Yasui Architects 使用可视化建筑数据帮助客户优化运营

在建筑的生命周期价格标记中，运营和维护阶段的成本大约是施工阶段的四倍。但是，如果建筑的数据可以轻松进行分析，然后进行信息化和可视化，建筑客户和业主就拥有了能够更好地管理成本的工具。

Yasui Architects and Engineers 将于 2024 年庆祝其成立 100 周年，他们在 2007 年引入了建筑信息模型 (BIM)，其明确的愿景就是为信息和沟通奠定基础，从而让客户和当地社区受益。该公司使用 BIM 作为工具来提高设计质量和业务运营，并生成有关建筑的质量信息。它将此类优势的扩展视为设计公司的社会使命之一。

Yasui Architects and Engineers 的 ICT/数据管理董事会成员兼总经理 Kazuyuki Shigeto 表示：“在设计和施工阶段使用 BIM 具有明显的优势，对于同时创建工程图并执行可视化和仿真的设计师来说，BIM 已成为不可或缺的工具。但是，对于客户和建筑业主，我们需要将其与他们的优势关联起来。我们正在努力将 BIM 从设计、监督和施工扩展到整个建筑生命周期。”

Shigeto 提供了五个接触点，用于在建筑运营和维护中利用 BIM：

1. 将运营和维护阶段考虑在内的设计和施工规划。

2. 制定 BIM 准则和 BIM 执行计划

3. 标准化和共享建筑构件以进行设施管理

4. 施工完成后，将 BIM 用作建筑数据库

5. 在 BIM 模型的整个生命周期中管理 BIM 模型

2018 年，Yasui Architects and Engineers 发布了 BuildCAN，该平台是一个在整个建筑生命周期中进行管理的平台。BuildCAN 可视化 BIM 模型上的物联网 (IoT) 环境传感器信息，例如温度、湿度、照明和二氧化碳。此服务基于建筑信息管理系统，该系统最初由日本熊本大学的 Yasunobu Ohnishi Lab 开发，并荣获第 10 届日本设施管理大奖和技术奖。通过从实际建筑管理操作中获得知识，Yasui 可以对设计、施工、运营和维护阶段使用 BuildCAN。

“BIM、大数据、物联网、AI、XR 和区块链等技术对于各行各业的创新和数字化转型至关重要，并将在未来支持建筑和城市的数字化和信息化，”Shigeto 表示，“通过积累有关环境、地震和运行状况的传感器信息并将这些信息与 BIM 模型相互关联，数字孪生将成为现实。”

BuildCAN 利用 Autodesk Forge 平台可视化 BIM，并允许用户通过 Web 浏览器在三维查看器中查看 BIM 模型。Shigeto 表示：“借助 BuildCAN，可以将多个建筑作为一个组进行管理，并实现集中管理，包括没有 BIM 模型的现有建筑。通过使用平板电脑检查设施，BuildCAN 还支持维护和管理操作，例如数字化检查工作和自动化检查报告。”

环境管理功能显示了 BIM 模型上来自 IoT 环境传感器的温度、湿度、照明、二氧化碳和其他信息的易于理解的可视化效果。传感器信息可以诊断舒适度和节能状态，当空调可以停止时，“自然通风顾问”功能会通知用户，因为外部通风会更有效。节能状态图功能通过将预测的功耗与基于 IoT 传感器信息的实际功耗进行比较，可以降低和优化能耗。

有关照明、温度和湿度的信息可以轻松共享，并且可以通过详细的空调操作创造舒适空间。优化室内二氧化碳排放水平和空间布局也可以提高健康水平和工作集中度。最初的测试表明，BuildCAN 可以将维护、维修和翻新成本降低 10%-20%（根据建筑管理公司的估计）；已确认引入物联网环境传感器信息和自然通风可将每天的空调能耗降低多达 60%（根据对自然通风顾问的估计）。

由 Yasui Architects and Engineers 设计的 ABC Trading 新总部大楼被称为“与下一代互联的绿地”。 它具有高性能玻璃外立面，可反映邻近的 Hiei Shrine 的绿色植物、使用楼层空间进行辐射空调、使用楼梯和天井的自然通风系统以及太阳能发电。自 2020 年竣工以来，BuildCAN 一直用于这一建筑的运营和维护。

建筑每层的传感器可实时测量温度、湿度和二氧化碳浓度，以提高舒适度并降低运营成本。Yasui Architects and Engineers、Nippon Kanzai 和 ABC Trading 正在共同验证 BIM 的有效性，并分析该建筑在运营和维护管理阶段中的问题。该建筑是日本的一座标准办公楼，占地约 5,300 平方米，设施管理人员配备不足。该建筑被日本政府土地、基础设施、运输和旅游部选为 BIM 项目（2020-2022 财年）。

2021 财年计划重点关注对客户的优势，旨在检查 BIM 在维护管理方面如何创建短期和日常优势，以用作集成维修信息和维护管理以及可视化信息和改进建筑运营的工具。此外，还探讨了如何激励客户根据短期和日常优势引入 BIM 进行维护管理。

2022 年项目从生命周期顾问的视角运行，收集了环境传感器信息，然后进行预测性分析、舒适度评估，并提出改进空调运营的建议，以便实现更好的节能和舒适度。BIM 模型正在考虑添加遥控位置、温度设置、空调分区和其他信息的显示。

在全球疫情的影响下，二氧化碳排放降低和健康已成为社会、建筑行业和建筑业主的主要关注点。随着日本朝着 2050 年实现碳中和的目标前进，减少能源使用并优化建筑中的空调运营至关重要。由于对高效能源使用和非碳能源的需求，HVAC 系统已变得更加复杂。但到目前为止，一旦建筑移交，设计公司与建筑管理公司之间便没有沟通，设计阶段的空调运营信息不会传输，因此无法实现原来的预期能源效率。

“目前，空调运营很难完全自动化，因此我们认为有必要从数字孪生采取措施，例如，‘即使温度升高了一点，舒适度也不会受影响’或‘由于二氧化碳浓度较高，现在通风是更好的选择’”，Shigeto 表示，“作为此计划的切入点，我们创建了一个周期，通过比较运营数据、实际室外温度数据和电力数据来分析运营状态，然后创建运营计划并向建筑业主提供反馈。”

ABC Trading 公司新总部大楼通过分析收集的数据和基于此分析来运营，提高了能效。BIM 模型中的三维形状和设备信息也可以应用于数字建筑手册，其中概括了使用情况和疏散路线并指明了危险区域。在此模型项目中，还测试了使用游戏引擎的疏散演习模拟。

BuildCAN 的开发正在进行中。由于对减少二氧化碳的兴趣极高，尤其是在公共设施业主中，因此该公司还在寻找从设计阶段开始测量二氧化碳和健康状况的方法，例如分析与建筑生产和处理相关的二氧化碳量，以选择更环保的材料和施工方法。此外，它还将继续研究与建筑业主和管理人员正确交流建筑设计意图的方法。

“建筑和城市由如此多的信息组成，因此相关人员或制造商很难构建单个系统，”Shigeto 表示，“为了解决日本社会面临的问题并打造新服务，我们认为，政府和行业必须携手合作，共同构建一个对社会有益的开放式基础设施和平台。”