建筑未来十年发展趋势:"BIM +智慧工地“

说起建筑工地,你会想到什么样的场景?
高高的脚手架
杂乱堆放的建筑材料钢筋水泥的空地
漫天飞扬的尘土
似乎建筑施工已经被定义为纯粹的体力活 ↓

(文末获取电子版案例)

建筑未来十年发展趋势:"BIM +智慧工地“

不会吧!不会吧!

都2021年了,你还没见过集物联网、云计算、大数据和BIM全生命周期等新一代信息技术于一身的智能化施工现场吗?

”牛X“俩个字,我只说一遍!

反正只从接触这个行业,我多多少少有点想去工地”指挥江山“,要不是老大实在舍不得我,或许现在我已经是拿着平板,俯瞰建筑工地,云监控施工进度了!

时不时快速修改下图纸,在大家羡慕惊艳的注视下,深藏功与名!

建筑未来十年发展趋势:"BIM +智慧工地“

想想都开心!

近些年BIM技术在工程建设领域掀起了一场技术变革,越来越多的项目开始采用该技术。目前随着我国建设项目规模不断扩大、技术难度持续增加,传统的设计、施工摸式已经不能适应新时代我国经济社会发展的步伐

此时BIM技术的产生与推广正好契合了建筑产业时代发展的新要求。因此,采用BIM技术对传统的项目实施模式进行改进,提升项目的综合效益是有其积极意义的

智慧工地建设相关政策

目前,我国智慧工地建设尚处于起步阶段,国家层面的规范制度体系尚未完全形成。

住房和城乡建设部于2016年8月发布了《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》,其中明确指出施工企业要加强信息化基础设施建设,可采用私有云、公有云或混合云等方式建立满足企业多层级管理需求的数据中心。

不仅如此,纲要还要求施工企业在施工现场建设必要互联网基础设施,同时大力推广使用无线网络及移动终端,通过项目现场与企业管理的互联互通达到强化信息安全,完善信息化运维管理体系,保障设施及系统稳定可靠运行的目标。各地方政府对于智慧工地建设的推进也在有条不紊地展开。

总体来看,重庆市在这一方面走在了全国的前列。2017年8月,重庆市城乡建设委员会印发《“智慧工地”建设工作方案》,成立以市城建委领导的“智慧工地”建设工作领导小组,统筹推进“智慧工地”建设工作。方案中明确将整体的建设工作分为三个阶段开展:

第一阶段(即日起至2017年12月),该阶段主要工作内容包含相关技术标准的研究、信息管理平台建设、以及“智慧工地”试点打造;要求在全市范围内打造至少200个“智慧工地”。

第二阶段(2018年1月-2018年12月),主要工作内容为颁布实施《重庆市“智慧工地”建设技术标准》,同时完成市城乡建委“智慧工地”信息管理平台中相关子系统的建设工作以及“智慧工地”逐步椎广工作,实现主城九区、两江新区、经开区、新高区建筑面积2万m²以上的房屋建筑工程和造价2千万以上的市政基础设施工程均打造为“智慧工地”。

第三阶段(2019年1月-2019年12月),主要目标为市城乡建委“智慧工地”信息管理平台全面建成运行以及“智慧工地”全面建设。

此外,作为全国唯一一个被住建部和科技部同时批准成立的智慧城市试点城市一武汉在智慧工地建设推广过程中也不遗余力。

早在2015年8月,武汉市委办公厅就印发了《关于推进“互联网+”产业创新工程的实施意见》,其中明确指出,积极推动新一代信息技术在建筑建造领域的深度融合,支持利用互联网和云计算整合设计资源,支持“智慧工地”建设,利用新一代信息技术保障施工安全,提高监管效率。

同时,该实施意见中还提出采取“政府主导+行业推广+企业推进”的模式,大力推广江岸区“智慧工地”试点示范应用的相关经验,通过在施工现场布设视频监控、射频识别等感应设备,采取无线与有线相结合的方式建设施工物联网,实时将图像、粉尘、嗓音、塔吊运行、人员出入和管理等工地重要信息传输到监管平台,并具备预警和应急处置功能,实行建设、安监、城管、环保、消防等多部门全方位协同监管,有效支撑安全生产,降低监管成本。

BIM 技术在医疗建筑智慧运维系统的实践 

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项目介绍 

上海市东方医院新楼扩建工程位于陆家嘴地区,总建筑面积 83161.97m²,包括地上24 层、地下 2 层,主要服务于重大保障和高端医疗,建成后将增加床位 500 张。 

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背景概述 

医院建筑机电设备复杂,包括通风空调、变配电系统、给排水系统、医用气体系统、污水处理系统以及楼宇自控系统等。并且,医院建筑需要不间断管理,运维管理压力大。

目前使用的 BA、维护维修系统、空间管理系统等相互独立,不能针对医疗服务需求将建筑本体和运维管理信息有机融合,不便于中、高层管理者的快速决策,运维管理效率低。传统扁平化、台账式管理模型非常不直观,难以对大量的数据信息进行监控和分析决策

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基于 BIM 的医院建筑智慧运维技术 

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基于 BIM 的医院建筑智慧运维技术的总体技术框架如图 1 所示,具体包括以下关键研究内容。 

1、面向运维的医院建筑 BIM 构建方法 

建立面向运维管理的医院建筑各阶段 BIM 建模要求,梳理空间、资产、机电系统和设备的属性信息动态创建、交付和集成要求,形成医院建筑运维模型交付标准,为智慧运维提供模型基础。 

2、跨系统的建筑运维异构信息集成与存储技术 

综合应用关系与非关系数据库技术,研究 BIM 与资产管理系统、报修服务系统、BA、医用气体监控系统等的信息集成方法,解决模型更新时 BIM 与异构运维信息的自动关联等难点问题。 

3、基于 BIM 的医院建筑可视化运维管理技术 

研究基于 BIM 的空间布局和功能分布展示、机电系统上下游逻辑结构自动提取、设备实时运行状态与预警信息推送等可视化管理技术,以辅助综合运维管理与快速决策。 

4、基于 BIM 和人工智能的智慧运维技术 

研究基于物联网和 BIM 的数据挖掘技术,为运维服务主动推送医院不同类型房间的设备信息、维修历史和运维需求。应用神经网络等人工智能算法,研究重大设备的性能分析、评价和预警策略,辅助提前发现设备潜在故障,制订设备维护计划。 

5、基于 BIM 的医院建筑智慧运维管理系统研发与应用示范 

开发基于 BIM 的医院建筑智慧运维管理系统,包括建筑信息管理、空间管理、机电设备管理、维修服务中心、视频安防管理以及综合决策分析模块,支持可视化、集成化、主动式运维管理,并在东方医院改扩建工程中进行应用示范。 

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智慧运维系统

BIM 模型是建筑智慧运维系统最重要的数据来源,因此 BIM 运维模型构建方式十分重要。在东方医院新楼建设阶段,本项目使用 Revit 软件创建建筑、结构、机电安装、视频监控、电梯、精装饰、医用气体、污水处理等各专业的 BIM 运维模型。

然后在此基础上,添加初始的空间分配、维护维修计划和流程、BA 监测和视频信号等信息,最终形成 BIM 运维模型,具体建模技术路线如图所示。

建筑未来十年发展趋势:"BIM +智慧工地“

BIM 运维模型主要参照最终版竣工图纸建模,并对机电设备集中的重点部位进行抽样实测实量,根据实际情况对竣工模型修正,保证模型与实物尽可能一致。

对于竣工图纸未表现清楚的地方,需要应用激光点云扫描仪、全站仪等进行实测实量。BIM 运维模型主要以“.rvt”和“.nwd”格式存储。 

BIM 运维模型由 BIM 运维系统的数据库存储,包括模型文件和结构化数据 2 个部分。BIM 运维模型除了常规 BIM 模型包含的几何模型与信息数据之外,需要对监控设备、机电设备、传感器、房间、医疗设备等运维系统管理对象进行准确的几何建模和详细的信息录入。模型中包括各设备的维保信息,如厂商、生产日期、技术参数、保修期等在设施管理阶段参数。

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跨系统的运维信息系统集成技术 

基于 BIM 的医院建筑智慧运维技术需要将医院建筑已有的 BA、视频监控、能耗分项计量、污水处理监控等运维相关信息系统与 BIM 进行集成,支持智慧运维管理。在东方医院新楼建设过程中,业主与相关系统的供应商合同中明确要求各供应商需要提供 BIM 系统可以使用的数据接口,为后续的信息集成奠定了商务基础。

在技术层面上,BA系统采用OPC协议作为 数据接口;能耗分项计量系统采用Modbus/TCP 协议作为数据接口;视频监控系统采用 TCP 协议作为数据接口;污水处理系统采用 Modbus/TCP 协议作为数据接口。在 BIM 建模时,建立相应监测设备的模型,并将监测点位信息输入设备属性,从而实现 BIM 中监测对象与 BA 中获取的监测数据匹配,实现数据集成。

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医院建筑智慧运维系统 

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本项目开发的基于 BIM 的医院建筑智慧运维系统包括网页端智能移动端桌面客户端3个客户端。网页端用于机电设备管理、维护、维修等运维日常管理与统计分析,方便管理人员随时随地通过浏览器查看楼宇运营情况。

智能移动端用于现场维护维修人员上传反馈信息,包括建筑信息浏览、评价等服务和设备设施盘点等功能,借助 RFID/二维码等物联网技术,实现对医院设备快速定位、盘点、查询等管理。

桌面客户端作为运维数据的导入端口、运维管理内容的展示和培训,需保证模型的轻量化、清晰化及运维相关流程的直观性;桌面客户端基于 VR 技术开发,展示高度真实感的 BIM 模型,运行于楼宇运维服务中心。 

1、基于 BIM 的空间运维管理 

基于 BIM 模型建立房间、大厅等空间信息,支持在三维视图、列表等视图中查看房间属性信息,并进行房间使用的统一分配和统计分析。基于房间的运维需求查看,快速获取不同房间的差异性运维需求,辅助现场运维实施。

可为每个空间生成二维码或蓝牙信标(ibeacon)作为室内定位标签,支持通过扫描二维码或根据蓝牙信号自动定位维修请求等。

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2、基于 BIM 的机电设备管理 

BIM 运维系统通过导入机电设备 BIM 模型,展示各个系统的主要设备信息、逻辑结构以及物理结构。

通过 OPC 等标准接口与 BA 无缝对接,获取 BA 的实时监测数据,在数据库中备份 BA 系统获取的各类智能监测数据;同时与 BIM 模型中的构件对应,在三维视图中展示各个设备的运行情况和报警状态。

如空调机组及过滤器状态、送风温湿度、CO2 及 CO 浓度的情况,通过不同颜色标识显示机组及过滤器的状态。

系统以列表、趋势图等方式展示各监测点的历史监测数据,方便后台管理人员全方位掌握机组的运行情况,同时对其性能进行评估。

系统还可根据设备的运行情况、定期维保要求和维保班组工作负荷情况,自动发起设备维保计划,实现预防性的维保工作,减少设备故障。 

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3、基于 BIM 的能耗监测与节能潜力分析 

对接医院建筑能耗分项监测系统,实现医院能耗监测;建立各供电回路与 BIM 的关联,实现基于 BIM 展示各供电回路控制的区域和设备;采用先进的能耗分类模型对各回路数据进行分项统计。

支持根据时间和空间对空调、照明、动力等分项的能耗进行多维度的统计分析,包括昼夜峰谷比、季节峰谷比,诊断可能存在的能源浪费行为,辅助管理优化,达到减少能耗的目标。 

建筑未来十年发展趋势:"BIM +智慧工地“

总    结

从现状来看,欧、美等国在BIM技术研发与应用方面都走在我国之前。而曰本虽然在BIM方面起步相对较晚,但由于其在技术、人才方面有着长期的积累,实施BIM能够迅速提升工作效率和经济效益。

相反,我国在人才、技术方面可以说是“0基础”,虽然市场有着巨大的需求,但是人才储备量远远没有达到需求,换句话说就是BIM人才缺口很大,现在正是学习BIM的号世纪,机会是留给有准备的人的,不要等到技术全面应用的时候,才后知后觉的意识到自己学习太晚了!

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