基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法

張鞍豪，謝維軍，楊 輝

(中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071)

0 引 言

對(duì)于建筑而言，其運(yùn)營(yíng)使用周期在整體生命周期中占據(jù)了絕大部分，并且運(yùn)營(yíng)使用周的成本也占比很高，超過建筑總體成本的80%以上。然而，在運(yùn)營(yíng)使用建設(shè)項(xiàng)目的階段，往往涉及到使用大量建筑設(shè)備，消耗大量財(cái)力、物力、人力等，對(duì)于建筑運(yùn)營(yíng)的管理效率和管理水平提出了很高要求[1]?；诖藢?duì)建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法進(jìn)行研究，提出一種基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法。

1 建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法

1.1 BIM設(shè)備及建筑模型構(gòu)建

首先基于BIM技術(shù)，利用 MEP 軟件與Architecture軟件對(duì)建筑的BIM設(shè)備及建筑模型進(jìn)行構(gòu)建，用于對(duì)設(shè)備及建筑信息進(jìn)行可視化展示與有效整合。構(gòu)建 BIM設(shè)備及建筑模型需要對(duì)建筑的精裝修、消防、空調(diào)、暖通、電力、結(jié)構(gòu)等模型進(jìn)行分別構(gòu)建，并對(duì)各模型進(jìn)行一定處理，然后實(shí)施模型的合模，最終構(gòu)成整體建筑模型。構(gòu)成的整體建筑模型具體如圖1所示。

圖1 構(gòu)成的整體建筑模型

接著添加建筑的構(gòu)件信息，也就是添加各建筑物構(gòu)件的對(duì)應(yīng)屬性信息，具體包括維護(hù)信息、成本信息、合同信息、材質(zhì)信息、幾何數(shù)據(jù)等。添加后對(duì)對(duì)應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行點(diǎn)擊即可對(duì)添加信息進(jìn)行查看。添加示意圖具體如圖2所示。

在整體建筑BIM模型中對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行添加，以實(shí)際情況為依據(jù)在對(duì)應(yīng)安裝位置對(duì)設(shè)備進(jìn)行放置，展現(xiàn)建筑設(shè)備的三維虛擬效果。并在整體建筑BIM模型中輸入建筑與設(shè)備的運(yùn)營(yíng)相關(guān)信息，包括成本信息、合同信息、管理運(yùn)維信息、基本建筑信息等。其中成本信息包括折舊額、維護(hù)成本、安裝成本、購(gòu)置成本等信息；合同信息包括保修期、供應(yīng)商等信息；管理運(yùn)維信息包括維護(hù)歷史、維護(hù)狀態(tài)等信息；基本建筑信息包括建筑性能、建筑安裝位置、建筑類型和規(guī)格、建筑設(shè)備名稱、建筑ID等信息。通過共享參數(shù)形式在模型屬性中對(duì)以上信息進(jìn)行添加[2]。完成信息添加后對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)選即可對(duì)其相關(guān)信息進(jìn)行查看。

圖2 添加構(gòu)件信息示意圖

完成 BIM設(shè)備及建筑模型的構(gòu)建后，通過BIM服務(wù)器對(duì)構(gòu)建的BIM設(shè)備及建筑模型實(shí)施操作、讀取、上傳等操作。以上操作需要通過BIM服務(wù)器的接口來實(shí)現(xiàn)，接口的具體信息如表1所示。

表1 接口的具體信息

1.2 可視化表達(dá)建筑運(yùn)營(yíng)信息

通過可視化 BIM操作平臺(tái)對(duì)建筑的運(yùn)營(yíng)信息包括建筑運(yùn)營(yíng)的處置決策、成本控制狀態(tài)、合同糾紛狀態(tài)、運(yùn)維狀態(tài)等信息，通過直觀的顏色、圖形等方式實(shí)施可視化表達(dá)處理，使建筑運(yùn)營(yíng)管理者能夠直觀的對(duì)建筑運(yùn)維重點(diǎn)與問題進(jìn)行獲取，進(jìn)行更加及時(shí)、針對(duì)性的建筑運(yùn)營(yíng)，并實(shí)現(xiàn)高效的建筑運(yùn)營(yíng)。

各種信息的可視化表達(dá)具體如下：

(1)對(duì)于建筑運(yùn)維狀態(tài)信息，通過不同顏色對(duì)不同設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)狀態(tài)進(jìn)行表達(dá)。例如通過白色對(duì)設(shè)備運(yùn)行的正常狀態(tài)進(jìn)行表達(dá)；利用藍(lán)色對(duì)設(shè)備存在故障需要進(jìn)行維修進(jìn)行表達(dá)；利用黃色對(duì)設(shè)備保養(yǎng)中或維修中進(jìn)行表達(dá)；利用黑色對(duì)設(shè)備停運(yùn)狀態(tài)進(jìn)行表達(dá)。

(2)對(duì)于成本控制狀態(tài)信息，通過將其與預(yù)計(jì)成本進(jìn)行對(duì)比，將其分為成本未超支、成本警戒、成本超支等幾種情況。對(duì)于那些成本超支設(shè)備，通過紅色對(duì)其進(jìn)行突出顯示；對(duì)于那些成本警戒設(shè)備，通過橙色實(shí)施預(yù)警顯示。

(3)對(duì)于合同糾紛狀態(tài)信息，將其分為不存在合同糾紛與存在合同糾紛這兩種情況。對(duì)于那些存在合同糾紛的設(shè)備，通過約定圖案對(duì)其進(jìn)行表示。

(4)對(duì)于處置決策信息，通過不同顏色對(duì)管理者對(duì)于設(shè)備做的處置決策進(jìn)行表示，具體包括報(bào)廢、更新、改造、修理等[3]。

1.3 構(gòu)建建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理模型

基于構(gòu)建的BIM設(shè)備及建筑模型與建筑運(yùn)營(yíng)信息可視化表達(dá)結(jié)果構(gòu)建建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理模型，以實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)營(yíng)的可視化管理。構(gòu)建的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理模型共包括三層結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)層、功能層、客戶端。

其中數(shù)據(jù)層中存儲(chǔ)了BIM設(shè)備及建筑模型、建筑施工的圖片圖像資料、圖紙資料、文檔資料、項(xiàng)目設(shè)計(jì)資料、建筑運(yùn)營(yíng)信息可視化表達(dá)結(jié)果等建筑運(yùn)維的基礎(chǔ)信息以及各類信息，利用數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)能力，對(duì)各種建筑運(yùn)維信息進(jìn)行處理與提煉，將其變?yōu)閷?duì)象化的、集成的、可應(yīng)用的數(shù)據(jù)。

功能層是建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理模型的功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵。功能層的作用是面向用戶提供各種建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理功能軟件，包括數(shù)據(jù)分析管理軟件、公共安全管理軟件、采購(gòu)庫(kù)存管理軟件、設(shè)備運(yùn)維管理軟件、費(fèi)用及能源管理軟件、空間資產(chǎn)管理軟件、信息管理軟件。這些軟件均為開放性軟件。

客戶端則是針對(duì)各種用戶而設(shè)計(jì)的。具體包括顧問方、運(yùn)維方、業(yè)主方、其他方，各種用戶的權(quán)限不同，可以進(jìn)行不同操作。

2 建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)

對(duì)于設(shè)計(jì)的基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)中首先對(duì)該辦公建筑的BIM設(shè)備及建筑模型進(jìn)行構(gòu)建，接著對(duì)其各種建筑設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最后通過基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法對(duì)某辦公建筑實(shí)施建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理實(shí)驗(yàn)。獲取該方法的設(shè)備管理成本與管理覆蓋率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比性，將現(xiàn)有的兩種建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法作為實(shí)驗(yàn)中的對(duì)比方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，包括基于Web技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法。同樣利用這兩種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)辦公建筑的運(yùn)營(yíng)可視化管理，并獲取其設(shè)備管理成本與管理覆蓋率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較幾種方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 設(shè)備管理成本對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法與基于Web技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的設(shè)備管理成本對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具體如表2所示。

表2 設(shè)備管理成本對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)表2的設(shè)備管理成本對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的設(shè)備管理成本低于基于Web技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的設(shè)備管理成本。

2.2.2 管理覆蓋率對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法與基于Web技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的管理覆蓋率對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具體如表3所示。

表3 管理覆蓋率對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)表3的管理覆蓋率對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的管理覆蓋率高于基于Web技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法的管理覆蓋率。

3 結(jié)束語

基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)可視化管理方法實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理成本的降低與管理覆蓋率的提升，對(duì)于各種建筑的運(yùn)營(yíng)管理都有很大意義。