基于BIM的校園數(shù)智化運(yùn)維管理路徑思考

文｜浙江大學(xué)“一帶一路”國際醫(yī)學(xué)院 樓笑笑 張金

1.背景分析

數(shù)字化改革浪潮興起，對高校的精細(xì)化管理提出了更高的要求。充分利用云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，建設(shè)系統(tǒng)化、數(shù)智化的運(yùn)維管理體系是未來校園管理的方向。而全面、精準(zhǔn)的BIM 工作是運(yùn)維管理的基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)的校園建筑，往往存在基建和智能化規(guī)劃脫節(jié)，建設(shè)和運(yùn)維管理部門脫節(jié)（例如基建處管理建設(shè)，后勤處或總務(wù)處管理后期運(yùn)維）的現(xiàn)象，并且建筑信息化程度不高，建筑設(shè)備（機(jī)電、暖通、空調(diào)等）資料不完善、集成度低；智能化工程按照投資切塊設(shè)計，交付后無法滿足后期運(yùn)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(yīng)用BIM，希望通過BIM 的實(shí)施來推動建筑圖紙的三維化存檔和后期的數(shù)智化運(yùn)維[6]。到目前為止，高校建筑BIM 應(yīng)用不盡人意。作者對國內(nèi)部分高校和科研院所開展了BIM 應(yīng)用調(diào)研，實(shí)施路徑有以下四種：

（1）專業(yè)BIM 單位實(shí)施設(shè)計、施工、竣工各階段BIM，運(yùn)維管理軟件委托軟件公司開發(fā)實(shí)施。該模式的優(yōu)點(diǎn)是模型有連貫性和一致性。缺點(diǎn)是專業(yè)BIM 公司對建筑信息化和后續(xù)運(yùn)維的關(guān)聯(lián)性理解不深,需使用方深度參與協(xié)調(diào)。

（2）BIM 咨詢公司明確各階段BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)設(shè)計、施工、竣工BIM 工作，委托運(yùn)維單位實(shí)施竣工BIM 模型輕量化。該模式的優(yōu)點(diǎn)是有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各階段BIM 數(shù)據(jù)連接相對容易。缺點(diǎn)是對咨詢單位的專業(yè)性和協(xié)調(diào)力提出了很高的要求。

（3）設(shè)計、施工單位各自實(shí)施BIM，智能化施工單位實(shí)施運(yùn)維BIM 和運(yùn)維軟件工作。該模式優(yōu)點(diǎn)是智能化施工單位對硬件與軟件的關(guān)聯(lián)度理解很深，有利于運(yùn)維軟件的開發(fā)與集成，缺點(diǎn)是沒有統(tǒng)一的BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)維BIM 準(zhǔn)確度難保證。

（4）前期沒有實(shí)施BIM，竣工后由運(yùn)維軟件公司利用竣工圖紙實(shí)施BIM 并將運(yùn)維軟件和BIM 結(jié)合。該模式的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)維單位和BIM 單位為同一家，協(xié)調(diào)量小。缺點(diǎn)是建筑信息數(shù)據(jù)錄入工作量太龐大，一些子系統(tǒng)因數(shù)據(jù)缺失無法接入軟件平臺。

2.實(shí)施路徑

作者在浙江大學(xué)“一帶一路”國際醫(yī)學(xué)院的實(shí)踐中，提出了高校建筑數(shù)智化全生命周期管理的理念，明確以運(yùn)維管理需求為導(dǎo)向，做到BIM 信息模型準(zhǔn)確、信息數(shù)據(jù)全面，為今后校園的數(shù)智化運(yùn)維做好充分的準(zhǔn)備。主要做了以下幾方面的工作：

（1）組建BIM 實(shí)施隊伍，形成BIM 工作機(jī)制。明確由設(shè)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(shù)難點(diǎn)，形成良好的工作機(jī)制，系統(tǒng)性的協(xié)同BIM 工作。具體工作機(jī)制見表1。

表1 BIM 工作機(jī)制

（2）梳理運(yùn)維清單?？紤]后期校園運(yùn)維管理的實(shí)際需要，提前梳理運(yùn)維清單：空間可視化管理平臺、建筑系統(tǒng)可視化管理（照明、給排水、冷機(jī)群控、空調(diào)通風(fēng)、供配電監(jiān)控系統(tǒng)）、能耗管理平臺、安防可視化管理（監(jiān)控、門禁、消防、環(huán)境監(jiān)測、停車系統(tǒng)）、綜合維修業(yè)務(wù)管理等。

（3）制定BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。建設(shè)之初，國際醫(yī)學(xué)院會同雙江湖建設(shè)集團(tuán)（項(xiàng)目實(shí)施甲方）委托同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院制定了各階段BIM 的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)包括：BIM 的團(tuán)隊配置要求和工作架構(gòu)；BIM 實(shí)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(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)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(tǒng)一軸網(wǎng)要求、文件命名規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)、視圖構(gòu)件等命名規(guī)則、模型單元要求、文件交付要求，模型表達(dá)要求；最終成果交付要求。

（4）創(chuàng)建BIM 實(shí)施流程。該項(xiàng)目的BIM 由總承包單位實(shí)施，為了確保施工BIM 數(shù)據(jù)基本上能作為運(yùn)維BIM 的基礎(chǔ)。項(xiàng)目開工之初，國際醫(yī)學(xué)院組織各參建單位成立項(xiàng)目BIM 實(shí)施小組，并制定詳細(xì)的BIM 實(shí)施流程。確保在項(xiàng)目施工前完成BIM 深化設(shè)計并指導(dǎo)項(xiàng)目各專業(yè)施工。各專業(yè)班組按圖施工，并提供相應(yīng)運(yùn)維技術(shù)信息，由BIM 深化團(tuán)隊負(fù)責(zé)運(yùn)維模型的信息添加和更新維護(hù)。同時制定各方對于BIM 成果審核確認(rèn)的工作流程以及流程時間，包括BIM 深化團(tuán)隊提交、施工單位校核、設(shè)計代表簽字、監(jiān)理審核、國際醫(yī)學(xué)院確認(rèn)。具體實(shí)施流程見圖1。

圖1 BIM 實(shí)施流程

與此同時，針對本項(xiàng)目的重難點(diǎn)施工部位，施工單位采用天寶三維掃描儀對建筑物進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，作為階段性成果留存，例如宿舍樣板間砌體墻線管預(yù)埋數(shù)據(jù)。對于設(shè)備機(jī)房、大跨度鋼結(jié)構(gòu)、異性外立面等復(fù)雜部位，基于采集的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)機(jī)電管線、裝飾裝修等專業(yè)的下料深化，確?，F(xiàn)場一次施工成形，提高效率、節(jié)約費(fèi)用。

3.目前取得的成果

浙江大學(xué)“一帶一路”國際醫(yī)學(xué)院基于運(yùn)維的BIM 工作，經(jīng)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(zhǔn)確的數(shù)字化檔案，真實(shí)、完整的BIM 模型為運(yùn)維提供了準(zhǔn)確的檔案信息。內(nèi)容包括：竣工BIM 模型、三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型、運(yùn)維技術(shù)信息、機(jī)電管綜深化圖紙、圖紙會審紀(jì)要等。

通過BIM 工作優(yōu)化圖紙，真正做到指導(dǎo)施工。（1）對各專業(yè)模型進(jìn)行沖突檢測，通過設(shè)計優(yōu)化，共解決了近200 項(xiàng)圖紙問題，如防火卷簾做法調(diào)整、結(jié)構(gòu)尺寸修改、機(jī)電管路優(yōu)化等；（2）對于機(jī)電設(shè)備密集的機(jī)房、上人屋面等部位，進(jìn)行設(shè)備排布優(yōu)化，確保后期維修空間以及滿足“錢江杯”創(chuàng)杯要求；（3）建立宿舍區(qū)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(jié)約投資，提高效率。通過方案優(yōu)化，避免后續(xù)的返工，預(yù)計節(jié)約工期30 天，費(fèi)用60 萬。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)BIM 建模費(fèi)用在施工、運(yùn)維階段均為18 元每平方米，按照浙江大學(xué)“一帶一路”國際醫(yī)學(xué)院的做法，運(yùn)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(jié)約500 萬左右的費(fèi)用。由于建設(shè)過程用戶提前參與并明確運(yùn)維實(shí)施菜單，有效避免智能化工程的重復(fù)投資。

4.困難與挑戰(zhàn)

市場上還未出現(xiàn)成熟體系的基于BIM的運(yùn)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(shù)據(jù)形成管理邏輯的公司對于校方來說是不小的挑戰(zhàn)。

國際醫(yī)學(xué)院管理模式還未最終確定，影響到相應(yīng)的審核和流程機(jī)制的確定，對今后運(yùn)維程序的開發(fā)造成了一定困難。今后運(yùn)維軟件開發(fā)需要既有校園運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)又有對BIM 有深刻理解的人落地和實(shí)施，需要進(jìn)一步培養(yǎng)專業(yè)的工作人員。

運(yùn)維模型的LOD 等級高，建模工作量大，建模進(jìn)度和現(xiàn)場施工進(jìn)度還存在矛盾的地方；同時機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜、所需各種技術(shù)屬性信息涉及的參建方、廠商多，數(shù)據(jù)統(tǒng)計將面臨較大的挑戰(zhàn)。

5.結(jié)論與展望

浙江大學(xué)“一帶一路”國際醫(yī)學(xué)院從基于BIM的校園數(shù)智化運(yùn)維管理出發(fā)，有效整合了校園前期規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維階段的管理需求，可以真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)信息和運(yùn)維信息的真實(shí)一致性，同時通過運(yùn)維管理倒逼設(shè)計和建設(shè)，可以有效減少后期因運(yùn)維場景功能不能實(shí)現(xiàn)造成的不必要的智能化系統(tǒng)的改造。