基于BIM的校園數智化運維管理路徑思考

文｜浙江大學“一帶一路”國際醫學院 樓笑笑 張金

1.背景分析

數字化改革浪潮興起，對高校的精細化管理提出了更高的要求。充分利用云計算、大數據等新技術，建設系統化、數智化的運維管理體系是未來校園管理的方向。而全面、精準的BIM 工作是運維管理的基礎[1]。傳統的校園建筑，往往存在基建和智能化規劃脫節，建設和運維管理部門脫節（例如基建處管理建設，后勤處或總務處管理后期運維）的現象，并且建筑信息化程度不高，建筑設備（機電、暖通、空調等）資料不完善、集成度低；智能化工程按照投資切塊設計，交付后無法滿足后期運維管理的需求，工程在交付之日起就面臨改造的窘境[2-5]。

十多年前國家就提倡應用BIM，希望通過BIM 的實施來推動建筑圖紙的三維化存檔和后期的數智化運維[6]。到目前為止，高校建筑BIM 應用不盡人意。作者對國內部分高校和科研院所開展了BIM 應用調研，實施路徑有以下四種：

（1）專業BIM 單位實施設計、施工、竣工各階段BIM，運維管理軟件委托軟件公司開發實施。該模式的優點是模型有連貫性和一致性。缺點是專業BIM 公司對建筑信息化和后續運維的關聯性理解不深,需使用方深度參與協調。

（2）BIM 咨詢公司明確各階段BIM 實施標準，指導設計、施工、竣工BIM 工作，委托運維單位實施竣工BIM 模型輕量化。該模式的優點是有統一的標準，各階段BIM 數據連接相對容易。缺點是對咨詢單位的專業性和協調力提出了很高的要求。

（3）設計、施工單位各自實施BIM，智能化施工單位實施運維BIM 和運維軟件工作。該模式優點是智能化施工單位對硬件與軟件的關聯度理解很深，有利于運維軟件的開發與集成，缺點是沒有統一的BIM 實施標準，運維BIM 準確度難保證。

（4）前期沒有實施BIM，竣工后由運維軟件公司利用竣工圖紙實施BIM 并將運維軟件和BIM 結合。該模式的優點是：運維單位和BIM 單位為同一家，協調量小。缺點是建筑信息數據錄入工作量太龐大，一些子系統因數據缺失無法接入軟件平臺。

2.實施路徑

作者在浙江大學“一帶一路”國際醫學院的實踐中，提出了高校建筑數智化全生命周期管理的理念，明確以運維管理需求為導向，做到BIM 信息模型準確、信息數據全面，為今后校園的數智化運維做好充分的準備。主要做了以下幾方面的工作：

（1）組建BIM 實施隊伍，形成BIM 工作機制。明確由設計、施工、用戶單位組成BIM 工作隊伍，每周召開BIM 工作會議，通過會議，討論技術難點，形成良好的工作機制，系統性的協同BIM 工作。具體工作機制見表1。

表1 BIM 工作機制

（2）梳理運維清單。考慮后期校園運維管理的實際需要，提前梳理運維清單：空間可視化管理平臺、建筑系統可視化管理（照明、給排水、冷機群控、空調通風、供配電監控系統）、能耗管理平臺、安防可視化管理（監控、門禁、消防、環境監測、停車系統）、綜合維修業務管理等。

（3）制定BIM 實施標準。建設之初，國際醫學院會同雙江湖建設集團（項目實施甲方）委托同濟大學建筑設計研究院制定了各階段BIM 的實施標準。標準包括：BIM 的團隊配置要求和工作架構；BIM 實施的資源配置，包括軟件資源配置需求和硬件資源配置需求；模型精度要求，包括幾何精度標準和運維模型信息精度要求；模型組織要求，主要包括基本樣板要求、統一軸網要求、文件命名規則和標準、視圖構件等命名規則、模型單元要求、文件交付要求，模型表達要求；最終成果交付要求。

（4）創建BIM 實施流程。該項目的BIM 由總承包單位實施，為了確保施工BIM 數據基本上能作為運維BIM 的基礎。項目開工之初，國際醫學院組織各參建單位成立項目BIM 實施小組，并制定詳細的BIM 實施流程。確保在項目施工前完成BIM 深化設計并指導項目各專業施工。各專業班組按圖施工，并提供相應運維技術信息，由BIM 深化團隊負責運維模型的信息添加和更新維護。同時制定各方對于BIM 成果審核確認的工作流程以及流程時間，包括BIM 深化團隊提交、施工單位校核、設計代表簽字、監理審核、國際醫學院確認。具體實施流程見圖1。

圖1 BIM 實施流程

與此同時，針對本項目的重難點施工部位，施工單位采用天寶三維掃描儀對建筑物進行點云數據采集，作為階段性成果留存，例如宿舍樣板間砌體墻線管預埋數據。對于設備機房、大跨度鋼結構、異性外立面等復雜部位，基于采集的三維點云數據進行后續機電管線、裝飾裝修等專業的下料深化，確保現場一次施工成形，提高效率、節約費用。

3.目前取得的成果

浙江大學“一帶一路”國際醫學院基于運維的BIM 工作，經過近半年的工作開展，取得了較好的效益。

逐步形成校園建筑的準確的數字化檔案，真實、完整的BIM 模型為運維提供了準確的檔案信息。內容包括：竣工BIM 模型、三維點云數據模型、運維技術信息、機電管綜深化圖紙、圖紙會審紀要等。

通過BIM 工作優化圖紙，真正做到指導施工。（1）對各專業模型進行沖突檢測，通過設計優化，共解決了近200 項圖紙問題，如防火卷簾做法調整、結構尺寸修改、機電管路優化等；（2）對于機電設備密集的機房、上人屋面等部位，進行設備排布優化，確保后期維修空間以及滿足“錢江杯”創杯要求；（3）建立宿舍區各戶型裝修模型，為宿舍裝修方案提供更立體的選材選樣方案。

節約投資，提高效率。通過方案優化，避免后續的返工，預計節約工期30 天，費用60 萬。根據相關標準BIM 建模費用在施工、運維階段均為18 元每平方米，按照浙江大學“一帶一路”國際醫學院的做法，運維單位可以充分使用竣工BIM 模型，按40 萬平方米的建筑計算，可以節約500 萬左右的費用。由于建設過程用戶提前參與并明確運維實施菜單，有效避免智能化工程的重復投資。

4.困難與挑戰

市場上還未出現成熟體系的基于BIM的運維軟件公司，如何選擇能理解使用方管理思路，有成熟的輕量化水平和打通底層數據形成管理邏輯的公司對于校方來說是不小的挑戰。

國際醫學院管理模式還未最終確定，影響到相應的審核和流程機制的確定，對今后運維程序的開發造成了一定困難。今后運維軟件開發需要既有校園運維經驗又有對BIM 有深刻理解的人落地和實施，需要進一步培養專業的工作人員。

運維模型的LOD 等級高，建模工作量大，建模進度和現場施工進度還存在矛盾的地方；同時機電系統復雜、所需各種技術屬性信息涉及的參建方、廠商多，數據統計將面臨較大的挑戰。

5.結論與展望

浙江大學“一帶一路”國際醫學院從基于BIM的校園數智化運維管理出發，有效整合了校園前期規劃、設計、建設、運維階段的管理需求，可以真正實現建設信息和運維信息的真實一致性，同時通過運維管理倒逼設計和建設，可以有效減少后期因運維場景功能不能實現造成的不必要的智能化系統的改造。