周 靜，許 駿、2，葉偉陽

(1.長春工程學(xué)院，長春 130012；2.長白山歷史文化與VR技術(shù)重構(gòu)吉林省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長春 130012)

一、基于BIM+VR的建筑設(shè)備管理必要性

隨著建筑產(chǎn)品功能不斷更新迭代，建筑設(shè)備體量愈加龐大，專業(yè)系統(tǒng)愈加復(fù)雜，各專業(yè)設(shè)備相互影響、相互制約。建筑設(shè)備運(yùn)維管理難度逐漸增加，傳統(tǒng)依靠人力管理設(shè)備還只停留在維修的層面，設(shè)備管理技術(shù)較為落后，較多的依靠人工管理。[1]缺少系統(tǒng)全面的管理方法，缺少科學(xué)高效的技術(shù)支持。很難實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備運(yùn)維管理目標(biāo)。BIM集成建筑的全部數(shù)據(jù)信息，VR技術(shù)可以將這些數(shù)據(jù)信息以全新的方式呈現(xiàn)。[2]BIM模型和VR模型相融合，形成完美的互補(bǔ)，從建筑設(shè)備的空間關(guān)系到建筑設(shè)備的數(shù)據(jù)化信息，從整體到細(xì)節(jié)，給予全部客觀真實(shí)的展現(xiàn)。讓建筑設(shè)備運(yùn)維管理擁有更全面的數(shù)據(jù)，更高效的運(yùn)算能力，更精準(zhǔn)的運(yùn)維報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備運(yùn)維管理目標(biāo)：

(1)設(shè)備安全運(yùn)行管理；

(2)設(shè)備高效運(yùn)行管理；

(3)設(shè)備節(jié)能運(yùn)行管理。

二、BIM+VR的建筑設(shè)備運(yùn)維管理平臺搭建

(一)BIM模型的驗(yàn)證與集成

設(shè)計(jì)及施工階段建立起來的BIM信息模型已經(jīng)包含了80%的項(xiàng)目信息，此時(shí)的BIM信息模型需要進(jìn)行運(yùn)維信息的添加，完成BIM運(yùn)維模型的信息集成，并對信息集成的竣工模型進(jìn)行最終的驗(yàn)證。匯總設(shè)備的廠家信息、性能、功能及尺寸等基本信息。對信息的完整性和精準(zhǔn)度進(jìn)行審查，包括工程建設(shè)期的設(shè)計(jì)變更、洽商等。最后對建筑信息模型的集成效果進(jìn)行檢測，運(yùn)用專業(yè)軟件進(jìn)行模擬演練。

(二)BIM模型的處理要點(diǎn)

BIM模型中集合每個(gè)構(gòu)件的信息，每個(gè)構(gòu)件的分解單元材質(zhì)屬性都與現(xiàn)實(shí)相符，三維效果及VR展示平臺都以材料名稱對外部模型進(jìn)行識別和讀取，為了保證三維效果及VR平臺中模型的可編輯性，需要BIM模型中的每個(gè)構(gòu)件與現(xiàn)實(shí)材質(zhì)相對應(yīng)。由于VR平臺的處理效率與運(yùn)行效率受模型面數(shù)影響較大，需要在BIM模型中盡量優(yōu)化并降低曲面構(gòu)件數(shù)量，在基于第三方插件導(dǎo)出時(shí)，盡量自動優(yōu)化垂直物體。

(三)BIM模型與VR模型的轉(zhuǎn)換

BIM模型與VR模型的結(jié)合使用之初，需要利用第三方格式模型的傳遞與讀取，常見的第三方中間格式模型有IFC、DAE、OBJ等。由于軟件的兼容性不同，在第三方軟件的讀取和傳遞過程中會造成部分?jǐn)?shù)據(jù)的丟失和出錯(cuò)。隨著BIM+VR技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，目前有一部分軟件可以直接將BIM模型一鍵加載其中，如表1所示，進(jìn)行材質(zhì)場景效果編輯，然后一鍵啟動VR系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)BIM+VR模型的無縫對接轉(zhuǎn)換。

表1 BIM+VR集成軟件平臺

三、基于BIM+VR模型實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備管理目標(biāo)的對策分析

(一)建筑設(shè)備安全運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對策

1.BIM報(bào)警與應(yīng)急協(xié)調(diào)管理

傳統(tǒng)建筑設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)流程是設(shè)備故障致使的建筑環(huán)境破壞反饋至建筑內(nèi)環(huán)境中的使用者，如夏季制冷設(shè)施故障，建筑內(nèi)環(huán)境中的客戶感受到環(huán)境溫度升高帶來的不適會致使其無法正常工作與生活，此時(shí)由建筑環(huán)境的使用者反饋(報(bào)修)至設(shè)備管理人員，才能對設(shè)備故障進(jìn)行查看、故障排查與故障解決。這一過程使得設(shè)備管理人員錯(cuò)失了故障維修與安全恢復(fù)的有效時(shí)間。基于BIM的設(shè)備運(yùn)維管理平臺將全專業(yè)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)集成在模型中，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題會有聲音報(bào)警與燈光閃爍報(bào)警，同步編輯短信第一時(shí)間發(fā)送至建筑設(shè)備運(yùn)維管理人員的手機(jī)終端，保證設(shè)備故障第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)。從BIM模型中可以看到設(shè)備發(fā)生狀況的內(nèi)部信息，對設(shè)備故障發(fā)生的原因有清晰的認(rèn)知和處理決策方案，BIM應(yīng)急協(xié)調(diào)管理平臺會給出故障相關(guān)解決建議，這使得設(shè)備管理人員可以通過縮短故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間，提高故障處理效率來實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全運(yùn)行管理目標(biāo)。

2.VR緊急事件模擬演練

基于BIM模型轉(zhuǎn)換的VR模型彼此信息互通，VR模型以其沉浸式的體驗(yàn)感，為緊急事件的模擬演練提供逼真的虛擬環(huán)境體驗(yàn)，在現(xiàn)實(shí)虛擬環(huán)境中進(jìn)行緊急事件模擬的演練可以驗(yàn)證緊急事件應(yīng)對方案的有效性。設(shè)備運(yùn)維管理人員利用VR模型的終端漫游設(shè)備，切身地體驗(yàn)緊急事件發(fā)生時(shí)的環(huán)境狀況與逃跑路線，驗(yàn)證緊急事件的逃生路線是否為最有效的方案路線以及緊急情況下周圍環(huán)境的變化。不僅會提高人們的安全意識，也為緊急預(yù)案的編制提供了有效的方案支持。運(yùn)用好各類智能技術(shù)、智能設(shè)備，不斷提高人的本質(zhì)安全性是解決安全問題的關(guān)鍵所在。[3]

(二)建筑設(shè)備高效運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對策

1.設(shè)備信息的集成與可視管理

BIM信息模型集成了全專業(yè)設(shè)備的信息，由于現(xiàn)如今的設(shè)備種類繁多，并且相互交錯(cuò)影響，建筑設(shè)備的信息存儲對于傳統(tǒng)運(yùn)維管理是一個(gè)不可攻克的難題。但由于BIM模型的出現(xiàn)，利用相關(guān)設(shè)備傳感器的安裝與模型的集成，將設(shè)備信息可視化體現(xiàn)在管理平臺中。模型對于設(shè)備運(yùn)維階段的信息管理不僅體現(xiàn)在集成和可視化方面，更具管理及使用價(jià)值的是基于BIM技術(shù)的設(shè)備信息的查詢與調(diào)用。傳統(tǒng)的設(shè)備管理無從得知?dú)v史某個(gè)時(shí)間設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，也不能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測與管控，因此無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效全過程管理。VR的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可以點(diǎn)擊設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)觸點(diǎn)得知設(shè)備的運(yùn)行信息，可以點(diǎn)擊設(shè)備信息管理觸點(diǎn)查看詳細(xì)的設(shè)備信息，將設(shè)備信息全方位地展現(xiàn)在人們面前。

2.設(shè)備設(shè)施運(yùn)行監(jiān)測與隱蔽管線管理

人工對設(shè)備設(shè)施進(jìn)行的監(jiān)管需要大量的人力，而且監(jiān)測管理效果影響因素眾多且不可控，對設(shè)備設(shè)施無法實(shí)現(xiàn)真正的監(jiān)管。只停留在“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的管理狀態(tài)，只要設(shè)備運(yùn)行，就定論為設(shè)備正常。BIM模型的管理平臺不僅可以實(shí)時(shí)查看每臺設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，也能對設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行讀取、分析，得出設(shè)備運(yùn)行分析報(bào)告，為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整提供理論支持和決策依據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備高效運(yùn)行。

由于設(shè)備體量的不斷增加、設(shè)備復(fù)雜性的不斷增加，設(shè)備管線也在隱蔽的安裝空間內(nèi)交錯(cuò)密集地排布。傳統(tǒng)設(shè)備管理人員對隱蔽管線只能通過二維圖紙進(jìn)行查看，CAD二維圖紙中各專業(yè)獨(dú)立成圖，無法將各專業(yè)的管線關(guān)聯(lián)在同一畫面上，為建筑設(shè)備故障分析設(shè)置了巨大的阻礙。在VR模型中，設(shè)備管理人員帶上終端頭盔顯示設(shè)備即可查看現(xiàn)實(shí)中無法查看的全專業(yè)的管線綜合圖，這對管理人員排查設(shè)備故障和維修設(shè)備故障提供了高效的工作路徑。

(三)建筑設(shè)備節(jié)能運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)對策

目前設(shè)備能源浪費(fèi)嚴(yán)重，而且人們?nèi)鄙俟?jié)約能源的意識，空調(diào)溫度偏低、電梯空載的現(xiàn)象普遍存在。運(yùn)維管理人員監(jiān)管不精細(xì)，管理模式單一，無法有效地對能源效率進(jìn)行調(diào)節(jié)和管控?；贐IM的信息管理模型對不同設(shè)備、不同分區(qū)、不同時(shí)間進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)，將日常的能耗記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)施科學(xué)量化的管理。并結(jié)合設(shè)備運(yùn)行方案進(jìn)行有效的調(diào)整和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備能耗節(jié)約的管理目標(biāo)。

四、結(jié)語

BIM+VR技術(shù)不僅是運(yùn)維階段重要有效的管理工具，也是前期工程設(shè)計(jì)、工程施工成果價(jià)值的延伸。BIM和VR技術(shù)的出現(xiàn)和結(jié)合，使得工程數(shù)據(jù)信息的管理思路有方向性的轉(zhuǎn)變，同時(shí)利用先進(jìn)的管理手段和技術(shù)支持可以解決傳統(tǒng)工程數(shù)據(jù)信息管理的弊端，大大增加運(yùn)維階段的管理效率。但BIM+VR技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用價(jià)值實(shí)現(xiàn)還需相關(guān)各方協(xié)同配合，從技術(shù)、人才與政策角度全方位地助力BIM+VR技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。軟件開發(fā)人員優(yōu)化BIM+VR平臺的兼容性，更快、更精準(zhǔn)、更便捷地實(shí)現(xiàn)兩種信息模型的轉(zhuǎn)換，提供技術(shù)支持。軟件應(yīng)用企業(yè)加大相關(guān)信息技術(shù)管理的復(fù)合型人才培養(yǎng)力度，提供人才支持。國家和政府制定本土化的政策和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范技術(shù)的市場化應(yīng)用，提供政策支持，實(shí)現(xiàn)BIM+VR技術(shù)的最大經(jīng)濟(jì)效益。