BIM技术在运维管理中的应用（任江 王啸波 钟崇光 ）
摘要:近年来BIM技术飞速发展，在建筑工程全生命周期的各个阶段（规划、设计、施工、运维和改扩建）都发挥着巨大作用，对项目高效、双赢地按时交付具有重要意义。本文着重对BIM技术在运维管理中的应用进行了详细阐述,具体包括空间管理、设施管理、隐蔽工程管理、应急管理和节能减排管理等方面的内容。
关键词：BIM，空间管理，设施管理，节能减排，隐蔽工程
前言
BIM正日益改变着建筑的设计和施工方式，它会改变建筑的运维方式吗?答案是肯定的，只是国内BIM技术在运维阶段应用尚刚刚起步。BIM提供了一个包含丰富数据信息的建筑模型，它为包含在项目生命周期的各参与方提供在任何时间插入、提取、更新或修改这些数据的途径。
目前BIM在施工中的应用情形如图1所示，在施工前期用RevitTM 、CATIA、MicroStation等软件进行三维建模，在招投标时用Navisworks、DELMIA等进行4D模拟（包括基于施工计划的宏观4D模拟和基于可建造性的微观4D模拟），5D模拟（与施工计划匹配的投资流动模拟）等，有的设计单位还使用ECOTECT、IES、PKPM PBECA、EnergyPlus等主流软件设计日照模拟、视线模拟、节能（绿色建筑）模拟、紧急疏散模拟、CFD模拟等。施工中采用3D建筑信息模型，施工完成后进入实际成本结算、实际施工进度及运维阶段，此时仅利用从3D模型中导出的2D图纸文档等信息，因而丰富的3D信息模型并没有得到充分利用。
BIM在施工中的理想应用如图2所示，基于BIM技术的3D建筑模型贯穿于整个施工过程，因此在运维阶段能很好的利用BIM模型提供的各种信息，避免了重复劳动，提高管理工作效率。
设计阶段的3D模型信息有以下方面可以提供并集成到运维管理过程中：1）通用设计；2）消防安全；3）环境监管和有效的能源使用；4）电力网络；5）机械电气管道安装(MEP)；6）日常运营和有效空间利用；7）组织的管理、运维流程和满足一个优秀的设施管理系统软件的需要，这也包括如何从一个系统到另一个系统导入或转换数据在内的组织工作；8）重建信息。
在建筑全生命周期中,建筑的运维阶段占项目生命周期中时间较长、成本较高，因此改变或改善运维方式，大幅削减运维成本是非常有必要的，也是业界所渴望的。下面我们就BIM技术在运维管理中的应用作具体阐述。
BIM技术在运维管理中的具体应用
空间管理
空间管理主要应用在照明、消防等各系统和设备空间定位。获取各系统和设备空间位置信息，把原来编号或者文字表示变成三维图形位置，直观形象且方便查找。如通过RFID获取大楼的安保人员位置；消防报警时，在BIM模型上快速定位所在位置，并查看周边的疏散通道和重要设备等。其次，应用于内部空间设施可视化。传统建筑业信息都存在于二维图纸和各种机电设备的操作手册上，需要使用的时候由专业人员自己去查找信息、理解信息，然后据此决策对建筑物进行一个恰当的动作。利用BIM将建立一个可视三维模型，所有数据和信息可以从模型获取调用。如装修的时候，可快速获取不能拆除的管线、承重墙等建筑构件的相关属性。在软件研发方面，由Autodesk创建的基于DWF技术平台的空间管理，能在不丢失重要数据以及接收方无需了解原设计软件的情况下，发布和传送设计信息。在此系统中，Autodesk FMDesktop可以读取由Revit发布的DWF文件，并可自动识别空间和房间数据，而FMDesktop用户无需了解Revit软件产品，使企业不再依赖于劳动密集型、手工创建多线段的流程。设施管理员使用DWF技术将协调一致的可靠空间和房间数据从Revit建筑信息模型迁移到Autodesk FMDesktop。然后，生成他们专用的带有彩色图的房间报告，以及带有房间编号、面积、入住者名称等的平面图——在迁移墙壁之前，无需联系建筑师。到迁移墙壁时，DWF还能够帮助将更新的信息返回建筑师的Revit建筑信息模型中。
设施管理
在设施管理方面，主要包括设施的装修、空间规划和维护操作。美国国家标准与技术协会（NIST）于2004年进行了一次研究，业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的三分之二。这次统计反映了设施管理人员的日常工作繁琐费时,如手动更新住房报告；通过计算天花板瓦片的数量，计算收费空间的面积；通过查找大量建筑文档，找到关于热水器的维护手册。而BIM技术的特点是，能够提供关于建筑项目的协调一致的、可计算的信息，因此该信息非常值得共享和重复使用，且业主和运营商便可降低由于缺乏互操作性而导致的成本损失。此外还可对重要设备进行远程控制。把原来商业地产中独立运行的各设备通过RFID等技术汇总到统一的平台上进行管理和控制。通过远程控制，可充分了解设备的运行状况，为业主更好地进行运维管理提供良好条件。设施管理在地铁运营维护中起到了重要作用，以及在一些现代化程度较高需要大量高新技术的建筑如大型医院、机场、厂房等也会应用广泛。
在建筑设计阶段会有一些隐蔽的管线信息是施工单位不关注的，或者说这些资料信息可能在某个角落里，只有少数人知道。特别是随着建筑物使用年限的增加，人员更换频繁，这些安全隐患日益显得突出，有时直接导致悲剧酿成。如2010年南京市某废旧塑料厂在进行拆迁时，因隐蔽管线信息了解不全，工人不小心挖断地下埋藏的管道，引发了剧烈的爆炸，此次事件引起了社会的强烈反响。基于BIM技术的运维可以管理复杂的地下管网，如污水管、排水管、网线、电线以及相关管井，并且可以在图上直接获得相对位置关系。当改建或二次装修的时候可以避开现有管网位置，便于管网维修、更换设备和定位。内部相关人员可以共享这些电子信息，有变化可随时调整，保证信息的完整性和准确性。
基于BIM技术的管理不会有任何盲区。公共建筑、大型建筑和高层建筑等作为人流聚集区域，突发事件的响应能力非常重要。传统的突发事件处理仅仅关注响应和救援，而通过BIM技术的运维管理对突发事件管理包括：预防、警报和处理。以消防事件为例，该管理系统可以通过喷淋感应器感应信息；如果发生着火事故，在商业广场的BIM信息模型界面中，就会自动触发火警警报；着火区域的三维位置和房间立即进行定位显示；控制中心可以及时查询相应的周围环境和设备情况，为及时疏散人群和处理灾情提供重要信息。类似的还有水管气管爆裂等突发事件：通过BIM系统我们可以迅速定位控制阀门的位置，避免了在浩如烟海的图纸中寻找信息，如果处理不及时，将酿成灾难性事故。
通过BIM结合物联网技术的应用，使得日常能源管理监控变得更加方便。通过安装具有传感功能的电表、水表、煤气表后，可以实现建筑能耗数据的实时采集、传输、初步分析、定时定点上传等基本功能，并具有较强的扩展性。系统还可以实现室内温湿度的远程监测，分析房间内的实时温湿度变化，配合节能运行管理。在管理系统中可以及时收集所有能源信息，并且通过开发的能源管理功能模块，对能源消耗情况进行自动统计分析，比如各区域，各户主的每日用电量，每周用电量等，并对异常能源使用情况进行警告或者标识。
中国电信等运营商正在有计划地推出节能减排解决方案。运营商在耗电量大的空调设备上加装控制模块，透过网络通讯将空调设备的运转信息收集至节能管理统一平台进行统计分析，产出空调设施优化控制策略，同时使用者可透过平台进行空调设备操控管理，同时，亦监测空调设备每天24小时的运转状况，一旦侦测发现异常，可立即发出告警通知，以利于管理者维修处理。在客户空调系统的负载端设备（如分离式冷气、空调箱等）及外气引进装置加装控制设备，同时在空调环境内加装环境感知组件来侦测环境状况（温度、湿度、CO2浓度等），透过对环境状况的资料搜集与分析，由节能管理统一平台自动将空调系统的负载端设备进行自动调控，将空调环境的温、湿度及CO2浓度控制在一定范围下，避免因不当的人为控制导致环境过冷或过热，让使用者能充分享受一个自动调控且舒适的空调环境。
BIM技术应用于运维管理的展望
鉴于BIM技术的重要性，我国从“十五”科技攻关计划中已经开始了对BIM技术相关研究的支持。经过多年发展，在设计和施工阶段已经被广泛应用，而在设施维护中的应用案例并不多，尚未被广泛应用。但相关专家一致认为，在运维阶段，BIM技术需求非常大，尤其是对于商业地产的运维将创造巨大的价值。随着这几年物联网的高速发展，BIM技术在运维管理阶段的应用也迎来一个新的发展阶段。物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，已形成支持新一代信息技术发展的政策措施及相关标准。我们相信将物联网技术和BIM技术相融合，并引入到建筑全生命周期的运维管理阶段，将带来巨大的经济效益。
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