基于BIM技术的建筑设备运维管理可操作性分析

朱洪顺 曾 雪 田欣鑫

(西华大学，四川 成都 610039)

1 概述

BIM技术在政策和其实用性的不断推动下不断向前发展，在项目的决策、设计和施工期间BIM技术已经较成熟的使用，主要应用在三维建模、碰撞检查等方面。在项目竣工验收投入使用后的运营维护阶段BIM技术应用得较少，BIM技术没有得到可持续的利用。建筑的运维阶段是全寿命周期中占时最长、成本占比最大、管理难度最大以及管理内容最复杂的阶段，建筑设备的运营维护是整个运维管理阶段的核心部分，保证设备的正常安全运行才能保障建筑的正常安全运营。所有的设备都有寿命问题，不同功能、不同性能的设备寿命各不同，在设备的使用过程中会涉及到设备故障修理、设备升级更新等，定期对设备进行检修维护能延长设备的使用寿命、提升设备价值度、减小损失降低运维阶段的成本。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和信息集成性等特点，将BIM技术应用于项目的各个阶段可在一定程度有效地解决项目全寿命周期中所存在的问题。BIM技术数据核心层可为建设项目不同领域的建筑信息模型提供统一的数据架构，为各专业信息交流提供平台。在项目后期设备运维管理中使用BIM技术，可以解决传统设备运维管理中的设备系统复杂带来的运维难度大问题，以及设备信息割裂、人工依赖度高等问题。

2 建筑设备运营维护管理现状

建筑设备运维管理是指以建筑设备为对象，追求其综合效率，使用一系列方法理论，依靠一系列技术、经济、组织措施，保证所有的设备经常处于良好的运行状态，充分发挥各种设备的各个功能，降低运营成本。建筑设备的运维决定了设备的寿命长短、能效特性、运维成本等，是建筑正常运营的重要保障机制。现阶段的设备管理主要存在以下问题：

1)设备系统复杂，运维管理难度大。

设备系统包括给排水、消防、暖通、电力桥架等系统，十分专业复杂。目前的建筑设备管理还主要停留在二维时代，设备图纸由二维CAD展示，直观性很差，平面图、剖面图、详图等图纸非常多，不同设计院还有不同排版设计，比较混乱。在后期运维人员进行设备维修管理时经常需要查阅海量的图文资料，维修完成后进行设备信息更新时，需要在各个资料文档中逐一修改，重复工作，浪费管理人员时间，增加管理人员的工作量。这样的管理方式很容易导致信息错误、丢失，运维人员也很难及时、全面的得到自己所需的设备运维信息。建筑的规模越大、结构越复杂，其设备系统和管道线路就越复杂，运维人员的能力要求也越高，相应的管理成本也越高。凭借经验的物业管理仍是我国现在主要的设备管理模式[1]。

2)设备管理信息不能集成、产生信息孤岛、人工依赖程度高。

项目图纸设计阶段设备各专业分模块设计并没有集合到一个整体上，信息分布在多张图纸上无法相关联，当设备出现故障时需要翻阅大量的资料，无法短时间内找到特定设备的所有信息，导致不能及时完好地维修设备。设备运营维护管理方式主要是依靠人力填写表格，在电脑管理软件中又去录入表格，时常重复做工作。设备运营维护管理所需的资料总体上看似都是存在的，但缺乏直观的交流平台。各岗位人员的设备运维管理资料分散储存，汇总十分困难，无法准确、及时、有效地提供信息。时间成本，人工成本较高。

3 基于BIM的设备运维管理及实现过程

3.1 BIM在设备运营维护中的价值体现

1)信息集成共享。建筑信息模型的核心是信息，信息通过模型展现出来[2]。BIM理念在于横向信息与纵向信息都整合，横向整合各专业各供应商、纵向进行全寿命周期整合。以BIM为理念设计的建筑在项目建造完成投入使用时，BIM模型包含了各个专业绝大部分的数据信息，建筑信息模型将各设备专业信息集成在一个模型中，信息数据可细致到设备型号、参数、位置、厂商等。物业管理部门能从其中获取到与设备运维相关的文件与信息资料，大幅度降低了运维管理难度，节省人力、物力、财力。利用BIM模型将建筑楼宇设备信息进行同步，在设备管理子系统中，设立设备的档案资料，了解各设备可使用年限和性能；设备运行记录，对故障设备进行及时的处理并将故障信息进行记录借鉴；设备维修保养，确定故障设备的及时反馈以及设备的定期巡检保养。这些保证了建筑楼宇运行阶段设备运行维护管理的全面有序，为后勤管理者提供合理计划，以及为设备的预制维修提供帮助。将BIM可视化模型上传管理平台与设备运维技术相结合，维保人员利用移动终端扫描每台设备上的二维码，查看管理平台中相应设备系统模型以及相关参数与维保记录等信息。巡检、维修、保养等运维数据能现场及时上传，防止运维信息被人为故意改动造成的恶性损失。

2)三维可视化管理。三维可视化是BIM技术最大的一个优点，将其真正运用在建筑设备的运维管理中的作用是十分突出的。二维图纸资料转换成三维可视化模型，更加直观、形象，降低了对运维人员三维想象力的要求。BIM模型结合运维管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，分配专人专项维护，降低建筑物使用过程中突发状况的维修次数。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录，以便对设备的适用状态提前做出判断。在立体三维的视角下，维护人员对于设备尤其是隐蔽工程的位置十分清楚，维护效率得到有效提高。此外，BIM也可对灾害进行应急模拟分析。当灾害发生后，BIM模型可以提供救援人员紧急状况点的完整信息，这将有效提高突发状况应对措施，使得BIM模型能清晰地呈现出建筑物内部紧急状况的位置，甚至到紧急状况点最合适的路线，救援人员可以由此做出正确的现场处置，提高应急行动的成效[3]。

3.2 基于BIM技术的建筑设备运维管理实现过程

BIM技术核心是信息，模型是建筑信息的承载体，利用BIM模型将建筑以及设备虚拟性的呈现，集成项目各方参与者提供的项目数据信息，实现BIM技术在设备运营维护阶段的高效、信息化管理。首先利用BIM软件建立建筑及设备模型，管道线路上的仪表阀门等附件依照精度需求建立，在模型建立过程中将各专业设备的相应名称、型号、规格、出厂日期、制造厂商和使用年限等基本信息录入，便于后期的的设备运维管理的顺利进行。目前的市场中有各种基于BIM的设备运维管理平台，在基本模型建立完成后将模型数据导出并载入运维管理系统之中，在运维平台中进行设备信息查询、设备报修以及计划性维护等操作。

4 基于BIM技术的建筑设备运维管理注意事项

虽然BIM技术在理论上可以为建筑设备运维管理降低成本，提高经济效益，但在落地实施BIM方面并不能畅通无阻。对于已有建筑来说，大多数是建成多年的楼宇，其空间格局、水电管道、消防设施等均在历年运维过程中一定程度上已经相应改变，隐蔽的管道线路也无法准确定位，现场和原有图纸资料大多已经不相符。在BIM建模初期需要不断通过现场比对来更新，部分隐蔽管线需要借助三维激光扫描技术采集三维空间点云数据，利用点云数据转化生成点云模型。BIM技术需要提前规划运营，需要以BIM为理念来进行设计、建造，集成项目全寿命周期的数据资料。

BIM技术应用在设计和施工阶段已经逐渐成熟，所带来的价值被大众认可，但在运维管理阶段还处于起步阶段，没有成熟的运维市场环境和清晰的运维模式，运维管理阶段少有BIM专业人才培养。虽然设备运维管理系统终端使用只需进行一定的培训就可操作，不需要高技术人才。但是由于BIM软件的性能强大，在运营阶段需要专业人才队伍定期对BIM模型进行修缮并且对运营阶段的管理信息进行安全维护[4]。运维管理部门不需要有自身的BIM团队，但需要对BIM专业了解的管理人员。

5 结语

建筑设备的运维不仅仅是维保，从严格意义上说，建筑设备运维是一个多维度的系统性工程，涉及了设备、人、环境，包括设备的使用、保修、诊断、维护、维修、分析、优化等内容，将运维所有维度的管理需求整合的集成管理系统才是一个好的运维管理系统。建筑设备运维管理过程中含基本信息和运维信息，将BIM技术应用于此阶段能使基本信息和运维信息都能完备的储存，且使信息数据查询更简单快捷，节约时间成本、人力成本。传统的物业管理模式已经不适用于现代化管理的需求[5]，利用BIM技术的可视化、集成性、协作性等优点可解决设备运维管理的数据资料混乱、丢失等问题，同时可以使数据资料更新查询方便、及时有效，使设备的运维管理从复杂变简单，减少重复工作，节约时间、成本。确立完备的市场指导规范以及相关的市场运营机制已经被迫切需要。