BIM问答|用BIM实现建筑运营的数字化（上篇）

本文引用：德国柏林技术学院2018年 <Towards Digitalization of Building Operations with BIM> 论文，此篇为上篇

摘要

建筑信息模型(BIM)是当今建筑业在整个建筑生命周期内实现数字化的最有前途的方法之一。同时大多数在研究的、工业类或公共部门的项目都集中在规划或建设阶段，在设施管理(FM)的运行阶段实际应用BIM的情况还很少。尽管在运营中使用BIM可以改善维护的计划性和可控性、确保加快从施工移交到FM管理或改善启动建筑的运营管理，BIM在FM中的实际应用仍然存在严重阻碍。

仅举其中两个例子，目前帮助FM运营组织根据不同的BIM用途设置其BIM要求的公认标准仍然缺失，或者现有建筑物的竣工信息无法用于设置BIM所需的数字建筑模型。FM中现有(3D)数字建筑模型的缺失不会很快改变；FM业务中90%以上的运营和维护建筑是现有建筑。数字测量方法(如三维激光扫描、无人机航拍照片捕获)可简化竣工信息的获取，但为FM建立数字建筑模型所需的参数化建模仍需花费巨大的努力，而目前典型的FM运营组织无法做到这一点。

本文扩展了2017年在INservFM上提出的研究项目BIM-FM的首次成果，比较了现场试验中使用的不同数字测量技术，并优化了工作流程，使现有建筑物的数字模型可用于FM。为了使FM运营组织能够在长时间的建筑运营中访问BIM数据，我们将探讨基于语义Web技术的数据管理新概念，以将BIM数据与计算机辅助设施管理(CAFM)系统中现有的字母数字信息联系起来。

01建筑全生命周期运营阶段的建筑信息模型

建筑信息模型(BIM)是当今建筑业实现全生命周期管理数字化的最有希望的方法之一。建筑和设施管理行业的公共协会为在实践中实施这一新的规划方法而采取的大量的国家举措证明了这一说法。在BIM方法中，真实建筑的数字孪生贯穿于整个建筑生命周期，从规划、设计、施工到建筑运营，以便在建筑行业的所有参与者和专业之间建立优化的协作和信息交换。在本文中，数字化表示包含(3D)几何、拓扑和链接的字母数字建筑数据被称为建筑模型或(虚拟)数字建筑模型。

但大多数研究的、工业类或公共部门的项目都集中在规划或建设阶段。尽管在建筑物的运营阶段使用BIM的好处已得到普遍认同，但在设施管理(FM)中实际使用BIM的情况仍然很少。其中一个原因是缺乏已经完成的运用数字建筑模型可以移交给运营和FM的建设项目，特别是在德国。即使在使用BIM的当前建设项目中，也存在许多不确定因素，即最终的“竣工”建筑模型应是什么样子，以及应该包含哪些信息等等。

BuildingSMART、GEFMA、VDI和其他公司即将发布的标准将有助于在不久的将来从FM的角度定义这些需求。如果他们在规划和建设项目之前就能做好预期，建筑信息模型是能够匹配设施数据信息的需要。因此，了解BIM的哪些应用场景在FM业务中是最重要的显得尤为重要。最近的一些研究文章显示了在FM中BIM的目标和好处。其中，提高建筑文档的质量或增强设计概念的可视化和可理解性对业主和FM来说是最重要的。此外，建筑信息模型的使用需要从建筑项目中进行有效的FM移交，并对建筑运营进行无缝管理。但不得不考虑的是，在日常FM业务中使用BIM的实践经验还很少。

FM中缺乏现有(3D)数字建筑模型的情况不会很快改变，因为即使所有新的建筑项目都采用BIM的方法进行，FM业务中90%以上的运营和建筑维护都是现有建筑。在不久的将来，在FM业务中实施BIM的另一个障碍是，要在现有建筑物为FM创建合适的竣工数字建筑模型，需要付出巨大的努力。因此，为既有建筑物建立数字建筑模型就成为BIM在FM实践中应用的关键。即使如此，FM运营组织也必须在长期运行期间(有时超过50年)维护此模型。保持竣工模型的更新对FM来说也是一个很大的挑战。更新建筑模型通常需要对FM的其他常用信息源进行额外的更新，例如计算机辅助设施管理(CAFM)系统的数据库，即使保持CAFM数据库的最新，在实践中也是一个巨大的挑战。

本文在研究项目BIM-FM范围内，扩展了2017年在法兰克福现场试验中使用不同数字测量技术在INservFM上呈现的第一个结果，以便捕获现有建筑物并使其可用于FM目的。它还将解释基于语义Web技术的数据管理的新研究概念，以检索与标准CAFM数据库管理系统中的字母数字数据虚拟链接的多个建筑模型的信息。

02BIM-FM研究项目探讨

2016年HTW Berlin和Beuth Hochschule Berlin的联合研究项目开始应对这些挑战。该项目旨在调查哪些现有技术和程序有助于更容易地为FM目的生成现有建筑的竣工虚拟建筑模型，以及PAS 1192(NN 2013第25页)中描述的公共数据环境(CDE)的主要方面从FM的角度来看是什么样的。特别是，如果他们在建筑全生命周期的运营阶段使用多个链接的建筑模型。该项目是由柏林弗森万特学院资助的。该项目的主要重点是开发接近实际用途的概念，并在项目期间评估实施情况。因此，来自行业的两个应用合作伙(Gegenbauer Facility Management,Alexianer Agamus GmbH)和一个技术合作伙伴(Ambrosia FM Consulting&Services GmbH)参与了该项目。

由于在FM中，业务信息管理会根据从FM的服务提供商的角度还是从建筑物所有者的角度来进行管理而有所不同。因此作者认为，BIM的管理也必须以不同的方式去处理。为了解决这个问题，本项目将开发两个不同的现有建筑模型的原型(见图1)。

图1 BIM-FM项目中的案例图片(圣赫德维格医院和柏林Verb?ndehaus)

第一个案例是一个比较新的办公楼，由多个业主组成，由Gegenbauer设施管理公司管理。立面设计和整个建筑都很有规律，暖通空调系统的重要技术设备被放置在屋顶上，此外，一个覆盖着玻璃的巨大中庭是现有数据采集的焦点。本案例的BIM需求侧重于FM服务提供商的角度，他们必须在特定的合同期限内处理所有因素。

第二个案例是柏林圣海德薇医院，它由Alexianer Agamus GmbH管理，反映了建筑所有者的观点。与柏林Verb?ndehaus不同的是，这个案例是一个旧建筑，它的一部分被保护为一个历史纪念碑。此外，必须考虑来自医院医疗技术的特殊要求(例如手术室或放射室)，以及因为是旧建筑而包含一些非常小和不规则的房间用于放置建筑设备。

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