商品住宅使用說明書數(shù)字化交付實(shí)現(xiàn)途徑研究

周兆銀，李小芳，田書函，謝艷，蔡碩累，陸昭泳

（重慶科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院，重慶 401331）

0 引言

1998 年建設(shè)部發(fā)布了“關(guān)于印發(fā)《商品住宅實(shí)行住宅質(zhì)量保證書和住宅使用說明書制度的規(guī)定》的通知”，決定在房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的商品房銷售中實(shí)行《住宅使用說明書》制度。《住宅使用說明書》是對住宅的結(jié)構(gòu)、性能和各部位（部件）的類型、性能、標(biāo)準(zhǔn)等作出說明，并提出使用注意事項(xiàng)的文件。如在房屋使用中出現(xiàn)問題，說明書將成為解決開發(fā)商與業(yè)主之間糾紛的重要依據(jù)。同時說明書的制定也是為了用戶更好地了解住房及室內(nèi)設(shè)施，使用戶能夠正確使用室內(nèi)設(shè)施，減少故障，延長使用壽命[1]。

目前，建筑業(yè)信息化飛速發(fā)展，然而建筑工程的數(shù)字化交付發(fā)展進(jìn)程卻極為緩慢，現(xiàn)行的住宅使用說明書仍均為紙質(zhì)形式，內(nèi)容呈現(xiàn)較為固定單一，大多流于形式，導(dǎo)致傳輸?shù)男畔⒉粔蛉妗⒕珳?zhǔn)[2]。并且住宅使用者并非都了解房屋建筑方面的知識，可能對提供的紙質(zhì)版《住宅使用說明書》上的建筑相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)不理解，導(dǎo)致不能正確合理使用住宅的情況出現(xiàn)，如在裝修的時候破壞承重墻、破壞燃?xì)夤芫€等。不當(dāng)裝修和使用縮短了房屋建筑的使用壽命，甚至出現(xiàn)業(yè)主違規(guī)使用房屋建筑，危及建筑安全的情況。

伴隨建筑產(chǎn)業(yè)與信息化、智能化技術(shù)的融合發(fā)展，本文結(jié)合BIM 技術(shù)、輕量化技術(shù)、大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等構(gòu)建商品住宅數(shù)字化使用說明書，通過提取并輕量化處理數(shù)字化說明書所需的BIM 模型，融合住宅其他相關(guān)信息，將其存儲至云存儲平臺，最后將生成的二維碼裝訂在房屋內(nèi)和紙質(zhì)說明書上，使用者可直接使用智能設(shè)備掃描二維碼進(jìn)行查詢、編輯信息。商品住宅數(shù)字化使用說明書突破了平面設(shè)計的展示局限，有助于用戶直觀感受《住宅使用說明書》中承載的信息，從而實(shí)現(xiàn)住宅信息的集成，三維模型的便捷讀取，監(jiān)管模式的可視化。

1 商品住宅數(shù)字化使用說明書構(gòu)建概述

1.1 構(gòu)建主體

據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)現(xiàn)行的《住宅使用說明書》構(gòu)建主體主要存在三種形式：一是建設(shè)部門統(tǒng)一印制；二是建設(shè)單位可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行自行編制；三是建設(shè)單位可使用政府行政部門統(tǒng)一印制的使用說明書，也可由建設(shè)單位自行印制或編制[3]。

因此，可由建設(shè)行政主管部門建設(shè)數(shù)字化交付平臺。而商品住宅數(shù)字化使用說明書主要涵蓋三維模型和房屋建造信息，由建設(shè)單位聯(lián)合施工單位根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況搭建三維模型和自行編制數(shù)字化使用說明書文字內(nèi)容，并上傳存儲至云平臺，可成為住宅使用說明書的一種構(gòu)建形式。

1.2 服務(wù)內(nèi)容

《住宅使用說明書》主要包括房屋的建造基本信息，如住宅的各方建設(shè)主體、結(jié)構(gòu)類型、設(shè)施設(shè)備配置及安裝位置說明、住宅承重部位注意事項(xiàng)、住宅的保溫防水部位注意事項(xiàng)、裝飾裝修注意事項(xiàng)等內(nèi)容[4]。除此之外，建設(shè)單位可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)充。

在此基礎(chǔ)上，商品住宅數(shù)字化使用說明書主要融合三維模型，一般提取工程項(xiàng)目竣工階段的模型，包括房屋構(gòu)件屬性、規(guī)格大小、具體位置等，全面、直觀、立體地呈現(xiàn)房屋信息。對于大中型工程，還可上傳形象工程的施工視頻或項(xiàng)目延時攝影，結(jié)合房屋的使用說明信息，使購房者也能夠詳細(xì)了解房屋的建造全過程信息。

1.3 交付形式

目前住宅使用說明書通常由建設(shè)主管部門提供范本，建設(shè)單位自行下載進(jìn)行填寫，再以紙質(zhì)文件交于購房者，用于購房者查看房屋使用事項(xiàng)[5]。如房屋需要二次出售時，需將住宅使用說明書一并交付，方便其他使用者了解住宅的詳細(xì)情況。

商品住宅數(shù)字化使用說明書將所有的信息上傳存儲至云平臺。一是生成二維碼標(biāo)簽，裝訂至紙質(zhì)版住宅使用說明書和住宅構(gòu)件上，房屋使用者使用智能終端設(shè)備掃描二維碼，便可查詢房屋的三維模型及其他信息；二是生成網(wǎng)頁端鏈接，在沒有二維碼標(biāo)簽以及紙質(zhì)版住宅說明書的情況下，用戶也可通過智能終端設(shè)備訪問數(shù)字化說明書平臺，查詢所需信息。采用紙質(zhì)使用說明書與數(shù)字化使用說明書聯(lián)合的方式進(jìn)行交付，方便了房屋使用者采用不同方式查詢房屋的詳細(xì)信息。

2 構(gòu)建商品住宅數(shù)字化使用說明書的實(shí)現(xiàn)途徑

構(gòu)建數(shù)字化使用說明書需由政府部門制定統(tǒng)一的數(shù)字化說明書標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)方在交付的模型中分別提取標(biāo)準(zhǔn)中所需要的模型進(jìn)行輕量化處理，通過建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)整合房屋的其他相關(guān)信息，并上傳至存儲平臺。考慮絕大多數(shù)用戶為非專業(yè)人員，將使用說明書生成二維碼，實(shí)現(xiàn)用戶便捷讀取信息。構(gòu)建流程示意簡圖如圖1 所示。

圖1 商品住宅數(shù)字化使用說明書構(gòu)建流程簡圖

2.1 數(shù)字化使用說明書模型輕量化

2.1.1 模型提取

通過BIM 技術(shù)對建筑房屋的施工信息進(jìn)行模型建立，使得房屋在運(yùn)維階段可以有效協(xié)同[6]。從房屋建設(shè)到交付使用階段，BIM模型涵蓋了各個專業(yè)的大量信息。但是當(dāng)業(yè)主接房后只需了解房屋的部分建筑模型信息，如主體結(jié)構(gòu)、水電管網(wǎng)、墻體位置、機(jī)電設(shè)備及周邊環(huán)境等，因此依照紙質(zhì)版的內(nèi)容以及建設(shè)主管部門發(fā)布的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在交付的BIM 模型中提取住宅數(shù)字化使用說明書需要的模型進(jìn)行分戶存儲，同時考慮同一項(xiàng)目存在大量相同戶型，采取相同戶型模型信息的重復(fù)使用，降低后期模型存儲量。

2.1.2 模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

參照傳統(tǒng)住宅使用說明書的必要內(nèi)容以及業(yè)主實(shí)際需求，對竣工交付的BIM 模型進(jìn)行選擇提取數(shù)字化使用說明書所必需的信息。數(shù)字化住宅使用說明書所需的BIM 模型數(shù)據(jù)龐大，建立精度高，只能通過相關(guān)專業(yè)軟件查看BIM 模型，因此需對提取的模型做輕量化處理。可利用Revit 二次開發(fā)技術(shù)開發(fā)插件將Revit 模型導(dǎo)出為易于WebGL 解析的JSON 數(shù)據(jù)文件，模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換如圖2 所示。

圖2 BIM模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖

2.1.3 模型渲染

應(yīng)用Three.js 渲染框架將Revit 渲染在瀏覽器端顯示，實(shí)現(xiàn)模型在Web 端顯示。首先創(chuàng)建三維場景，用于搭載所需渲染的模型，然后將經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的Revit 模型文件導(dǎo)入場景中，添加相機(jī)視角、渲染器、基礎(chǔ)燈光，將模型渲染至Web 端，實(shí)現(xiàn)模型的瀏覽。

2.2 數(shù)字化使用說明書存儲平臺架構(gòu)

采取分布式云存儲對較大規(guī)模的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行承載存儲平臺建設(shè)、管理平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)讀取方式及權(quán)限設(shè)置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管部門的統(tǒng)一監(jiān)管[7]。數(shù)字化使用說明書平臺主要分為模型信息層、存儲層、應(yīng)用層及用戶層，如圖3 所示。

圖3 商品住宅數(shù)字化使用說明書平臺架構(gòu)圖

模型信息層集成數(shù)字化使用說明書的必要信息。竣工模型與住宅信息構(gòu)成數(shù)字化使用說明書的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，集成了房屋的三維模型以及房屋的其他信息。

存儲層將集成的信息進(jìn)行存儲，實(shí)現(xiàn)住宅信息在用戶層的邊界交互。數(shù)字化使用說明書云平臺提供超大容量、超大規(guī)模的云存儲空間，將輕量化處理后的竣工模型整合住宅相關(guān)信息分棟分戶存儲于云平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲、權(quán)限控制的功能。

應(yīng)用層主要針對云平臺進(jìn)行功能模塊的劃分。平臺應(yīng)用內(nèi)容主要是房屋基本情況、房屋專有信息、注意事項(xiàng)、三維模型數(shù)據(jù)。房屋基本情況涵蓋房屋住宅坐落朝向、建筑面積及層高、主要參建單位等信息；房屋專有情況描述房屋結(jié)構(gòu)類型、建筑等級、各類設(shè)施參數(shù)內(nèi)容等；注意事項(xiàng)強(qiáng)調(diào)后期正確使用房屋的方式以及裝修改造的注意事項(xiàng)；三維模型主要針對Revit 模型，將整個單位工程進(jìn)行分戶建立，針對不同的戶型分解成主體結(jié)構(gòu)、建筑裝飾裝修、建筑給排水、建筑電氣、其他等分部工程。

用戶層通過二維碼、Web 端實(shí)現(xiàn)對住宅信息的快速查詢、讀取、編輯。政府監(jiān)管方對數(shù)字化使用說明書統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)管，房屋參建方對數(shù)字化使用說明書所需要的模型信息進(jìn)行統(tǒng)籌建立，并上傳至該平臺所對應(yīng)的部分。物業(yè)針對后期運(yùn)維所需的模型信息、房屋的相關(guān)信息詳情進(jìn)行查詢、反饋等。房屋使用者只能針對原有的模型數(shù)據(jù)及房屋的相關(guān)信息進(jìn)行查詢、反饋、標(biāo)記操作。

2.3 數(shù)字化使用說明書信息便捷交互

2.3.1 模型信息的便捷交互

采用共享頂點(diǎn)數(shù)據(jù)組織方法對輕量化后的模型去除冗余重復(fù)的定點(diǎn)數(shù)據(jù)，完成定點(diǎn)數(shù)據(jù)的極致精簡，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化住宅使用說明書BIM 模型信息的輕量化顯示。在云平臺中置入二維碼系統(tǒng)，直接生成二維碼，裝訂在房屋構(gòu)件上和已交付的紙質(zhì)版《住宅使用說明書》中，用戶使用智能手機(jī)終端設(shè)備掃描二維碼，可清晰、準(zhǔn)確地查詢到主體結(jié)構(gòu)構(gòu)造、承重墻體的位置、水電管網(wǎng)的布置等關(guān)鍵信息。

2.3.2 模型的修改與標(biāo)記

現(xiàn)行紙質(zhì)版《住宅使用說明書》存在易丟失、內(nèi)容更新難等缺陷，數(shù)字化住宅使用說明書利用云存儲平臺進(jìn)行信息交互，可考慮房屋使用者的非唯一性。不同的房屋使用者在裝修后，可通過智能設(shè)備將住宅的更改信息標(biāo)記在三維模型上,并存儲為不同的模塊，更改的信息不影響之前使用說明書的內(nèi)容，方便其他使用者了解住宅的變動情況。

3 商品住宅數(shù)字化使用說明書的信息流設(shè)計

數(shù)字化使用說明書的信息流主要包括信息錄入、信息審核、信息存儲、信息交互，只有每一項(xiàng)工作流程順利實(shí)施，數(shù)字化使用說明書才能發(fā)揮真正的作用。其中信息錄入以工程參建單位為主體，信息審核、存儲以建設(shè)行政主管部門為主導(dǎo)，信息交互則主要是以房屋使用者和物業(yè)管理部門為服務(wù)對象，信息流程圖如圖4所示。

3.1 信息錄入

數(shù)字化住宅使用說明書有機(jī)融合模型、圖紙、文檔等信息，能夠?qū)崿F(xiàn)住宅使用說明書多維度的信息呈現(xiàn)。建設(shè)單位作為建設(shè)項(xiàng)目的主要計劃、組織者，在工程項(xiàng)目建設(shè)完成后，可根據(jù)建設(shè)行政部門制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，進(jìn)行數(shù)字化使用說明書的圖紙、文檔信息錄入。而數(shù)字化住宅使用說明書需融合三維模型，三維模型主要來源于工程竣工階段交付的模型，因此，模型的建立可以建設(shè)單位為主導(dǎo)，各參建方輔助進(jìn)行模型的重建或提取整編，然后將重新整理后的模型和圖紙進(jìn)行上傳，并根據(jù)項(xiàng)目情況錄入相關(guān)文檔信息。

3.2 信息審核、存儲階段

建設(shè)行政主管部門建立商品住宅數(shù)字化使用說明書統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并要求工程建設(shè)各責(zé)任主體按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，建設(shè)方按標(biāo)準(zhǔn)完成“紙質(zhì)說明書+數(shù)字化說明書”的交付方式；運(yùn)用云存儲技術(shù)將各分戶BIM 模型按標(biāo)準(zhǔn)存儲于政府統(tǒng)一監(jiān)管平臺，房屋使用者對監(jiān)管平臺中儲存的模型信息進(jìn)行訪問，可進(jìn)一步強(qiáng)化政府有關(guān)部門的監(jiān)管職能。

由于住宅使用說明書可由建設(shè)單位根據(jù)項(xiàng)目自身情況進(jìn)行編制，為了避免建設(shè)單位對住宅使用說明書的內(nèi)容隨意更改或填寫不實(shí)信息，侵犯購房者的合法權(quán)益的問題，建設(shè)行政主管部門可對錄入階段的信息進(jìn)行審核，滿足要求后再存儲至平臺進(jìn)行交互。

3.3 信息交互階段

3.3.1 以房屋使用者為服務(wù)對象

房屋使用者購買新房后，可通過智能移動端、PC 端等終端操作直接查詢和讀取被輕量化技術(shù)處理、格式轉(zhuǎn)換后的商品住宅分戶BIM 模型，查看立體展示的所購房屋外觀結(jié)構(gòu)和房間內(nèi)部的具體布局。當(dāng)進(jìn)入房屋裝修階段，還可通過三維模型了解細(xì)部顯示的內(nèi)部管線、預(yù)留孔洞、設(shè)備設(shè)施等信息，直觀準(zhǔn)確地掌握承重部位、管線設(shè)施的具體位置。

商品住宅數(shù)字化使用說明書的構(gòu)建，一方面能幫助購房者全面了解住宅構(gòu)造，尤其是非專業(yè)用戶也可通過BIM 模型多方位、多角度地查看房屋，對房屋使用具有更深刻的認(rèn)識，可引導(dǎo)房屋使用者合理使用房間布局，進(jìn)行裝修及維護(hù)。另一方面，當(dāng)房屋使用者想要二次出售時，數(shù)字化使用說明書可方便快捷地進(jìn)行移交，購買方也能夠通過數(shù)字化使用說明書快速了解房屋構(gòu)造。

3.3.2 以物業(yè)管理部門為服務(wù)對象

應(yīng)用BIM 技術(shù)可以極大提升運(yùn)營維護(hù)管理的水平，能夠最大限度地對使用壽命期內(nèi)的建筑物進(jìn)行增值運(yùn)營維護(hù)。該技術(shù)一般應(yīng)用于物業(yè)管理中的日常管理、設(shè)備管理、運(yùn)營維護(hù)管理、應(yīng)急管理，如發(fā)生設(shè)備故障或應(yīng)急事件，可能無法第一時間找到設(shè)備安裝圖紙或建筑布局圖紙，此時通過訪問數(shù)字化使用說明書，調(diào)取房屋建筑的三維模型信息，可第一時間掌握準(zhǔn)確位置，有效解決緊急事件和減少損失。

4 商品住宅數(shù)字化使用說明書的運(yùn)行優(yōu)勢及機(jī)制

4.1 運(yùn)行優(yōu)勢

住宅使用說明書具有法律效力，建議采用政府主導(dǎo)的信息服務(wù)機(jī)制。建設(shè)行政部門發(fā)布范本并設(shè)立監(jiān)督審查部門，使用必要的行政手段推進(jìn)數(shù)字化說明書的普及，從而發(fā)揮數(shù)字化說明書的作用。一方面，將商品住宅從設(shè)計、施工到運(yùn)維的各種信息整合于一個BIM 模型中，基于該模型對建筑物進(jìn)行可視化驗(yàn)收，提高建筑產(chǎn)品信息透明度，進(jìn)一步強(qiáng)化政府部門的監(jiān)管效力。另一方面，在信息服務(wù)內(nèi)容建設(shè)方面，可根據(jù)國家和省市建設(shè)行政單位對住宅使用說明書的新要求，階段性地對服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行更新。

業(yè)主對住宅使用及維護(hù)需求的日益增長，對傳統(tǒng)紙質(zhì)說明書提出了新的要求。通過數(shù)字化呈現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)移動端、PC 端簡單操作查閱詳細(xì)的數(shù)字化商品住宅使用說明書。運(yùn)用BIM 技術(shù)可視化、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，在集成模型信息、施工信息、運(yùn)維信息于一體的BIM 住宅模型中，可全面掌握房屋結(jié)構(gòu)、性能和設(shè)備設(shè)施等詳細(xì)信息。在裝修階段，通過對相應(yīng)構(gòu)造細(xì)部數(shù)據(jù)的查詢，可幫助業(yè)主更科學(xué)地作出決策，確保不因裝修改造影響建筑的安全；在運(yùn)維階段及后期二次交易階段，商品住宅的數(shù)字化信息能跟隨房屋轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化使用說明書作用的最大化，從根本上降低裝修和使用過程中的改造難度和成本。

4.2 運(yùn)行機(jī)制

基于建設(shè)行政部門發(fā)布的范本，各房產(chǎn)企業(yè)結(jié)合實(shí)際情況編制建筑產(chǎn)品的數(shù)字化住宅使用說明書。隨著建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化與信息化的推進(jìn)，對住宅質(zhì)量有了新標(biāo)準(zhǔn)和新要求，房產(chǎn)企業(yè)通過編制數(shù)字化住宅說明書，一是可以規(guī)范企業(yè)產(chǎn)品建造管理流程，增加建筑產(chǎn)品內(nèi)涵與透明度，盡可能減少質(zhì)量問題與裝修隱患，促進(jìn)建造高質(zhì)量住宅；二是有利于保障消費(fèi)者權(quán)益，吸引消費(fèi)者購房，幫助企業(yè)樹立品牌和社會形象。

初期對傳統(tǒng)住宅使用說明書的運(yùn)行方式進(jìn)行革新，需要以政府為主導(dǎo)建立長效機(jī)制，并設(shè)立監(jiān)督審查部門督促數(shù)字化說明書從構(gòu)建到發(fā)放使用的有效執(zhí)行，推動商品住宅數(shù)字化說明書的運(yùn)行，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。住宅使用說明書具有法律效力，建設(shè)行政部門應(yīng)建立發(fā)布范本，建設(shè)方根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)以及實(shí)際需求情況，編制商品住宅數(shù)字化使用說明書。使用者在使用過程中，發(fā)現(xiàn)信息與實(shí)際不符或信息不完整情況，可在承載平臺中進(jìn)行反饋或投訴，經(jīng)監(jiān)督審查部門審核通過后督促建設(shè)方及時修改更新，并在平臺中增加該建設(shè)方不良記錄，作為商品住宅數(shù)字化使用說明書實(shí)行情況的依據(jù)。

5 結(jié)論

本文基于對傳統(tǒng)的紙質(zhì)住宅使用說明書的缺陷分析，結(jié)合信息化、數(shù)字化技術(shù)在建筑行業(yè)的不斷深度應(yīng)用，對商品住宅數(shù)字化使用說明書進(jìn)行研究，為推進(jìn)工程建設(shè)檔案數(shù)字化交付提供參考。通過深入研究數(shù)字化說明書服務(wù)內(nèi)容范圍、服務(wù)主體、交付形式，構(gòu)建商品住宅數(shù)字化使用說明書的存儲平臺，實(shí)現(xiàn)建設(shè)方、建設(shè)行政主管部門、房屋使用者、物業(yè)管理部門等多方的協(xié)同應(yīng)用及監(jiān)管。該交付方式能夠改善傳統(tǒng)商品住宅交付中信息不對稱、內(nèi)容固定單一等缺陷，發(fā)揮住宅使用說明書真正的作用，滿足未來工程竣工交付向數(shù)字化邁進(jìn)的需求，對建筑企業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有一定的推動作用。