公共建筑工程论文
摘 要： 随着国家对建筑信息模型应用的大力推动，建筑信息模型应用于建筑全生命周期是未来建筑行业发展的必然趋势。文章对BIM的n D技术模型加以阐释并将BIM模型应用在建筑全生命周期中，详细论述了BIM模型在建筑运维阶段的应用，旨在突出其必要性。
关键词： 建筑全生命周期; 建筑信息模型; BIM nD技术模型; 运维管理;
Abstract： With the vigorous promotion of the application of building information model in the construction industry by the state, through the understanding of the n D technology model of BIM and its application in the whole life cycle of building, this paper subverts the traditional sense of reconstruction, construction and light operation and maintenance, and expounds the necessity and application of introducing BIM model in the construction operation and maintenance stage.
Keyword： life cycle of building; BIM Model technology; BIM nD technology model; operation and maintenance management;
引言
BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型）是不同于传统的3DMax、Auto CAD等建筑软件形成的基础模型，是将数字化的理念和建筑模型各构件的物理性质和功能性质结合起来，将建筑物各个阶段所产生的所有信息结合在一个三维模型上，为项目的参与者提供一个信息共享的合作平台。建筑信息模型的应用对建筑行业的信息化创建了新的发展模式，促使建筑行业步入精细化、高效发展的阶段。
1、 Bim模型在建筑中应用现状
1.1、 Bim nD技术模型
虽然现在建筑信息模型已经普遍被公众所认知，但在专业领域的专家则认为多维工程信息模型要更为贴切，即Bim的n D技术模型（表1）。
1.2、 全生命周期的BIM模型应用
1.2.1、 建筑策划阶段
在建设与开发过程中，由于对信息的误判以及市场需求考察不到位等因素，建筑建成后达不到预期经营目标，使用者得不到舒适的体验。可以将已录入到BIM模型数据库中的同类建筑的大数据作为参考，模拟分析得出建筑的未来使用趋势，进行优化设计，尽量避免传统策划的片面分析给建筑后期运营带来的目标设定偏差，影响公共建筑后期运营和维护的经济效益。
1.2.2、 建筑设计阶段
传统的设计模式中，各专业制图员会在某些节点出现线路布置冲突，即使通过会审也无法完全避免。通过BIM软件进行碰撞检测，在出具施工图阶段前将各专业图纸进行统筹检测，针对冲突节点及时做出调整，有效地避免由于人工制图时出现偏差对工程质量和施工进度产生影响。
1.2.3 、建筑施工阶段
传统施工模式的施工人员根据设计方出具的二维施工图纸进行施工，现场要有技术较高的施工指导员进行全程指导。基于BIM模型可视性的特点，设计方可通过建立3D立体模型对建筑各复杂的构造节点进行可视化的展示，使施工人员直接对照模型施工，提前分析出施工图中的关键节点降低在施工现场对于专业技术的要求。
表1 BIM的nD技术模型（表格来源：作者自绘）
1.2.4、 建筑运维阶段
由于水暖电等设备管线设置于墙体中，在运营维护阶段，维修人员只能凭借二维图纸和经验进行判断事故点，极有可能出现误判的情况。通过三维模型在设计和施工阶段对整栋建筑中的所有线路的展示，可以快速定位事故点并找到最优的处理方式，不影响其他管道的使用，提高了维修效率。
从立项开始，每个阶段会产生大量的信息对建筑整体进行补充，每个阶段的目标不同，产生的信息类型也不同，某阶段产生的信息会被下一阶段所使用，在建筑落成后都将为运维阶段提供参考。在此过程中如果信息交流出现问题，都会对最终的运维阶段产生较大阻碍，为避免“信息孤岛”，就需利用建筑信息模型将资源与信息进行整合（图1）。
2、 公共建筑中运维阶段的现状
2.1、 公共建筑运维概述
建筑的运维阶段主要是指建筑在竣工并投入使用后直至拆除的阶段，在这期间包括建筑物与运营维护相关的方方面面，各方面相互关联，都需要从建筑物主体出发以便解决这些问题。而公共建筑由于其体量较大、功能复杂等，在运维阶段需要处理的问题比一般的建筑更复杂、费用也更高昂。每一栋公建的设备系统都是根据其不同的功能而独立设置的，是独一无二的，并且要满足使用者的不同使用需求，这些造就了建筑运维阶段的复杂和多样性。
图1 各方与建筑信息模型信息交流（图片来源：作者自绘）
图2 丰麓苑能耗大数据分析平台（图片来源：www.gzbim-c.com)
2.2、 运维阶段出现的问题
经美国国家标准与技术协会2004年的调查统计结果显示，建筑全生命周期中运维阶段所占时间最久、成本最高。随着社会的快速发展，公共建筑的运维逐渐被开发商和运维商所重视，虽然只是在起步阶段，但也逐步从粗放走向精益。
2.2.1、 设备维护效率低
由于当代公共建筑结构体系日渐复杂，其配备的设备设施以及引入的高科技技术设备都直接影响着该建筑的日常运行，一旦设备出现故障不能正常运行，极易导致建筑部分系统瘫痪，建筑内全部使用者无法进行日常的工作与生活。
2.2.2、 运维信息传递不畅
目前我国绝大部分公共建筑在运营维护阶段对于设备的运维状态还采取手写记录或者计算机电子记录，这两种模式都可能造成数据记录出现误差或者丢失的情况，并且在定期数据的更新过程中，有大量需要处理的数据，为此还需配备专职的记录人员，不仅加大了人力的投入，而且工作效率和记录的准确率都不能得到保证。在运维信息的获取上，各层级各部门都需要通过信息记录部门调取相关数据，如果遇到由于信息获取不及时因而不能迅速提供有效解决办法的突发情况，对建筑带来的负面影响是不可估量的。
2.2.3、 运维成本过高
当代公建为了给使用者带来更好的服务和高效地处理紧急问题，普遍会雇佣具有丰富运维经验的专业团队进行建筑管理，这就增加了建筑运维阶段雇佣人力的成本。在各设备运行过程中由于使用不当导致设备报废和能耗消耗过多带来的运维成本增加也屡见不鲜。为使建筑能长期具有良好的运营收入，要着重考虑降低运维成本支出的各项因素。
3、 BIM模型在公共建筑运维中的应用
BIM技术应用于运维阶段相较于设计施工阶段并未形成十分健全的体系，但一栋建筑作为整个项目全部信息的集合体，将BIM技术合理应用于建筑运维阶段去处理各种信息，利用BIM模型具有参数化等特点，及时根据项目变化将产生的新数据在原有模型上进行存储更新，根据信息的整合和数据的分析，通过运维阶段展示其处理空间、设备、能耗等方面的成果，改善现状，有效地提升管理效率。
3.1、 空间管理
利用BIM模型对建筑内部空间进行管理，不同公共建筑的服务主体不同，对应的功能也不尽相同，对于空间信息处理标准也是不同的。这就要根据建筑的服务主体和类型设置特定的租售空间信息，从共享空间、私人空间、闲置空间、空间运营成本等方面综合制定空间规划；通过BIM模型管理平台直接将功能空间进行分配，并可通过平台及时监控各空间使用情况，对于利用率低的空间进行重新分配调整，提高空间利用率。
3.2、 资产设备管理
将办公桌椅、电脑、打印机等办公资产的管理纳入到运维系统中，信息通过射频识别技术录入到特定的芯片中，对使用人及所在的部门从领用到维护再到报废全寿命周期进行管理，通过射频识别器扫描进行快速的读取信息，简化了管理流程。同时也可将建筑物设备纳入运维系统中，通过BIM模型将设备的各类信息集合在一起，方便快速查询设备使用情况，便于对故障设备提前检修，并将相关保修资料与其关联，降低了人力投入，提供了全面有效的资产设备管理平台。
3.3、 能耗管理
建筑的能耗是运维阶段花费最多的部分，为维持正常生活，水暖电等资源都要消耗。为实现我国倡导的绿色建筑目标，通过传感器、探测仪等工具将建筑各部分能耗数据与BIM模型关联，将数据导入模型中，通过参数处理形成直观的水暖电等能耗数据，便于实时监测能源使用情况，在特定时间段内形成阶段性的统计表，根据阶段性数据监测能耗异常情况，便于做出相应的调整，使建筑长期处于绿色发展阶段（图2）。
3.4、 安全管理
对于公共建筑的安全管理通常从两方面考虑，即监控管理和应急管理。
3.4.1、 监控管理
为给使用者营造安全的使用环境，物业公司会配备相应的监控系统对建筑空间进行管理，如门禁系统、停车系统、视频监控系统等。将门禁和停车系统接入运维平台中，可以实时监控人员与车辆的进出情况并进行数据存储，有紧急情况发生时，可以快速锁定目标；将运维平台和视频监控系统关联，可通过BIM模型选取任意位置，便可快速调取其附近的全部监控设备，减少了调取相应设备的时间，加快面对突发状况的处理速度。
3.4.2、 应急系统
在面对突发灾害时具有难预测性，应对措施不能面面俱到，故建筑需要具有处理应急情况的措施。在有紧急灾害发生的时候，可通过BIM模型避开危险发生节点并规划出安全的疏散路线以此降低人员伤亡情况；亦可通过模型在救援时检测出灾害发生的详细位置，为救援方提供详细的点对点的救援计划，减少排查事故点耗费的时间，大幅度提升救援效率。
结语
建筑信息模型技术在国内建筑业中未能将BIM模型的作用发挥到最大，虽在设计和施工阶段普及度较高，但在公共建筑运维阶段应用的实例尚且较少。在运维阶段应用是建筑全生命周期新的发展方向，不仅可以解决现有公建运维中存在的相关问题，在后期运营中也可以产生更大的经济效益，推动建筑信息模型在公共建筑设计中的应用。
参考文献
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[2] 江文.BIM技术在公共建筑运营维护阶段的应用研究[D].大连理工大学,2016.
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