BIM技術(shù)在高校建筑運維管理中的應(yīng)用

摘" 要：該文結(jié)合江蘇省鎮(zhèn)江市江蘇大學(xué)京江學(xué)院8#圖文中心運維階段的實際情況，實現(xiàn)BIM技術(shù)對運維管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，并自主開發(fā)出微信小程序用于實現(xiàn)與運維管理相關(guān)的具體操作。該文首先分別介紹BIM技術(shù)和建筑運維管理的相關(guān)概念，通過指出當(dāng)前階段建筑行業(yè)運維管理階段技術(shù)和方式的局限性，提出將BIM技術(shù)引入建筑的運維管理階段，并闡述將BIM技術(shù)結(jié)合到運維管理中的顯著優(yōu)勢。結(jié)果表明，BIM技術(shù)推動智能建造在高校建筑管理方面的發(fā)展，該研究為BIM技術(shù)在高校建筑運維管理中的應(yīng)用提供參考依據(jù)和成功案例。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；運維管理；模型展示；小程序開發(fā)；智能建造

中圖分類號：TU375" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）35-0187-05

Abstract： Based on the actual situation of the operation and maintenance stage of the 8# Graphic Center of Jingjiang College of Jiangsu University in Zhenjiang City， Jiangsu Province， this paper realizes the design and development of the operation and maintenance management system with BIM technology， and independently develops Weixin Mini Programs to realize specific operations related to operation and maintenance management. The article first introduces the related concepts of BIM technology and building operation and maintenance management respectively. By pointing out the limitations of the technology and methods in the operation and maintenance management stage of the construction industry at the current stage， it proposes to introduce BIM technology into the operation and maintenance management stage of the building， and expounds the significant advantages of integrating BIM technology into operation and maintenance management. The results show that BIM technology promotes the development of intelligent construction in university building management. This research provides a reference basis and successful cases for the application of BIM technology in university building operation and maintenance management.

Keywords： BIM technology; operation and maintenance management; model display; Mini programs development; intelligent construction

建筑工程項目中的運維管理階段已經(jīng)成為全生命周期中不可忽視的關(guān)鍵性一環(huán)，建筑運維階段的工作效率和管理水平的有效提升，可以節(jié)約項目成本、節(jié)約時間，延長建筑物的使用年限。建筑在運維管理階段所花費的時間和成本在目前建筑全生命周期中占比達(dá)到70%～80%，隨著項目建成并長期投入運行，其運營和管理費用將大大超過前期的設(shè)計和建設(shè)費用，后期維護過程成為耗費時間和費用最多的一個環(huán)節(jié)，也是施工過程中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。

除了要加大在設(shè)施和設(shè)備等硬件條件上的投入，運維管理的模式和技術(shù)等軟件方面的提高也顯得格外重要。除此之外，建筑工程項目在運維管理階段產(chǎn)生的費用是在以一種非線性的模式增長。有效提高運維階段的工作效率，構(gòu)建出合適的運維管理系統(tǒng)，減少運維過程中不必要的安全隱患，就顯得尤為重要。

1" 項目概況

江蘇大學(xué)京江學(xué)院坐落于江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)長香西路大學(xué)城，由江蘇省南通二建集團有限公司承建，該項目正式開工于2017年7月，其中8#圖文信息中心建筑位于學(xué)校主軸線的中心位置，施工現(xiàn)場如圖1所示。建筑面積267 000 m2，包括地上部分250 000 m2，地下部分17 000 m2，樓體高度27.7 m。建筑密度約為12％，總造價1.8億元。圖文中心是京江校區(qū)內(nèi)所有單體建筑中體量最大，建造耗資最高，設(shè)計最獨特，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，造型最新穎的建筑。該建筑是按照江蘇大學(xué)的?；招螤钸M行設(shè)計，寓意著校園師生關(guān)系和諧融洽。

本研究以京江學(xué)院8#樓圖文中心項目為背景，該項目位于江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)長香西大道537號，其渲染效果圖如圖2所示。該項目作為我國高等學(xué)?？萍夹畔⒓苫拇硇越ㄖ镏?，其主體功能立足于科研教育、師生互動和信息產(chǎn)業(yè)交融等物質(zhì)文化需要的同時，還為學(xué)校廣大師生提供了良好的自習(xí)和閱讀環(huán)境。學(xué)校始終秉承我國教育系統(tǒng)長期以來踐行的可持續(xù)發(fā)展道路，從而適應(yīng)新形勢下教育發(fā)展的需求。

項目按照總體規(guī)劃方案的總平面圖紙進行設(shè)計，圖文中心的位置在江蘇大學(xué)京江學(xué)院校園的主軸線的中心，位于主教學(xué)樓的正前方，在整個校園空間序列位置中處于核心地帶。

2" 項目前期建模與渲染

江蘇大學(xué)京江學(xué)院圖文中心運維管理研究中需要BIM模型中的數(shù)據(jù)，需要在工程項目前期階段基于BIM技術(shù)構(gòu)建出便于實時查看的模型。目前已投入使用的BIM相關(guān)軟件有很多種，如3Dmax、Rhino、Revit和May等。

利用Autodesk Revit軟件建立學(xué)校圖文中心的結(jié)構(gòu)模型，如圖3所示，其建模全過程，包括結(jié)構(gòu)、機電、暖通和消防等模塊專業(yè)內(nèi)容，并制作渲染效果視頻和虛擬動畫視頻，截圖如圖4所示，以此來幫助運維管理者更加直觀地看到圖文中心內(nèi)部各樓層、各板塊，每一個房間、角落的具體情形，方便協(xié)助后期運維管理的使用操作。

2.1" 運維管理平臺介紹

該運維管理平臺可以用巡查人員、維修人員和部門經(jīng)理3種身份登錄，這3種角色的使用者都注冊了各自可以獨立使用的賬號（表1）。此外，平臺還設(shè)有管理員的賬號，這是小程序開發(fā)者使用的賬號，在小程序開發(fā)完成后，登錄管理員賬號還可以第三人稱視角瀏覽。

2.1.1" 巡查人員

巡查人員在項目現(xiàn)場巡查時發(fā)現(xiàn)的或者通過管線連接口處安裝的傳感器和各個房間內(nèi)的攝像頭查看到暖通空調(diào)系統(tǒng)中需要及時維保的具體位置，巡查人員做出具體詳細(xì)說明并現(xiàn)場拍攝圖片，并及時通過自己的賬號在運維管理平臺上發(fā)布任務(wù)清單，制定合適的完成時間后在平臺上發(fā)送給項目經(jīng)理。

2.1.2" 維修人員

維修人員登錄自己的賬號查看“最新接受的任務(wù)”一欄中接受項目經(jīng)理分配的任務(wù)后，及時趕赴指定樓層的具體位置，并及時編寫文字反饋和現(xiàn)場拍照傳輸，等待部門經(jīng)理的審核。若經(jīng)部門經(jīng)理查看，維修后暖通設(shè)備的效果沒有達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，則在平臺系統(tǒng)上原路退回，等待維修人員到現(xiàn)場重新維修，直至故障設(shè)備達(dá)到相應(yīng)的安全指標(biāo)。

2.1.3" 經(jīng)理

各模塊項目經(jīng)理可在自己賬號中收到清單任務(wù)，其中包括最新創(chuàng)建的任務(wù)、正在進行中的任務(wù)、待確認(rèn)收到的任務(wù)和歷史任務(wù)4個模塊，經(jīng)理可在對應(yīng)模塊實時查詢，并根據(jù)系統(tǒng)值班表詳情和分工明細(xì)，通過智能化的方法分配給具體的維修人員。

2.1.4" 管理員

管理員即微信小程序的開發(fā)人員，以第三人稱的視角，登錄自己的賬號后可隨時查看各設(shè)備的具體情況，且在小程序系統(tǒng)中擁有最高權(quán)限，可以以不同視角在任何時候看到該系統(tǒng)中的運行狀況。若無特殊情況，一般只能讓管理員進行后臺登錄，對小程序的全局進行管理，比如更換輪播圖、閃屏頁，或是添加其他模塊，完善小程序的功能配套。普通用戶，甚至運維經(jīng)理，都沒有這樣的權(quán)限。

2.2" BIM運維平臺操作介紹

2.2.1" 設(shè)備監(jiān)測

實現(xiàn)了對資產(chǎn)信息的可視化管理，對資產(chǎn)進行可視化監(jiān)測、查詢、定位等功能。利用“查詢”功能，可以查找到暖通空調(diào)模塊中任意機器設(shè)備的型號和數(shù)目，以及各自分布的具體位置。例如在查詢“柜式風(fēng)機”的數(shù)目和位置時，只需要在搜索欄手動輸入“柜式風(fēng)機”外加對應(yīng)的設(shè)備編號，再點擊下方查詢按鈕，即可得到整體建筑中該式樣暖通設(shè)備的數(shù)目和具體的分布位置，只要點擊某個機器的資料，這個機器就會被輸入到機器所在的地方。與此同時，平臺界面上半部分的顯示欄中會自動出現(xiàn)該設(shè)備的具體實物圖，這樣操作人員就可以得到這個機器的全部資料，包括設(shè)備對應(yīng)相關(guān)責(zé)任人的具體身份信息。

2.2.2" 故障查詢

針對運維階段隱蔽位置暖通管線的具體排布在建筑內(nèi)出現(xiàn)的緊急狀況，不但可以通過BIM技術(shù)展開模擬逃生演習(xí)，并制作出一場人員撤離的虛擬動畫，還可以在最短的時間內(nèi)通過定位到暖通空調(diào)系統(tǒng)巡查到意外發(fā)生處的暖通空調(diào)系統(tǒng)的總閥門的具體位置，及時關(guān)掉閥門以防止發(fā)生火災(zāi)，保障人身、財產(chǎn)安全。

2.3" 設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)源

設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)資料源可以以很多形式實現(xiàn)，包括紙質(zhì)版本、Word版本、PDF版本和CAD二維電子版本。在建筑運維早期資料搜集與整理的過程中，其資料來源如下。

2.3.1" 建筑圖紙

這部分內(nèi)容主要是以電子文檔的形式，也有部分電子版本制圖。包括各種機電圖紙，有暖通空調(diào)類的設(shè)計圖紙以及相關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)類的圖紙。這些都是從設(shè)計人員和項目施工方處取得的并通過Autodesk CAD軟件制作，這與其他的BIM軟件有著很好的互通性，能夠保證將相關(guān)圖紙導(dǎo)入到其他的應(yīng)用中，從而確保了資料具有高效的傳遞性和可被明確充分地表述。

2.3.2" 供應(yīng)方的設(shè)備資料

暖通、空調(diào)具體合同信息、保養(yǎng)單位、所屬公司的基本信息見表2。工程建設(shè)過程中所有的大型設(shè)備、閥門、管道和水泵等物料資料，見表3，這類信息以紙質(zhì)文字形式為主，少數(shù)幾個大型儀器都是由CAD軟件設(shè)計的。這些資料都是建筑公司或者承包商搜集的，并在向客戶提供資料時，有完全的自主權(quán)，最終由負(fù)責(zé)錄入的工作人員將資料正確地錄入暖通空調(diào)的運維管理平臺中。

2.3.3" 監(jiān)控和監(jiān)測資料

要求首先將安裝在各個暖通設(shè)備房間里的攝像頭、傳感器與運維管理系統(tǒng)相連接，當(dāng)暖通管線上安裝的傳感設(shè)備發(fā)出預(yù)警提示后，維保人員第一時間通過傳感器的具體型號實時定位具體報警位置，并結(jié)合暖通設(shè)備房間各個角落安裝的攝像頭，讓其能夠?qū)崟r記錄暖通管線的現(xiàn)場概況并及時傳輸至運維管理平臺，將所接收到的全部信息上傳至服務(wù)器之后，運維工作人員攝像頭記錄的現(xiàn)場監(jiān)控錄像，將現(xiàn)場三維畫面與三維圖像交互，可對現(xiàn)場情況進行實時監(jiān)測和作出具體分析，加大維保的科學(xué)性和時效性。

2.3.4" 員工資料

包含所有運行管理工作人員信息資料及相關(guān)故障地點收集到的有關(guān)數(shù)據(jù)。利用RFID標(biāo)識裝置，對用戶進行身份信息的采集與識別控制；個人檔案資料可以由一個獨立的采集終端來完成，所有的資料在完成之后都會被保存在運維管理平臺中，然后由服務(wù)器進行合并、整理、分發(fā)，最后再將所有的信息傳送給小程序終端，讓維修作業(yè)的工作人員在小程序系統(tǒng)內(nèi)可以隨時查閱。

該運維管理平臺系統(tǒng)可以對設(shè)備的信息進行查詢以及對設(shè)備的質(zhì)量驗收進行記錄保存。如果要進行暖通設(shè)備的運行和控制、維保人員的定位和設(shè)備保修等方面的應(yīng)用，暖通空調(diào)器的維修與保養(yǎng)是圍繞著設(shè)備，從采購、啟用到運行等各個環(huán)節(jié)采集和測試的全部信息，并將其全部的基礎(chǔ)信息通過BIM和網(wǎng)絡(luò)輸入到系統(tǒng)，不但能對裝置的運行情況進行即時的監(jiān)測，而且還能從RFID資產(chǎn)的標(biāo)簽以及運維管理人員的手機移動終端上傳數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以對未來的運維情況進行預(yù)報和分析，以便在暖通裝置在出現(xiàn)問題之前可以及時維修和替換。利用BIM技術(shù)對暖通空調(diào)的大型設(shè)備進行運維和管理，既能了解設(shè)備出廠、安裝、運行過程中的全部情況，又能實現(xiàn)對設(shè)備的自動報警和保養(yǎng)，以及設(shè)備定期維護等功能。

3" 結(jié)論

1）將BIM技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程項目的運維管理階段具有顯著的優(yōu)勢和價值，能夠有效改善目前建設(shè)項目中存在的一系列問題，諸如信息共享程度低、一體化程度低、系統(tǒng)兼容性低等。結(jié)合BIM技術(shù)可視化的特征以及當(dāng)前BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)用于項目的運維階段具有較強的可行性和擁有很大的發(fā)展空間。

2）與傳統(tǒng)模式下建筑運維管理的功能相結(jié)合，從運維的安全、空間、成本等角度考慮，建立一個基于BIM技術(shù)的運維管理系統(tǒng)，可以有效地解決各個子系統(tǒng)、子模塊分散、不能聯(lián)動作業(yè)的問題，同時還可以提高各個子系統(tǒng)之間的協(xié)同功能。

3）將BIM技術(shù)與運維管理的內(nèi)在聯(lián)系相結(jié)合，從運維系統(tǒng)的設(shè)計原理角度入手，對基于BIM的建筑運維管理系統(tǒng)的基本框架進行了設(shè)計，將相關(guān)數(shù)據(jù)進行整合和共享，對與運維階段相關(guān)的資料進行收集，為BIM技術(shù)在高校建筑運維管理中的應(yīng)用提供了參考依據(jù)和成功案例。

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