化管理，借此提升空間管理水平。在先進技術保障下，可精準化管理每個房間，綜合評估房間的狀態，在具體實操中，會通過計算房間數據途徑，掌握面積、租戶、能耗內容[3]。在BIM 運維平臺中，可靈活統計部門空間，控制其運行成本，在先進理念的推動下，為管理員提供值得借鑒的空間優化方案，確保空間優化的理想化程度。

2.1.5 資產管理需求

BIM平臺的資產管理，依據的核心數據是模型中的信息，資產管理期間可運用信息化技術，強化資產監管效果，在充分措施維護中，降低資產閑置浪費，提高資源利用率。避免資產流失的同時，確保業主資產管理規范，從而提高業主資產綜合維護能力。

2.1.6隱蔽工程管理需求

建筑竣工交付后，需注重圖紙資料存放，以便今后的使用。研究發現，隨著年限的增加，圖紙不準確的問題會高概率出現，影響建筑結構穩定性。基于此，隱蔽工程的信息需特別留意，例如混凝土保護層等，需明確其參數和配比比例。但采用傳統方式，通常難以二次獲取核心參數，這樣就會增加日后綜合維護的風險，給安全作業埋下隱患。

現實應用中，BIM運維管理平臺集成的技術，可彌補傳統模式不足，在先進技術促動下可確保建筑信息完備。此外，竣工信息至關重要，在此平臺中可充當參考依據，應用期間竣工數據可直接導入運維平臺。借助這樣的方法，保證信息不丟失，同時提高信息方便查詢的程度。想要提高工作效率，需落實好三維展示工作，借助積極、穩妥的機制，直觀表達管線的內容。結合實際應用可知，BIM運維平臺效果積極，在實踐期間可為改造工程夯實基礎，提供二次裝修信息保障，多方位提高工作效率，保障施工安全。

2.1.7 應急管理需求

通常在一些公共建筑等人流聚集區域，建筑設計中突發事件的響應同樣不容忽視。應急事件的響應，牽扯面比較廣，只有具備這方面能力，管理水平方能直線上升。BIM運維管理平臺，屬于眾多技術集成，想要發揮應用優勢，需客觀評估應用環境，提高應急管理能力。在具體項目中，要利用相關模擬軟件，借助可視化途徑，進行人員疏散模擬，不斷優化疏散方案，降低事故危險等級。同時，有效進行車輛疏散，保障實際的疏散秩序，增強應急管理有效性。在有效措施保障下，將警報和處理同步，提升緊急事件關注度，夯實科學決策的基礎。

2.2 系統總體設計

BIM運維意義非凡，核心原理非常易于理解，即將BIM技術綜合分析后，與維護管理系統結合，在此基礎上可形成運維的完整體系，科學管理建筑的空間設備，合理評估各類資產，精準控制維護成本。從當前了解到，BIM運維的實現方式非常靈活，具體設計要求如下：相對于二次開發，深入推廣的自主研發運維平臺，靈活與多變性更強，現實工作中，可根據需要選擇理想中配套的開發功能，同時從底層優化開始，合理、高效選擇企業級平臺。與此同時，較為穩妥、可靠的自主開發運維平臺性能較為穩定，可從源頭擺脫對外部商業軟件的依賴，借助這樣的方式，可充分保障信息安全，維護基礎信息的穩定。但現實工作中，由于受到研發能力、基礎條件等的制約，想打造功能完善系統，還需進行積極嘗試。在BIM運維理論的核心保障下，基于BIM的橋梁運維管理系統被優先開發出來，該系統為橋梁運維夯實了可視化的基礎。

2.3 系統關鍵核心功能及界面

系統具有的核心功能較多，需要合理展展開功能設計，遵守《智能建筑設計標準》（GB50314-2015）[2]，使智能建筑的功能更加完善，提高功能設計的有效性。智能建筑設計采用BIM技術并且與電氣設計相結合，保證智能建筑設計的功能核心，確保建筑的智能化水平。智能建筑具有監控、報警、巡視等多項功能，具體功能組成見圖1所示，需要對功能實現引起重視，核心功能能夠順利實現。在核心功能界面方面，采用BIM軟件進行二次開發，提高界面的可操作性。在BIM運維應用中，有一種常見的方式，那就是基于BIM 軟件的補償性二次開發，在整個過程中，會涉及到Autodesk Revit等軟件。從實際應用來看，二次開發的系統想要保障成果，需運用成型的界面維護，同時高效利用圖形平臺，在實際工作中，開發周期和成本較低。但現實應用中，由于其軟件架構特殊，整體框架是立足在商業軟件上，所以有效的數據存儲難以維護到位，管理操作更是無法控制，一些擴展功能局限程度較大，長期成本較高。

2.4 系統實現

結合實際情況，國內建筑運維管理尚處于初級，在應用的系統中，分別以ERP 或BMS系統為核心，同時也會增加IIS（智能化集成系統）模塊的占比。但以上幾類系統的軟件，集中度不高，并無法支持 BIM 模型進行高效的三維展示，同時支撐其開展數據分析功能，因此軟件升級刻不容緩。根據相關研究發現，CAFM系統功能完善，可支持BIM 功能實現，各類應用CAFM的軟件，國內外約200 種，在眾多軟件中，Archibus 和Maximo影響最大，在國內發展潛力較大[4]。智能建筑需要注重系統實現，遵守BIM的深度開發要求，使智能建筑具有可實現性，提高建筑的功能展現效果。系統實現采用EcoDomus運維管理系統，將BIM模型應用于系統設計中，從三維角度對建筑空間進行標注，提高建筑的可視化程度。同時，還要運用到儀表、傳感器等技術，獲得智能建筑的運行數據，保障智能建筑的運維管理效果，進行實現智能建筑智慧運維功能[3]。

2.5 系統成效評價及運維價值

2.5.1 三維可視化展示

BIM運維平臺最大優勢在于可對建筑結構形態等信息實施三維可視化展示，借此提升建筑可靠性，保障其施工安全性。BIM 技術應用期間，優勢是多方面的，其中三維可視化功能是最基礎的保障，不容忽視。這種功能的具備，可加強對構件的直觀表達，在該展示方式的保障下，可提高溝通的效率，結合呈現的效果增強理解的程度，降低圖紙把握的難度。研究發現，這種立體可視化功能，對于復雜的空間關系來說優勢明顯，對復雜管線結構剖析、體型復雜建筑安全性評估幫助較大。三維可視化可以提高系統的可操作性，便于對運維控制狀態進行理解，使運維設計能夠基于BIM模型展開，構建三維可視化的技術條件。

2.5.2 全過程信息整合平臺

通過實際工作可知，從建筑勘察設計開始直到運營維護整個建筑周期中將形成海量的信息。基于海量信息的存在，若采用傳統二維圖紙，會讓信息相互孤立。實踐表明，信息化程度很低對后續建筑施工影響較大，由于管理信息的缺失，信息化運維管理將無法達標。傳統運維管理中，因為缺少機制保障，經常會出現資料缺失、資料信息模糊以及查詢不方便的情況，圖紙與圖紙之間信息多處表達不一致，會降低工程品質。基于此，需借助BIM技術，將這一問題解決。在BIM技術保障下，可實現一處改變處處變化，借助較高的協調性，保證信息的一致。具體工作中，通過建立基于構件的數據庫，錄入型號、廠家等參數，完善建筑信息，提高信息利用率[5]。

2.5.3 模擬優化功能集成

BIM運維平臺運行中，主體功能的實現，需利用BIM模擬化功能，充分發揮功能優勢，在此功能維護下細致化判斷，完成專業模擬分析，運用完善工作模式提高分析的精確度。現實工作中，像建筑性能分析、應急疏散模擬等，均可應用該方法，提高BIM運維平臺應用價值。結合實踐經驗可知，BIM 模擬分析思路較為特殊，其優勢在于承載了大量的建筑信息，這些信息可為今后的施工夯實基礎。當前較多建筑性能分析軟件，應用的系統較為穩定，可支持BIM模型格式，在應用中一模多用均可實現。實踐表明，正是因為專業技術的升級，模擬優化功能集成的諸多應用，現階段建筑結構分析軟件的門檻正在逐步降低，同時建模的時間也得到了縮短。在模擬優化功能集成中，可綜合評價和分析，得出結構優化方案，提高管理效率同時，也滿足了運維的多角度需求。

結合行業需求，科學剖析了BIM 運維管理平臺優勢，并系統闡述了三種實現方式。與此同時，對當前呈現的BIM運維平臺功能完成了系統分析與總結概括，在具體工作中通過歸納等方法，指出了運維平臺的優勢，即三維可視化展示、信息整合優化、模擬優化功能集成。通過研究發現，建筑運維管理平臺應用價值高，具有一定的借鑒意義，對智慧城市的建立幫助較大。

3 智慧建筑設計實例分析

為了對智慧建筑設計進行深入了解，結合新國際博覽中心項目展開分析，該項目以消防報警安全設計為重點，在建筑內部增設網絡節點，提高建筑內部信息的共享能力。消防報警功能設計的重點在于防控，提高對火源的監測能力，使著火點得到及時發現，增強對火災的防控作用。本項目中采用智能型探測器，能夠對著火區域進行識別，根據煙霧濃度判斷火災情況，保證火災發現的及時性。在展廳內部設置有多功能分機，可以與消防聯動設備建立連接，而且主機位于消防中心內，便于對消防檢驗點進行匯總，保障消防控制的智能化程度。在報警設計方面，分為手動報警和自動報警，手動報警位于大廳出入口處，自動報警24 h開啟，提高對火災的防范作用。探測器檢測到火災后，將會觸發自動報警裝置，使警鈴、閃燈處于激活狀態，同時自動發動火險警告，提供建筑內部人員及時進行疏離，降低火災對人身安全的影響。

4 結語

綜上所述，隨著建筑品質提升，科學使用BIM技術，搭建優質的智慧管理平臺，可使建筑工程設計趨于完善，確保管理工作開展順暢，減少管理中的矛盾，借此提升建設設計和綜合運維能力，滿足增加技術含量的現實要求。在未來城市建設中，BIM智慧管理平臺不可或缺，高效利用BIM技術，可強化建筑施工效果，實現效益最大化。在實際應用中，需在了解BIM智慧平臺功能基礎上，擴大BIM應用范圍，不斷充實管理技術內容。

參考文獻

[1] 蔣雪雁.智慧建筑運維管理平臺的應用研究：以某大型商業綜合體項目為例[J].建筑經濟，2021，42（9）：78-82.

[2] GB50314-2015，智能建筑設計標準[S]，上海市現代建筑設計，2015.

[3] 高林帥，李馨，馬安平.BIM的智慧建筑運維管理系統設計[J].電子世界，2021（11）：178-179.

[4] 智慧建筑云運維管理平臺應用解決方案[J].自動化博覽，2021， 38（6）：70-73.

[5] 張世宇，林必毅，余麗麗.基于BIM的智慧建筑運維實現方式及價值研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（12）：41-43+46.

收稿日期：2022-02-14

作者簡介：黃曉琛（1992—），男，山東德州人，本科，工程師，研究方向：BIM技術應用。