基于BIM 技術的暖通設備運維管理研究

朱先超

（濟寧經開城建開發集團有限公司，山東濟寧 272499）

0 引言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術越來越成熟，其應用場景也不斷擴展，不僅與工程施工深度融合，還不斷融入日常管理工作，基于BIM 技術的運維管理逐漸盛行，該技術為提高管理實效性奠定了堅實基礎。在實踐中，運維管理的技術性、科學性要求逐漸提高，BIM 技術的融入既是暖通設備運維管理發展的必然需求，也將成為進一步推動運維管理技術化、專業化發展的有效手段。

1 暖通設備運維管理的可視化分析

從現實角度來看，基于可視化技術開展暖通設備運維管理十分必要，借助于這種技術可以進一步提高設備運行參數信息價值的挖掘和利用質效。BIM 技術是一種具有可視化特質的先進技術，可實現抽象信息的具象化表達，能夠利用線條繪制圖像并基于三維立體實物圖或模型為運維管理決策提供輔助。基于BIM 的暖通設備運維管理，可實現可視化管理，能有效彌補傳統運維管理模式在系統觀察直觀性、精確性方面的缺陷，而且可保證數據信息的高度集成和統一利用[1]。在實際作業環節，基于BIM 的可視化暖通設備運維管理模式，可以為人機交互提供充足機會，將會讓設備運維工作的所有參與主體和運維對象之間形成良性、全面且具針對性的互動（圖1）。

在暖通設備的可視化運維管理之中，基于BIM 技術的有效融入將會使數據處理質效得到大幅提升。此時，數據、模型、可視化技術和相關理論知識之間可形成多元交互；實踐過程中可基于數據挖掘構建數據模型起到參數優化的作用，而模型的可視化將會為用戶交互提供輔助，數據之間的有效轉化也能為自動化數據分析奠定基礎。對于暖通設備運維管理人員而言，基于BIM 技術的可視化分析就是綜合運用運維信息的過程。

2 暖通設備的BIM 模型建設

在基于BIM 技術的暖通設備運維管理之中，想要凸顯BIM技術的可視化價值，高質高效地開展設備運維管理，就需要強調可視化與輕量化模型的有機結合。當然，在構建暖通設備BIM模型的過程中，相關工作人員也要做好數據信息的完善和更新。基于此，暖通設備BIM 運維管理階段應該從以下兩個方面著手，為建設和應用BIM 模型做好準備。

2.1 輕量化模型

建設輕量化BIM 模型是實現BIM 可視化與輕量化模型融合應用的重要方式，在此環節可應用的模型輕量化手段共有3種類型。

（1）Autodesk Navisworks 軟件。Autodesk Navisworks 軟件是一種十分常見且實用的3D 模型審閱軟件，它在建筑工程和施工管理環節應用廣泛，擁有出色的協調和施工模擬能力，可以為集成項目審閱提供信息分析支持。不僅如此，這一軟件還有著優越的輕量級性能和高壓縮率，可提供大量編程接口。作為一種桌面軟件，Autodesk Naviswork 軟件需要與計算機搭配使用，雖然在基于Web 的開發和應用程序之中也可見Autodesk Navisworks 軟件的身影，但目前這種軟件仍然只支持IE 瀏覽器。需要注意的是，利用Autodesk Navisworks 軟件實現模型輕量化時，需要花費較為高昂的激活費用。

（2）DWF/DWFx-Design Review。DWF 是一種由Autodesk 開發的Web 圖形格式，可實現信息數據的安全、快速和便捷分發，DWF 文件有著高壓縮性能。通常來說，基于DWFx-Design Review可實現CAD 和DWF 圖紙查看，還能直接瀏覽三維立體模型。目前，DWDWFx-Design Review 軟件之中包含免費的Web 插件，可基于網頁端運行和簡單API 完成小規模定制集成模型。但需要注意的是，目前DWF 格式只能在IE 瀏覽器上運行，暫時無法在移動端使用，而且若加載的三維模型格式過大十分容易出現卡頓。

（3）HTML5/Web GL 技術。HTML5 技術是近年來較受關注的移動互聯網技術，其曝光率急速增加。在實際應用方面，最受關注的HTML5 是Web GL 技術，它定義了一套基于OpenGL ES2.0的3D 圖形編程接口。從現實角度來看，Web GL 地屬于3D 繪圖協議，可以為HTML5 提供硬件3D 加速渲染，基于顯卡在瀏覽器中更流暢地展示3D 場景和模型，可提高數據視覺化功能[2]。目前，HTML5/Web GL 技術也被廣泛應用在BIM 管理領域，它的融入為BIM 模型瀏覽提供了便利，使用者可在移動端和PC 端瀏覽器上查看BIM 模型，還能實現模型共享。此次研究基于BIM 技術的暖通設備運維管理就采用了HTML5/Web GL 技術作為模型輕量化手段。在實踐中，將基于BIMface 引擎實現原始文件解析和生成數據包，并發揮轉換引擎、儲存引擎和顯示引擎職責，實現數據儲存查詢與瀏覽展示，最終實現模型輕量化。

2.2 數據與參數

在基于BIM 技術的暖通設備運維管理環節，設備信息主要包括3 種類型：①由幾何尺寸、參數信息和材料信息組成的幾何信息；②由制造商信息、編碼信息和備品備件信息組成的專屬信息；③由基本屬性信息、參數信息和材料信息組成的非幾何信息。對于管理人員來說，只有強調數據信息的有效分類、參數信息的完整添加和采集才能強化運維管理。暖通設備運維管理需要基于運維數據和BIM 模型開展，而為管理實效性就必須強調二者的雙向信息更新。基于數據庫管理工具可在運維數據庫中實現動態信息的輸入更新，當數據庫信息更新后可為BIM 模型提供數據支持（利用Revit DB Link 插件）；而BIM 模型信息可被導出形成OBBC（Open Database Connectivity，開放數據庫互連）數據并被重新導入到運維數據庫當中。

3 暖通設備BIM 運維管理實踐要點

基于BIM 技術的暖通設備運維管理實踐，必須強調BIM 可視化管理模塊的功能優化，并保證該項工作獲得充足的數據支持。因此，深化功能模塊分析和數據庫模型建設至關重要。不僅如此，相關工作人員還需要重點關注模塊功能拓展。

3.1 功能模塊分析

從現實角度來看，基于BIM 技術的暖通設備運維管理模塊作為一種管理工具，必須發揮快速定位、高效處理和精準決策的價值，因此模塊功能必須包括運維信息集成管理和運維可視化管理兩種[3]。在運維信息集成管理方面，可分為設備綜合信息管理和設備運維信息管理兩種，二者的集成管理可保證設備基本信息、巡檢信息、維護信息、維修信息和成本信息的綜合管理。基于BIM 技術的暖通設備運維管理模塊中，信息集成管理需要保證數據信息的有效采集、整合、儲存、應用和分析，并提供查詢功能支持；而且，模塊同樣要具備信息統計分析和報表管理功能，為切實提升信息管理質效提供保障。

基于BIM 技術的暖通設備運維管理模塊的可視化功能，可使管理者直觀地感受設備空間布局，利用BIM 模型切實掌握暖通設備的運行狀態，做出科學的管理決策。為有效豐富輕量化BIM 模型，需要基于JavaScript 實現設備定位、著色和批注，以便實現設備狀態信息的可視化表達。而且，模塊的可視化功能還為二維信息圖紙與三維模型聯動、空間漫游提供了保障。

3.2 數據庫模型建設

在建設數據庫模型時，需要兼顧數據庫概念模型建設和邏輯數據表建設。從現實角度來看，數據庫必須涵蓋設備的所有基本信息，開發者在數據庫軟件中完成數據實體建設，保證開發者、數據表之間的一對多映射關系。例如，按照圖2 所示的映射關系建立數據庫概念模型[4]。通常來說，建設數據庫中的邏輯數據表時，需要強調主鍵選用。例如，以提高檢索質效為目標，選定邏輯主鍵作為數據表主鍵。在此環節，需兼顧設備基本信息表、供應商信息表、保養計劃表、巡檢計劃表、設備維修表建設。

圖2 數據庫概念模型

3.3 模塊功能拓展

基于BIM 技術的暖通設備運維管理模塊功能拓展，主要指輕量化模型功能拓展。在此環節，應該先做好HTML 格式BIM 模型文件構建，保證輕量化BIM 模型結構合理，然后再進行功能完善。其涉及到構件定位、構件著色、批注標簽等多個環節，實現可交互的3D 模型與網頁的相互嵌套，豐富輕量化BIM 模型的功能。在模塊功能拓展方面，應該保證模塊登錄功能豐富，實現登錄權限管理，建立管理模塊人員信息表，并按照該表中的人員名單確定模塊登錄權限。為進一步強化登錄管理，可通過權限管理保證各準入人員在用戶名、ID 和密碼方面的獨立性和唯一性；在每一次登錄模塊時，只有同時通過用戶名和密碼驗證才能允許登入主界面。

4 結論

基于BIM 的暖通設備運維管理必須實現BIM 技術與傳統運維管理思路的有機融合，凸顯BIM 技術的可視化與模擬性優勢，強調暖通設備運維管理BIM 模型的有效建設和系統功能的合理開發。在暖通設備BIM 管理領域，必須重點關注模塊功能分析、數據庫模型建設和模塊功能拓展，從根本上提高BIM 技術在暖通設備運維管理中的實用價值。