基于BIM的建筑空间与设备运维管理系统研究

BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息化模型）是一个设施物理与功能特征的数字化表达[1]。

得益于国家近几年的政策引导与扶持，特别是住房与城乡建设部在《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中提出，在“十二五”期间，要基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化[2]。

在此宏观背景下，国内BIM技术的应用得到了长足的发展，特别是在设计、施工阶段，BIM技术的使用得到了包括业主、设计院、施工总包在内的项目各参与方的一致肯定，产生了巨大的经济效益。

但BIM技术的价值并不仅仅局限于建筑的设计与施工阶段，在建筑的运营阶段，BIM 同样能产生极其巨大的价值。因为BIM利用计算机软件来模拟一个设施的建造与运营。一个BIM竣工模型是数据丰富的、目标导向的、智能的、参数化数字化的。模型提供的各种3D 视角以及模型输出的各种数据可以帮助项目各方决策，改善整个建设运营流程[3]。

2.基于BIM的建筑空间与设备运维管理系统

建筑运维管理近年来在国内兴起一个较流行的称谓——FM（FacilityManagement，设施管理），根据IFMA（InternationalFacilityManagementAssociation，国际设施管理协会）对其的定义：FM是运用多学科专业，集成人、场地、流程和技术来确保楼宇良好运行的活动[4]。人们通常理解的建筑运维管理，就是物业管理。但是现代的建筑运维管理（FM）与物业管理有着本质的区别，其中最重要的区别在于：面向的对象不同。物业管理面向建筑设施，而现代建筑运维管理面向的则是企业的管理有机体[5]。

传统的物业管理方式，因为其管理手段、理念、工具比较单一，大量依靠各种数据表格或表单来进行管理，缺乏直观高效的对所管理对象进行查询检索的方式，数据、参数、图纸等各种信息相互割裂，此外还需要管理人员有较高的专业素养和操作经验，由此造成管理效率难以提高，管理难度增加，管理成本上升。

而随着BIM技术在建筑的设计、施工阶段的应用愈加普及，使得BIM技术的应用能够覆盖建筑的全生命周期成为可能。因此在建筑竣工以后通过继承设计、施工阶段所生成的BIM竣工模型，利用BIM模型优越的可视化3D空间展现能力，以BIM模型为载体，将各种零碎、分散、割裂的信息数据，以及建筑运维阶段所需的各种机电设备参数进行一体化整合的同时，进一步引入建筑的日常设备运维管理功能，产生了基于BIM进行建筑空间与设备运维管理的想法。

目前市场上，并没有成熟的能够整合BIM模型的建筑运维管理系统，因此需要针对BIM模型的特性进行大量有针对型的软件开发，在经过大量调研后，设计基于BIM进行建筑空间与设备运维管理的系统基本架构（如图1所示)。

整个系统的底层为各种数据信息，包含了BIM模型数据、设备参数数据，以及设备在运维过程中所产生的设备运维数据。中间层，既是系统的功能模块，通过3D浏览来实现BIM 模型的查看，点击BIM模型中的相应构件，实现对设备参数数据的查看。而中间层中的设备运维管理，可以允许用户发起各种设备接报修流程，制定设备的维护保养计划等。最顶层的系统门户，类似于OA系统中的门户概念，是对各类重要信息、待处理信息的一个集中体现和提醒。

3.数据整合

与传统的建筑运维管理系统相比，本系统除了固有的设备参数数据外，还增加了BIM 模型数据库，因此如何更好的整合BIM模型数据与设备参数数据，是整个系统成功与否的重中之重。

3.1BIM模型数据

本文先前曾经提到，可以将建筑在设计、施工阶段的BIM模型进行继承，并运用在建筑的运维管理阶段，但是设计、施工阶段的BIM模型包含较多的冗余信息，比如在建筑设计、施工阶段一般都会包含钢结构的BIM模型，但在建筑运维阶段，大部分建筑的钢结构BIM

模型对建筑运维管理的意义不大，直接使用设计、施工阶段的完整BIM模型成果反而会造成系统较大的负担，使得浏览访问效率低下，因此需要对模型进行一定程度的疏离。

同时还考虑到目前市场上有多款使用较为广泛的主流BIM建模软件，不同BIM建模软件的建模方式与流程也大相径庭，比如达索的CATIA与欧特克的Revit系列，因此本文将会以欧特克的Revit系列软件为标准，来简要介绍建筑运维阶段BIM模型标准与注意事项：推荐使用欧特克的Revit系列软件来建立BIM模型；确保所有的模型构件都有唯一可识别编码（如图2所示）；

模型的拆分不仅需要按照建筑专业来划分（如建筑、结构、暖通、消防等），还需要按照系统和位置两个维度来进行（暖通专业中的系统可分为中央空调系统、恒温恒湿空调系统等。位置除了可按楼层划分外，还可以根据需要对单一楼层划分成A、B、C、D等多个区域）；

模型精度，特别是机电设备的精度尽可能的还原真实设备外观；

建模时，尽量选用Revit中的标准构件；

对于大量的重复构件，需要建立标准的构件模型族库；

模型中需要分别显示/选择/变化的构件必须分开建模；

模型中需要整体显示/选择/变化的构件必须整合成同一个构件；

系统中不需要反应的模型构件不要建立在模型中；

需要纳入系统的模型对象，如各类机电设备、阀门等，按照实际命名；

3.2设备参数数据

经过多方调研，目前建筑运维管理中较常用的设备参数表格，可以分为设备台帐与设备台卡两种：

设备台帐

设备台帐是反应建筑内所拥有设备资产的基本情况，主要记录了设备的简要信息、基本型号与规格，以及所处的位置等（如图3所示）。

设备台卡

设备台卡是设备台帐的进一步深化，其详细记录了设备的各种运行参数，是设备性能的最真实体现（如图4所示）。

此外设备台卡还应该包含该设备的主要易损件、配套附机，以及设备的维修保养记录等信息。

4.系统功能介绍

4.1系统界面

整个系统采用C/S（客户端/浏览器）架构，主要分为三个功能页面（如图5所示）。

主页：整个系统的门户，是对各类重要信息、待处理信息的一个集中体现和提醒；

运行：提供基于BIM模型的设备浏览与查询功能；

维护：提供设备运维管理，可以允许用户发起各种设备接报修流程，制定设备的维护保养计划等。

4.2 3DView控件

本系统的核心是基于BIM模型的浏览与显示功能，因此需要通过第三方的3DView插件来实现。考虑到模型是使用欧特克的Revit系列软件来搭建，因此在第三方插件的选择上