BIM技术在商业建筑设备运维管理中的应用

许 强，刘 永

（1.重庆市设计院，重庆 400015；2.中国建筑国际集团，广东深圳 518000）

0 引言

目前，我国对于建筑的成本管理主要采用全过程成本管理模式，全过程成本管理模式主要重视设计与建造阶段，忽略了运营维护阶段的重要性。在建筑的全寿命周期中，运营维护阶段的时间与成本都占70%以上，商业建筑主要包括商场、酒店、写字楼等从事各类商业经营活动并且以盈利为目的的建筑物，张双根在其《工程建设项目全生命周期造价管理研究》指出：商业建筑在全寿命周期中施工成本、维护成本、运营成本为1∶5∶200[1]。此类成本管理模式易造成商业建筑在运营阶段成本投入超支，导致收益达不到预期目标。借助BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）理念，将成本管理的重点从设计、建造阶段扩大到运营维护阶段[2]，即使用BIM 技术从全寿命周期的视角将纵向与横向双向集成进行成本控制管理，更有效率的进行数据信息共享，将减少成本的总投入，增加总收益。商业建筑体中的设备种类相比于普通建筑繁杂许多，其设备的运营维护占据整个建筑运营维护的核心，基于BIM 技术使其由繁杂化为简单、由二维变多维、从数据信息割裂集成一体。

1 设备运维管理现状

（1）设备系统复杂，直观性差。商业建筑中的设备系统十分庞大，包含给排水系统、通风空调系统、喷淋系统、消防系统以及电力桥架系统[3]。大部分管线都隐蔽在吊顶、管井内，不易正常观察。在运营公司对商业建筑进行设备运维时牵扯到的设备系统图纸也就非常多，每层楼每个专业有一张图纸，还要包括细节大样图纸，想要把整个建筑体内所有系统形成整体印象以帮助熟悉情况就十分费劲繁琐，因为所有的图都是由CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）二维展示，直观性差。不仅要求设备运维人员具有专业运维知识，还需要有强大的三维立体感，提高了对运维工作人员的技能要求。

（2）设备系统信息割裂，共享困难。普遍的商业建筑运维都由专业的运维公司承包，但在建筑建设过程中的纵向、横向都涉及到不同人员、不同单位，数据信息也存在割裂交流不到位的问题。建筑的土建设计由几个人共同分工完成，数据资料不能保证完整的共享，机电设备系统的设计也会按专业分工完成。在设计阶段的图纸信息便开始存在割裂问题，进入施工设计阶段又会根据现场实际情况有许多变更。机电设备安装时也会根据不同的厂商有不同的数据信息，这些信息都独立存在形成了孤岛。运维部门接手建筑体开始运维时，数据资料是不完备的，不能在短时间内对整个系统的运行原理进行掌握。建筑项目从设计到运维阶段这种传统的工作模式，建筑师、结构工程师、项目业主、物业管理、智能控制师、水暖电工程师等之间的信息交流都是两两相互的[4]，每个人都需要对接其他所有人，同样的信息需要重复传达多遍。但所有人都秉承着做好自己的工作的理念，在将自己的数据信息传达给别人时不积极，导致项目普遍存在信息共享不完整的问题。

（3）管理工具单一，人工依赖度大。目前国内大部分设备运维主要沿袭传统的物业管理。在设备交付使用后，即设备进入运营维护阶段，运营结构对所有的设备管线登记造册，使用一系列纸质文档图纸以及电子文档记录设备名称、设备型号、折旧年限、外形尺寸等信息。日常巡检维修时又产生一堆的巡检记录、报修纪律、维修记录。随着设备使用年限增加，产生的各类资料会越来越多[5]。运维阶段管理的要素复杂、设计信息量大、管理手段落后，缺乏一种高效的手段来优化管理。此类的运维管理工具、理念、手段单一，人工依赖程度大[6]。

2 基于BIM 技术的设备运维管理

（1）信息集成共享。数字信息化推动经济发展，将建筑项目信息化也会带动建筑经济的发展[7]。BIM 技术是一种多维信息集成技术，BIM 技术的出现就是要解决全寿命周期中信息建立、丢失、重复建立、重复丢失的问题，达到信息一次建立集成集体共享的效果。建筑师、结构工程师、水暖电工程师、物业管理等协同工作，将数据信息集成到一个模型之中，模型信息将避免信息建立、丢失的问题。模型中的数据信息不断积累、不断丰富完善，所有工作方都能从同样一个模型中得到完整的所有数据信息。信息集成在设计阶段能解决掉机电设计因土建结构不熟悉导致的设计不合理，同时也可以解决施工因信息缺失导致的与图纸不符的施工问题。在运维阶段时，设备运维管理所需要的设备基本信息都能从模型中轻易提取到。

（2）可视化、标准化管理。BIM 具有三维可视化的特点，在软件系统中形成虚拟的实体建筑，小到每个管件阀门。每个设备模型从外形到材料都能与实体一一对应，整个设备系统的实体形象可直观展现出来，每个设备上下游的管件位置，以及管线走向，对了解整个设备系统的工作原理十分有利。在运维管理中出现紧急情况可通过BIM模型对情况点进行准确定位，快速找出最近的开关阀门进行止损。可视化的模型用于辅助新员工培训，效果也优于传统的图文培训。

利用BIM 技术与移动互联技术整合，将标准化的日常维修等工作流程集成至移动端，提高工作效率的同时也保证了设备运维信息反馈的真实性，减少由于不当的人为操作带来的损失。

3 基于BIM 技术的设备运维管理实现过程

设备运营维护部门使用BIM 技术进行管理需具备三要素：设备BIM 模型、设备运维数据库以及更新维护接口[8]。BIM 模型来源于设计与施工模型，是实体建筑的虚拟展示，承载了海量项目相关数据信息，可对建筑设备进行三维可视化展示。设备运维数据库用于储存设备相关数据信息，既包括设计与施工建模时创建的设备基本信息，精细到可包含设备生产厂商、安装日期甚至购买价格，又包括设备日常维护产生的巡检维修等表单信息。更新维护接口主要用于链接BIM 模型与数据库中对应的数据信息，实现设备系统及其构建与运维信息意义对应，支持数据导入更新。从时间顺序来看，基于设备运维管理实现过程可提炼为：BIM 软件建立设计模型→施工模型信息更新→设备参数信息更新→运维信息数据更新。在实现过程中可借助Revit Architecture 和MEP 软件建立模型，基于此模型实现WebGL 下的建筑设备模型三维可视化浏览交互，以Omni－Class 分类编码体系为设备赋予标识链接设备运维管理数据库，在BIM 的建筑设备管理系统中实现移动终端集成方便使用。

4 设备运维管理注意事项

虽然BIM 技术在建筑行业中取得了可观的成绩，但主要是在设计与施工阶段应用相对成熟，在运营维护阶段中特别是设备运维管理中还有亟待解决的问题。

（1）模型深度不达标。由于建筑行业上下游之间相互独立割裂导致竣工验收阶段交付的BIM 模型无论是模型精度还是信息完备度都不达标，无法正常满足运维需求。在项目初期就严格按模型建立标准建立模型，完备所有信息，需要一个成熟的市场环境严格规范标准。

（2）硬件要求高。BIM 模型包含的构建越多数据体量便越大，对电脑硬件要求就会越高。单独的BIM 模型在运维阶段用处很小，需要结合各类软件，结合软件又会涉及到软件兼容性差信息导致信息丢失的问题。运维阶段已经开发出的成熟软件不多，还需要大量的有针对性的软件二次开发以达到使用者需求。

（3）人员要求高，前期资金投入增加。现在的BIM 市场环境中技术人才不多，并且大部分人才都在设计与建造阶段。运维阶段使用BIM 技术虽然不需要专业的技术团队，但也需要会使用BIM 技术的工作人员。从长远来看使用BIM 技术能节省时间、节省成本，但在初期聘请工作人员和购入软件系统方会增加资金投入。

5 结语

商业建筑设备是建筑物的核心组成部分，是商业建筑运营维护的关键所在。传统的运维管理无论是管理理念还是工具手段，都远不能满足日益复杂的设备系统运行需求。分析传统物业中的设备系统复杂直观性差、信息孤岛导致共享困难以及管理工具手段单一人工依赖度高的问题，提出利用BIM 技术的集成性与可视化性，解决传统物业管理中的效率底下与信息割裂导致的时间与成本增加问题。确定完备的市场指导规范以及相关市场运营机制已被迫切需要。