BIM技术在绿色运维中的应用研究

梁雪婷 胡利超 刘庭祯

【摘要】实现绿色运维是以建筑能有最长健康运营时间为最终目标。注重前期规划、设计以及施工阶段应该考虑的技术策略，通过BIM技术串联起这三个阶段的实时数据，并将任务分解到运维阶段对应的各个方面。以BIM技术的功能优势进行设计、管控运维全过程，将绿色理念、可持续发展贯彻于建筑运维阶段，最终实现建筑绿色运维项目落地。

【关键词】BIM;绿色运维;建筑可持续化;物联网;绿色建筑

【中图分类号】TU71

【文献标识码】A

建筑可持续发展理念备受关注，绿色节能技术已在众多建筑项目中得以应用。在运维阶段，基于BIM技术的绿色节能技术能够快速、有效地整合信息数据，进行空间定位，帮助维护人员更加直观、方便地进行专项运维管理，并在物联网远程监控下，在系统中进行实时监控，以便对各项设备设施的适用状态提前作出分析与判断，及时运维，最大程度地节省时间，避免人力、物力资源的浪费。由此可见，基于BIM技术，促成绿色运维的实现有利于推广建筑可持续发展理念，也是促进当前绿色建筑设计的重要逆向动力。

1 传统运维方式的不足

1.1 传统运维缺乏创新性

当前， “低碳”、“环保”、“节能”已经成为热词。为实现建筑的低耗能以及可持续发展，在运维阶段上需要更多的资金、技术等投入，而传统的运维管理仅是单纯保证建筑在使用过程中的顺利进行，并未通过技术以及管理的创新方法去实现绿色运维，从而提高建筑在绿色经济上的竞争力。

1.2 传统运维具有滞后性

建成后的建筑物会涉及到多方面的构件系统，在各个部位内部系统中都包含着大量的设备和管线。传统的运维方式会从这些系统构件在使用过程中的状态人手，到特定的维修期才进行相应的检查与更换。假定某个设备在使用过程中出现问题，从问题出现至特定维修期的这一时间段，设备必定会经过一定的损耗，其中能源也有一定的损失，这是整个运维过程中极大的资源浪费。

针对传统运维方式的能源流失与处理滞后性，采用BIM技术可以得到有效处理，在数据整合、定位分析以及可视化等优势条件下，有力地把绿色观念贯彻于建筑运维阶段中。

2 BIM技术在绿色运维上的价值

2.1 数据信息的高效使用

在项目竣工后，将设计、施工过程中的工程信息纳入BIM模型中，再将此BIM模型转交给在运维阶段进行管理的单位或者第三方，为后期运维提供数据支持。

运维过程中很重要的是各种应急处理，与传统运维方式不同，基于BIM技术将实时监控与及时维护结合，力求快速有效的解决方案。这里以消防事件为例，在某个公共建筑使用过程中发生了火灾事故，在这种紧急情况下，整个救援时间要控制在最短。消防人员利用BIM技术模型，可以从信息系统中提取到此建筑的结构、设施设备信息，减少盲区，从而在最短时间内精确定位到火灾发生的源头和详细位置。并且可了解到火灾发生部位具体所使用的构件材料，有针对性地完成灭火任务。整个过程中减少了不必要的人力、物力资源浪费，从而利用BIM模型信息库采取最经济且有效的应急处理方式。

2.2 能源消耗最小化

绿色理念贯彻下，BIM技术能进行的工作也在节能、环保以及可持续方面有极大的体现，这三者是当代人热衷的生活方式理念。

利用BIM技术，根据数据信息的整合形成能耗季度制度，在BIM模型下的能耗管理系统，可以实现将建筑内部信息分解为若干部分，并将每一部分的用能情况纳入监控和管理之下，反馈用户在一定时间内的能源用量情况。在每季度均收集并整理能耗情况，定期在所得数据中进行分析，对发现的异常现象迅速查找原因，制定相应的措施。

2.2.1用水资源最优化。利用BIM技术，可以实现水资源的高效利用。雨季，通过调整和处理雨水收集系统.增大雨水收集量，确保雨水回收利用率。在长期的操作中，雨水收集系统在建筑中可以发挥很好的节能作用。

而对污水处理的管控以发展成中水系统，将产生的污水、废水进行集中管理，再将检测后可二次使用的水进行处理，处理后的水资源便可以引入中水系统储备，而整个中水系统在BIM模型下可实时分配。这里水资源大体可分为两部分使用，一是在居民建筑中，分配用于居民日常清洁用水，二是在公共建筑中的公共景观用水、城市绿化灌溉和道路洒水等，以此缓解目前水资源紧缺的现状，中水系统的应用和发展是城市建筑行业给排水系统未来的发展趋势。

基于BIM技术，雨水收集系统和中水系统的结合有力地缓解了水资源紧缺压力，在当代绿色建筑行业和绿色生活理念中均有一定的推进价值。

2.2.2电力资源节能化。在BIM技术下，将所有的光照数据集中在一起，以所设置的数据与实时所处环境的光照数据相比较，对控制区域的照度进行调节，对人体光照舒适度达到最大程度的优化。

采用数字模拟与中央处理器相结合的方式，用数字模拟生成信息，再由中央处理器依据采光模拟的照度值判断是否需要对设备照度进行调整。通过比较两者的比值，计算出设备的发光调节值，使建筑的照明设备光值度保持在发光调节值范围内，从而完成对照明设备发光亮度的自动调节。例如，迪拜的绝大多建筑充分利于了BIM技术的优势，建筑表面与太阳光照收集器呈一定的角度，与BIM数据的收集相结合，调整到照明设备的最佳使用状态，让自然光照得到充分利用，从而最大程度地降低照明以及供暖设备的成本支出。

这样的管理可以满足用户在节能方面的绿色生活理念以及在舒适度上的要求。同时，在很大程度上给相关管理部门也减轻大量工作，从而在运营维护过程中最大程度地实现资源节约和成本控制。

3 BIM结合物联网对可持续理念的促进

3.1 BIM与物联网结合实现远程监控

在BIM技术可视化功能的基础上，结合物联网技术可实现对建筑运营阶段的远程监控。加强运维阶段对建筑的监控，使物联网和建筑之間实现互动，在设备、物资等管理方面实现数据的实时采集、远程传输、集中管理，从而将建筑内部的数据信息集中到统一的服务平台上进行集中管理。

利用3D监控地图，将建筑内部的所有设备等信息纳入系统中，在设备使用前便可以对任意的设备状态进行查看。例如门、灯光等设备在使用过程中也无需采用大量人员到现场具体查看，打开BIM监控地图便可以实现对设备的远程监控。实时了解到建筑内部设备的运行状态，能够及时检查到设备是否正常运行，让设备的损害最小化。可见，在BIM技术与物联网的配合下，能够将建筑的基本信息得到实时掌控，远程监控下对设备和管理的把控，对延长建筑使用寿命有极大的帮助。

3.2异常报警的协同性

利用BIM技术的信息整合与数据计算功能，将建筑内部的水、电等基础设施使用状态与物联网结合。若基础设施的使用出现异常状态，便和已保存的正常信息进行对比，查看是否运行出错从而判断是否需要触动报警装置。在漏水状态和电力异常时，会造成资源的极大浪费。例如，在有着巨大资源消耗的校园区，利用传感技术、网络数据传输及数据库技术把控资源状态，在保证校园正常运营的情况下，使建立校园节能监管平台具有可行性。

无论是远程控制还是协同报警，都是对建筑本身和资源使用的极大保护。BIM技术与物联网的配合从建筑本身的使用以及设备的状态把控上出发，以实现绿色运维为最终目标。

4 BIM下绿色运维与绿色建筑的相互推进

首先考虑绿色运维的目标，逆向构思设计阶段和施工阶段的工作，使得BIM技术在建筑全生命周期都能为绿色运维服务。绿色建筑的发展是时代的趋势，越来越多的国家在绿色建筑的发展上加快步伐以实现建筑行业的可持续发展理念。

4.1 绿色运维逆向促使绿色建筑的发展

基于绿色运维的最终目的，建筑在设计阶段不得不把绿色发展理念提前考虑进去。将实现绿色运维所需完成的任务分解到建筑项目每一部分中，使设计人员在建造初期就对设计思路、产品组成做出相应的规划。在这样的规划下使绿色运维与建筑前期设计以及施工阶段有着更完美的匹配。基于BIM技术，这样倒推式的建造与设计可以使建筑技术人员对设计思路和建筑设施、设备等方面的建设有着更明确和高效的应对方法，以加强绿色建筑的完备性与实用性。

4.2 绿色建筑基于BIM技术的最终目的

绿色建筑的发展是为促进使用者的体验和环境保护相协调，因此，可理解为绿色建筑的最终目的是能在运维阶段实现更好的可持续发展。BIM技术在绿色建筑中的使用使得建筑相关信息更集中明了、管理高效，而对绿色建筑的设计遵循合理性和节能性的要求，最终能在保证用户舒适度的前提下实现对运维的绿色化发展。

5 结语

将BIM技术高效合理地应用于绿色运维中，对于提高运维效率，延长建筑使用寿命，推进可持续发展极其重要。BIM技术凭借其在绿色运维中的优势，与绿色建筑的互相促进，终将成为未来绿色运维趋势下不可或缺的重要技术。

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[作者简介]梁雪婷（1990-）.女，四川遂寧人，助教，硕士，研究方向：城乡规划设计，旧城改造与城市更新，BIM技术等。