BIM+VR的建筑设备运维管理目标实现与对策分析

周 静，许 骏、2，叶伟阳

(1.长春工程学院，长春 130012；2.长白山历史文化与VR技术重构吉林省重点实验室，长春 130012)

一、基于BIM+VR的建筑设备管理必要性

随着建筑产品功能不断更新迭代，建筑设备体量愈加庞大，专业系统愈加复杂，各专业设备相互影响、相互制约。建筑设备运维管理难度逐渐增加，传统依靠人力管理设备还只停留在维修的层面，设备管理技术较为落后，较多的依靠人工管理。[1]缺少系统全面的管理方法，缺少科学高效的技术支持。很难实现建筑设备运维管理目标。BIM集成建筑的全部数据信息，VR技术可以将这些数据信息以全新的方式呈现。[2]BIM模型和VR模型相融合，形成完美的互补，从建筑设备的空间关系到建筑设备的数据化信息，从整体到细节，给予全部客观真实的展现。让建筑设备运维管理拥有更全面的数据，更高效的运算能力，更精准的运维报告，从而实现建筑设备运维管理目标：

(1)设备安全运行管理；

(2)设备高效运行管理；

(3)设备节能运行管理。

二、BIM+VR的建筑设备运维管理平台搭建

(一)BIM模型的验证与集成

设计及施工阶段建立起来的BIM信息模型已经包含了80%的项目信息，此时的BIM信息模型需要进行运维信息的添加，完成BIM运维模型的信息集成，并对信息集成的竣工模型进行最终的验证。汇总设备的厂家信息、性能、功能及尺寸等基本信息。对信息的完整性和精准度进行审查，包括工程建设期的设计变更、洽商等。最后对建筑信息模型的集成效果进行检测，运用专业软件进行模拟演练。

(二)BIM模型的处理要点

BIM模型中集合每个构件的信息，每个构件的分解单元材质属性都与现实相符，三维效果及VR展示平台都以材料名称对外部模型进行识别和读取，为了保证三维效果及VR平台中模型的可编辑性，需要BIM模型中的每个构件与现实材质相对应。由于VR平台的处理效率与运行效率受模型面数影响较大，需要在BIM模型中尽量优化并降低曲面构件数量，在基于第三方插件导出时，尽量自动优化垂直物体。

(三)BIM模型与VR模型的转换

BIM模型与VR模型的结合使用之初，需要利用第三方格式模型的传递与读取，常见的第三方中间格式模型有IFC、DAE、OBJ等。由于软件的兼容性不同，在第三方软件的读取和传递过程中会造成部分数据的丢失和出错。随着BIM+VR技术的应用与发展，目前有一部分软件可以直接将BIM模型一键加载其中，如表1所示，进行材质场景效果编辑，然后一键启动VR系统。实现BIM+VR模型的无缝对接转换。

表1 BIM+VR集成软件平台

三、基于BIM+VR模型实现建筑设备管理目标的对策分析

(一)建筑设备安全运行目标实现对策

1.BIM报警与应急协调管理

传统建筑设备故障发现流程是设备故障致使的建筑环境破坏反馈至建筑内环境中的使用者，如夏季制冷设施故障，建筑内环境中的客户感受到环境温度升高带来的不适会致使其无法正常工作与生活，此时由建筑环境的使用者反馈(报修)至设备管理人员，才能对设备故障进行查看、故障排查与故障解决。这一过程使得设备管理人员错失了故障维修与安全恢复的有效时间。基于BIM的设备运维管理平台将全专业所有设备的运行状态集成在模型中，一旦设备出现问题会有声音报警与灯光闪烁报警，同步编辑短信第一时间发送至建筑设备运维管理人员的手机终端，保证设备故障第一时间发现。从BIM模型中可以看到设备发生状况的内部信息，对设备故障发生的原因有清晰的认知和处理决策方案，BIM应急协调管理平台会给出故障相关解决建议，这使得设备管理人员可以通过缩短故障发现时间，提高故障处理效率来实现设备安全运行管理目标。

2.VR紧急事件模拟演练

基于BIM模型转换的VR模型彼此信息互通，VR模型以其沉浸式的体验感，为紧急事件的模拟演练提供逼真的虚拟环境体验，在现实虚拟环境中进行紧急事件模拟的演练可以验证紧急事件应对方案的有效性。设备运维管理人员利用VR模型的终端漫游设备，切身地体验紧急事件发生时的环境状况与逃跑路线，验证紧急事件的逃生路线是否为最有效的方案路线以及紧急情况下周围环境的变化。不仅会提高人们的安全意识，也为紧急预案的编制提供了有效的方案支持。运用好各类智能技术、智能设备，不断提高人的本质安全性是解决安全问题的关键所在。[3]

(二)建筑设备高效运行目标实现对策

1.设备信息的集成与可视管理

BIM信息模型集成了全专业设备的信息，由于现如今的设备种类繁多，并且相互交错影响，建筑设备的信息存储对于传统运维管理是一个不可攻克的难题。但由于BIM模型的出现，利用相关设备传感器的安装与模型的集成，将设备信息可视化体现在管理平台中。模型对于设备运维阶段的信息管理不仅体现在集成和可视化方面，更具管理及使用价值的是基于BIM技术的设备信息的查询与调用。传统的设备管理无从得知历史某个时间设备运行的状态，也不能实现对设备的实时监测与管控，因此无法实现设备的高效全过程管理。VR的虚拟现实环境中可以点击设备的运行状态触点得知设备的运行信息，可以点击设备信息管理触点查看详细的设备信息，将设备信息全方位地展现在人们面前。

2.设备设施运行监测与隐蔽管线管理

人工对设备设施进行的监管需要大量的人力，而且监测管理效果影响因素众多且不可控，对设备设施无法实现真正的监管。只停留在“头痛医头，脚痛医脚”的管理状态，只要设备运行，就定论为设备正常。BIM模型的管理平台不仅可以实时查看每台设备的运行状态，也能对设备运行的相关数据指标进行读取、分析，得出设备运行分析报告，为设备运行状态调整提供理论支持和决策依据。从而实现设备高效运行。

由于设备体量的不断增加、设备复杂性的不断增加，设备管线也在隐蔽的安装空间内交错密集地排布。传统设备管理人员对隐蔽管线只能通过二维图纸进行查看，CAD二维图纸中各专业独立成图，无法将各专业的管线关联在同一画面上，为建筑设备故障分析设置了巨大的阻碍。在VR模型中，设备管理人员带上终端头盔显示设备即可查看现实中无法查看的全专业的管线综合图，这对管理人员排查设备故障和维修设备故障提供了高效的工作路径。

(三)建筑设备节能运行目标实现对策

目前设备能源浪费严重，而且人们缺少节约能源的意识，空调温度偏低、电梯空载的现象普遍存在。运维管理人员监管不精细，管理模式单一，无法有效地对能源效率进行调节和管控。基于BIM的信息管理模型对不同设备、不同分区、不同时间进行能耗统计，将日常的能耗记录数据进行统计、分析，实施科学量化的管理。并结合设备运行方案进行有效的调整和优化，实现设备能耗节约的管理目标。

四、结语

BIM+VR技术不仅是运维阶段重要有效的管理工具，也是前期工程设计、工程施工成果价值的延伸。BIM和VR技术的出现和结合，使得工程数据信息的管理思路有方向性的转变，同时利用先进的管理手段和技术支持可以解决传统工程数据信息管理的弊端，大大增加运维阶段的管理效率。但BIM+VR技术结合的应用价值实现还需相关各方协同配合，从技术、人才与政策角度全方位地助力BIM+VR技术的应用发展。软件开发人员优化BIM+VR平台的兼容性，更快、更精准、更便捷地实现两种信息模型的转换，提供技术支持。软件应用企业加大相关信息技术管理的复合型人才培养力度，提供人才支持。国家和政府制定本土化的政策和标准，规范技术的市场化应用，提供政策支持，实现BIM+VR技术的最大经济效益。