基于BIM技術的建筑設備運維管理可操作性分析

朱洪順 曾 雪 田欣鑫

(西華大學，四川 成都 610039)

1 概述

BIM技術在政策和其實用性的不斷推動下不斷向前發展，在項目的決策、設計和施工期間BIM技術已經較成熟的使用，主要應用在三維建模、碰撞檢查等方面。在項目竣工驗收投入使用后的運營維護階段BIM技術應用得較少，BIM技術沒有得到可持續的利用。建筑的運維階段是全壽命周期中占時最長、成本占比最大、管理難度最大以及管理內容最復雜的階段，建筑設備的運營維護是整個運維管理階段的核心部分，保證設備的正常安全運行才能保障建筑的正常安全運營。所有的設備都有壽命問題，不同功能、不同性能的設備壽命各不同，在設備的使用過程中會涉及到設備故障修理、設備升級更新等，定期對設備進行檢修維護能延長設備的使用壽命、提升設備價值度、減小損失降低運維階段的成本。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性和信息集成性等特點，將BIM技術應用于項目的各個階段可在一定程度有效地解決項目全壽命周期中所存在的問題。BIM技術數據核心層可為建設項目不同領域的建筑信息模型提供統一的數據架構，為各專業信息交流提供平臺。在項目后期設備運維管理中使用BIM技術，可以解決傳統設備運維管理中的設備系統復雜帶來的運維難度大問題，以及設備信息割裂、人工依賴度高等問題。

2 建筑設備運營維護管理現狀

建筑設備運維管理是指以建筑設備為對象，追求其綜合效率，使用一系列方法理論，依靠一系列技術、經濟、組織措施，保證所有的設備經常處于良好的運行狀態，充分發揮各種設備的各個功能，降低運營成本。建筑設備的運維決定了設備的壽命長短、能效特性、運維成本等，是建筑正常運營的重要保障機制。現階段的設備管理主要存在以下問題：

1)設備系統復雜，運維管理難度大。

設備系統包括給排水、消防、暖通、電力橋架等系統，十分專業復雜。目前的建筑設備管理還主要停留在二維時代，設備圖紙由二維CAD展示，直觀性很差，平面圖、剖面圖、詳圖等圖紙非常多，不同設計院還有不同排版設計，比較混亂。在后期運維人員進行設備維修管理時經常需要查閱海量的圖文資料，維修完成后進行設備信息更新時，需要在各個資料文檔中逐一修改，重復工作，浪費管理人員時間，增加管理人員的工作量。這樣的管理方式很容易導致信息錯誤、丟失，運維人員也很難及時、全面的得到自己所需的設備運維信息。建筑的規模越大、結構越復雜，其設備系統和管道線路就越復雜，運維人員的能力要求也越高，相應的管理成本也越高。憑借經驗的物業管理仍是我國現在主要的設備管理模式[1]。

2)設備管理信息不能集成、產生信息孤島、人工依賴程度高。

項目圖紙設計階段設備各專業分模塊設計并沒有集合到一個整體上，信息分布在多張圖紙上無法相關聯，當設備出現故障時需要翻閱大量的資料，無法短時間內找到特定設備的所有信息，導致不能及時完好地維修設備。設備運營維護管理方式主要是依靠人力填寫表格，在電腦管理軟件中又去錄入表格，時常重復做工作。設備運營維護管理所需的資料總體上看似都是存在的，但缺乏直觀的交流平臺。各崗位人員的設備運維管理資料分散儲存，匯總十分困難，無法準確、及時、有效地提供信息。時間成本，人工成本較高。

3 基于BIM的設備運維管理及實現過程

3.1 BIM在設備運營維護中的價值體現

1)信息集成共享。建筑信息模型的核心是信息，信息通過模型展現出來[2]。BIM理念在于橫向信息與縱向信息都整合，橫向整合各專業各供應商、縱向進行全壽命周期整合。以BIM為理念設計的建筑在項目建造完成投入使用時，BIM模型包含了各個專業絕大部分的數據信息，建筑信息模型將各設備專業信息集成在一個模型中，信息數據可細致到設備型號、參數、位置、廠商等。物業管理部門能從其中獲取到與設備運維相關的文件與信息資料，大幅度降低了運維管理難度，節省人力、物力、財力。利用BIM模型將建筑樓宇設備信息進行同步，在設備管理子系統中，設立設備的檔案資料，了解各設備可使用年限和性能；設備運行記錄，對故障設備進行及時的處理并將故障信息進行記錄借鑒；設備維修保養，確定故障設備的及時反饋以及設備的定期巡檢保養。這些保證了建筑樓宇運行階段設備運行維護管理的全面有序，為后勤管理者提供合理計劃，以及為設備的預制維修提供幫助。將BIM可視化模型上傳管理平臺與設備運維技術相結合，維保人員利用移動終端掃描每臺設備上的二維碼，查看管理平臺中相應設備系統模型以及相關參數與維保記錄等信息。巡檢、維修、保養等運維數據能現場及時上傳，防止運維信息被人為故意改動造成的惡性損失。

2)三維可視化管理。三維可視化是BIM技術最大的一個優點，將其真正運用在建筑設備的運維管理中的作用是十分突出的。二維圖紙資料轉換成三維可視化模型，更加直觀、形象，降低了對運維人員三維想象力的要求。BIM模型結合運維管理系統可以充分發揮空間定位和數據記錄的優勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護，降低建筑物使用過程中突發狀況的維修次數。對一些重要設備還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態提前做出判斷。在立體三維的視角下，維護人員對于設備尤其是隱蔽工程的位置十分清楚，維護效率得到有效提高。此外，BIM也可對災害進行應急模擬分析。當災害發生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發狀況應對措施，使得BIM模型能清晰地呈現出建筑物內部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點最合適的路線，救援人員可以由此做出正確的現場處置，提高應急行動的成效[3]。

3.2 基于BIM技術的建筑設備運維管理實現過程

BIM技術核心是信息，模型是建筑信息的承載體，利用BIM模型將建筑以及設備虛擬性的呈現，集成項目各方參與者提供的項目數據信息，實現BIM技術在設備運營維護階段的高效、信息化管理。首先利用BIM軟件建立建筑及設備模型，管道線路上的儀表閥門等附件依照精度需求建立，在模型建立過程中將各專業設備的相應名稱、型號、規格、出廠日期、制造廠商和使用年限等基本信息錄入，便于后期的的設備運維管理的順利進行。目前的市場中有各種基于BIM的設備運維管理平臺，在基本模型建立完成后將模型數據導出并載入運維管理系統之中，在運維平臺中進行設備信息查詢、設備報修以及計劃性維護等操作。

4 基于BIM技術的建筑設備運維管理注意事項

雖然BIM技術在理論上可以為建筑設備運維管理降低成本，提高經濟效益，但在落地實施BIM方面并不能暢通無阻。對于已有建筑來說，大多數是建成多年的樓宇，其空間格局、水電管道、消防設施等均在歷年運維過程中一定程度上已經相應改變，隱蔽的管道線路也無法準確定位，現場和原有圖紙資料大多已經不相符。在BIM建模初期需要不斷通過現場比對來更新，部分隱蔽管線需要借助三維激光掃描技術采集三維空間點云數據，利用點云數據轉化生成點云模型。BIM技術需要提前規劃運營，需要以BIM為理念來進行設計、建造，集成項目全壽命周期的數據資料。

BIM技術應用在設計和施工階段已經逐漸成熟，所帶來的價值被大眾認可，但在運維管理階段還處于起步階段，沒有成熟的運維市場環境和清晰的運維模式，運維管理階段少有BIM專業人才培養。雖然設備運維管理系統終端使用只需進行一定的培訓就可操作，不需要高技術人才。但是由于BIM軟件的性能強大，在運營階段需要專業人才隊伍定期對BIM模型進行修繕并且對運營階段的管理信息進行安全維護[4]。運維管理部門不需要有自身的BIM團隊，但需要對BIM專業了解的管理人員。

5 結語

建筑設備的運維不僅僅是維保，從嚴格意義上說，建筑設備運維是一個多維度的系統性工程，涉及了設備、人、環境，包括設備的使用、保修、診斷、維護、維修、分析、優化等內容，將運維所有維度的管理需求整合的集成管理系統才是一個好的運維管理系統。建筑設備運維管理過程中含基本信息和運維信息，將BIM技術應用于此階段能使基本信息和運維信息都能完備的儲存，且使信息數據查詢更簡單快捷，節約時間成本、人力成本。傳統的物業管理模式已經不適用于現代化管理的需求[5]，利用BIM技術的可視化、集成性、協作性等優點可解決設備運維管理的數據資料混亂、丟失等問題，同時可以使數據資料更新查詢方便、及時有效，使設備的運維管理從復雜變簡單，減少重復工作，節約時間、成本。確立完備的市場指導規范以及相關的市場運營機制已經被迫切需要。