浅谈BIM融合入IBMS的建筑运维管理

鞠明明 ，李少伟 ，周剑思，张敏杰

（上海建坤信息技术有限责任公司，上海 200032）

摘要：BIM（建筑信息模型）在建筑全生命周期中的各个阶段不断更新，其中的信息在各个阶段是延续和一致的，BIM应用于建筑运维阶段将发挥更大的作用；本文对BIM融合入IBMS(智能建筑管理系统)进行建筑运维管理做了简要的分析， BIM在建筑运维阶段的应用做有待在后续研究中做进一步挖掘。

关键词：BIM ；IBMS ;建筑运维管理；建筑全生命周期

1概述

随着我国经济的迅速发展，我国在国际上的地位不断提高，一些重要的活动在我国举办，如2010年的上海世博会。这类盛会给我国的经济发展和城市建设带来了新的契机，城市建设过程中大型的、地标性的建筑不断涌现；这类建筑在规模上属于大型建筑体，在功能上更加智能化，为建筑的使用者带来了不同于传统建筑的体验。然而，建筑规模的庞大、结构功能的复杂化也给建筑的规划、设计、施工和后期维护带来了不可想象的困难。传统的依靠2D图纸的设计方案， 抽象难于理解，施工人员很容易误解而发生与设计方案的偏差，不得不返工；另一方面，因为建筑自身的结构复杂性，二维图纸对于管线、设备的表现不能直观地显示其空间位置是否存在冲突，也往往造成施工过程要修改设计图纸来调整设备等的位置，使得建设效率低下。建筑一旦施工完成交付使用，图纸一般束之高阁，重复利用率极低。

相对于2D的图纸，BIM技术的引入改变了这一建筑信息在建筑竣工后不能被充分利用的沉疴旧疾。BIM技术是指运用数字信息与计算机技术的结合，以三维立体的方式来进行项目设计并指导施工、维护运营的新技术[1]。BIM模型以三维形式表达它的几何属性， BIM模型的各构件的非几何属性信息也被包含在模型内。BIM中的信息贯穿于建筑的整个生命周期，设计阶段的BIM可以使用到施工阶段，对施工情况进行检查，另一方面施工阶段的改动可以在BIM模型进行修改，BIM同步于施工的结果。BIM无论是几何属性还是非几何属性，对于建筑在竣工后的运维阶段都是重要的信息。BIM应用于运维阶段将给建筑的使用者和经营者带来极大的收益和回报。董政民[2]介绍了将BIM技术应用于上海浦东国际机场T1航站楼运营维护，开发的运维管理系统实现了对于航站楼空间信息查询、租务管理、设施信息管理和制定设施维护计划等功能，提高了浦东国际机场T1航站楼运营维护的效率、安全性，降低了维护的成本。纪博雅等[3]结合BIM技术在奥运村项目运营管理中的应用，得出结论：BIM技术在运营管理中在数据存储借鉴、便捷信息表达、设备维护高效、物流信息丰富、数据关联同步等有很大优势。

相关学者的研究成果展示出BIM在建筑运维阶段的优势，将设计、施工阶段日趋丰满的BIM融入到建筑智能管理系统（IBMS）应用于建筑运维阶段将发挥其更大的优势。

2 BIM技术结合IBMS用于建筑运维

现代大型建筑的建设要经历规划、设计、建造和运营维护四个阶段，而BIM技术可贯穿于整个过程，且BIM模型自身和其携带的信息在不断动态更新,也就是说BIM中的信息在建筑从规划到运维阶段具有延续性和一致性[6]。

2.1从建筑的四个阶段来看BIM中信息的变化

(1) 项目前期：在业主方，项目提出后限于书面文字不免抽象而不实际，采用BIM技术，可实现对项目的初步规划，对规划方案进行预演、对项目实施的场地情况进行分析、对建筑建成后的各项性能进行预测和成本估算[5]；另外规划方案可能不止一个，利用BIM模型对几个方案进行比对分析，选出最优的一个方案，作为项目的基本雏形来支持后续工作的开展。此阶段确定项目实施进度，在BIM中建立数据规则，连同建筑性能数据分析结果可作为建筑设计和施工阶段的依据。

(2) 设计阶段：这一阶段主要是建筑的设计方开展工作。BIM技术在这一阶段的应用表现为，建筑模型三维可视化设计、建筑体及其内部构件的各个设计方协同设计、建筑性能化设计、管线综合布线设计等。BIM模型的信息丰富起来，从小的管线节点到大的建筑幕墙，它们的尺寸、位置、颜色及可能的材质等信息作为属性进入模型中存储下来；在这个阶段，建筑施工的工程量也被大致统计出来。

(3) 施工阶段相比于前两个阶段，项目的施工阶段历时较长，对BIM技术应用也从设计方转移到项目施工方与监理方。施工方按照设计阶段的方案进行施工，并将实际施工结果与设计阶段的BIM进行比对，以控制施工结果与设计相符；施工过程中建筑构件的材料信息录入到BIM模型关联的数据库中，包括采购时间、供应商信息等，方便建筑在运营维护阶段对物料的追踪。监督方承担对建筑建设施工的监督和管理，把好施工过程中的质量和进度关，利用二维图纸查看施工是否符合设计方案既抽象又难于理解，而依靠BIM模型可以直观地对施工情况与设计方案进行对比，一定程度上降低了监理人员检查施工情况的工作难度，提高了工作效率。

可见，一方面应用BIM技术为建筑建设施工的正常进行提供了依据；另一方面，项目在实施过程中 ，可能因为一些不可控因素（如施工环境、建筑布局等）而发生变更，施工不能按设计方案开展，设计阶段的BIM模型结果就要根据实际的情况进行修改调整，监理方可以依据更新的BIM模型协调各方进行下一步施工。建筑BIM模型自身在施工阶段信息得到补充，愈加完备。

(4) 运维阶段：建筑的运维管理范畴包括五个方面：空间管理、资产管理、维护管理、公共安全管理、能耗管理[7]。运维阶段在整个建筑生命周期所占的时间比例最大。从前三个阶段到建筑的运维阶段，BIM集成了建筑的三维几何信息、构件的位置与尺寸等参数信息、管线的布局、建筑的材料信息、基本设备的生产厂家信息等等。建筑的使用者利用建筑空间开展业务，空间管理自然离不开“面积”和“位置”，这两个信息在建筑竣工后的BIM模型中有现成的数据可供使用；资产管理，对建筑来说，一般指固定资产，所有的固定资产都是基于“位置”的[8]，BIM模型中有这些固定资产的位置，在哪一楼层，那一房间都是三维可视化显示；BIM模型中的建筑构件和基本设施的使用期限、生产厂家等信息可查阅，为建筑运营期间设施的维护提供一个参考； 用BIM模型可以直观地找到应急设施和安全出口的位置，基于BIM模型可以进行应急方案模拟；BIM模型中关联各种能耗设备的探测器，可以直观地了解到“有位置”的能耗的情况。同时，空间管理中的建筑物局部改造、资产的调整搬移、设施的维护更换、安全应急方案的拟定、能耗的调查与能耗设备的调整又反作用于BIM模型，其几何信息与非几何属性信息得到修改完善。

2.2 IBMS集成BIM

随着科技的进步，我国的信息化、智能化也发展起来，IBMS系统成为现代建筑运营管理的一个利器。 IBMS (Intelligent Building Management System, 智能建筑管理系统) 是通过统一的软件平台对建筑物内的设备进行自动控制和管理[9]，。如实现对建筑内的空调、给排水、供电设备、防火等设备进行综合监控和管理，为建筑的高效、节能管理提供辅助决策手段，使建筑处于高效率、低能耗正常运营的状态，使建筑使用者的工作环境更为安全和舒适

IBMS主要包括楼宇自控系统（BAS）、消防系统、视频监控系统（CCTV）、停车库系统、门禁系统等子系统。针对IBMS中的子系统的运行方式，可以对建筑竣工的BIM模型进行进一步挖掘应用。

(1) BIM用于空间定位：楼宇自控系统包括了照明系统、空调系统等。相关设备设施在BIM模型中以三维模型的形式表现，从中可以直观地查看其分布的位置，使建筑使用者或业主对于这些设施设备的定位管理成为可能。消防系统的消防栓安放位置、视频监控摄像头等的位置、停车库的出入口、门禁的位置等，在BIM这一三维电子地图中以点位反映给这些信息的关注者，以往的“问路”式管理方法依靠于有经验的工作者对建筑物中设备和设施的熟悉程度，位置找不到就去问他们；而今在融合了BIM的IBMS系统中可以一览详情。

(2) BIM用于设备维护：BIM模型的非几何信息在施工过程中不断得到补充，竣工后集成到IBMS系统的数据库中，相关设备的信息如生产日期、生产厂商、可使用年限等都可以查询到，不需要花额外的时间对设备的原始资料与采购合同进行翻找（有时可能找不到），为设备的定期维护和更换提供依据；另外设备的大小、体积及放置信息作为模型的关联信息也存储在模型数据库中，在对建筑物进行IBMS相关子系统的改造中，不用进行多次的现场勘查和，依据BIM中这些信息就可制定实施方案。

(3) BIM模型用于灾害疏散：现代建筑物的功能多，结构相应复杂。建筑内部突发灾害时，及时采取有效的措施能减少人员伤亡，降低经济损失。BIM模型汇集了建筑施工过程的信息，包括安全出入口的位置，建筑内各个部分的连通性，应对突发事件的应急设施设备所在等。因此当建筑内部突发灾害，BIM模型协同IBMS的其他子系统为人员疏散提供及时有效的信息[7]。BIM模型的三维可视化特点，及BIM模型的中建筑结构和构件的关联信息可以作为人员疏散路线的制定提供依据，保证在有限的时间内快速疏散人员。如火灾时，IBMS的消防系统可以发挥作用，BIM模型的“空间定位”特性可以提供消防设备的对应位置，建筑的自控系统可以根据BIM模型定位灾害地点的安全出口，以引导人员逃生。

(4) BIM信息用于能耗管理：在建筑内的现场设备是IBMS的各个子系统的信息源，包括各类传感器、探测器、仪表等。从这些设备获取的能耗数据（水、电、燃气等），依靠BIM模型可按照区域进行统计分析，更直观地发现能耗数据异常区域，管理人员有针对性地对异常区域进行检查，发现可能的事故隐患或者调整能源设备的运行参数，以达到排除故障、降低能耗维持建筑的业务正常运行的目的。

3 结语

BIM模型的三维表达形式在建筑的整个生命周期中都发挥着重要作用，同时BIM在建筑全生命周期中的各个阶段不断更新，其中的信息是延续和一致的；BIM模型的丰富信息不能因项目竣工交付使用而戛然而止，信息的生命可以延续到后期建筑的运营阶段。以BIM模型融入到建筑智能化发展的建筑智能管理系统中，实现设备定位管理、设备维护信息查看、突发灾害的人员疏散及能耗的统计分析等，是对BIM技术的一个升级应用，显示出BIM技术在建筑全生命周期的活力。BIM模型中的信息丰富必然存在着数据量大的问题，在众多数据中提取出有用的数据应用于建筑的运维管理也是一项艰巨的任务，需要具有相关专业知识的人员配合提取出BIM中的有用信息。本文对BIM融合入IBMS(智能建筑管理系统)进行建筑运维管理做了简要的分析， BIM在建筑运维阶段的应用还有待在后续研究中做进一步挖掘。

本文的课题支撑：世博园区后续低碳、绿色、节能综合开发与改造研究（课题编号：11dz1201502）

参考文献：

[1] 苏小超,蔡浩,郭东军,奉祁林.BIM技术在城市地下空间开发中的应用[J].解放军理工大学学报,2014,3(15):219-224.

[2]董政民,BIM技术在航站楼运维管理中的应用——以浦东国际机场T1航站楼为例[J].建筑经济,2013,9:91-93.

[3]纪博雅,戚振强,金占勇. B I M 技术在建筑运营管理中的应用研究[J].北京建筑工程学院学报,2014,3,1(30),68-72,82.

[4] 高镝.BIM技术在长效住宅设计运维中的应用研究[J].山西建筑,2014,3,7(40):3-4.

[5]刘占省,王泽强,张桐瑞, 徐瑞龙.B I M技术全寿命周期一体化应用研究[J].施工技术,2013,18(42):91-95.

[6]张赟.从BIM的角度思考建筑全生命周期的能耗管理[J].绿色建筑,2012,4:29-30,34.

[7]汪再军. BIM技术在建筑运维管理中的应用[J].建筑经济,2013,9:95-97.

[8]何关培.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:128.

[9]屈芳,黄术东.智能楼宇管理系统设计研究[J].电子信息科学与技术,2013,15:32-33.

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