运营维护(Operation and Maintenance,后文简称运维)管理是工程项目管理的重要环节。研究结果显示,一个建筑85%的全寿命周期成本发生在建设完成后即运维管理阶段。对于大型商用建筑而言,HVAC(Heating,Ventilation and Air Conditioning,暖通空调)系统监控与维护是建筑物运维管理阶段的主要工作。HVAC系统高效率、无故障运行不但能降低建筑物能源消耗,对建筑可持续发展产生积极影响,还能为建筑物使用者提供舒适健康的生活环境,降低企业的运维成本。随着建筑业的飞速发展及人们对室内环境需求的日益提高,HVAC系统的体量及复杂程度不断增加。智能建筑理念的推广及楼宇自控技术的不断成熟虽然能在一定程度上对HVAC系统运行状态进行检测及实现故障自动报警,但其难以检测出与HVAC系统工作效率相关的故障,故障定位的及时性及准确性主要依赖于运维管理人员的工作经验。其次,HVAC系统故障处理工作涉及对楼层空间信息,设备产品参数,设备运行数据等大量信息进行分析,这些信息通常分散各处并以纸质或电子文档等不同存储方式保存,信息缺失,冗余的现象比比皆是。此外,HVAC系统故障定位需要运维管理人员对建筑物及HVAC系统分布有较强的三维想象能力,随着建筑物、HVAC系统结构复杂程度和体量的增加,光靠二维平面图纸,即使工作经验丰富的运维管理人员也很难在短时间内构建出三维立体空间,这些都无疑造成了大型HVAC系统故障处理工作效率低下的现状。因此,有必要从故障定位自动化、信息集成化及可视化三个方面探索HVAC系统故障处理的新方案。现阶段提出的HVAC系统故障检测与诊断技术,大多数都专注于通过构建复杂数学模型识别空气处理单元或可变风量箱等组件级别的故障。但因其算法,工作流程以及信息交换的高度复杂性而难以作为辅助运维管理人员的决策工具。针对整体建筑级别的HVAC系统故障定位方法,综合提高故障定位信息集成化及可视化的研究较少甚至缺失。信息可视化及集成化是BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术主要特点之一,自2005年起,应用BIM及传感技术提高运维管理水平的研究越来越多,但这些研究通常具有较强的针对性,很难同时实现数据可视化、集成化及定位自动化,且应用在HVAC系统故障处理中的研究少之又少。可见BIM及传感技术在HAVC系统故障自动检测及定位方面有较高的应用潜力,且相关方面的研究存在较大的空间。本文在此研究背景下,通过大量文献研究及实地访问提出基于BIM和传感技术的集成解决方案,并开发原型系统即智能故障定位系统。在现有树结构网络故障诊断及定位算法的基础上引入BIM技术及传感技术,拓展HVAC系统故障处理的思路,解决现有问题。从本文的框架来看,分为绪论、相关理论分析、智能故障定位系统建立、案例分析及结论五个部分。首先,介绍了本文研究了研究背景、意义、内容、研究方法及创新点;其次,介绍了HVAC系统、传感器和自动检测技术、BIM及树结构网络故障诊断及定位算法即FLoc算法的相关概念,为下文智能故障定位系统的构建打好理论基础;此后,提出HVAC系统故障检测及定位方法框架,并详细说明各模块功能及开发方式;最后,开展实验对智能故障定位系统进行测试,并通过小组讨论,评价BIM及传感技术集成解决方案的应用前景,针对评价结果对本研究实践贡献、理论贡献、优缺点、及未来研究展望做了总结。与现阶段HVAC系统故障检验的研究方向不同,本文着眼于将BIM和传感技术应用于HVAC故障处理工作中,从运维管理的角度出发,在整体建筑层面上,综和提高信息集成化、可视化、定位自动化三个方面。对运维管理人员的实地访问,及原型系统的现场测试,能够从深层次挖掘HVAC系统故障处理工作存在的问题,BIM和传感技术在该项工作中的应用潜力,以及信息集成化、可视化及故障定位自动化三方面对HVAC系统故障处理工作效率提升的程度。能够为BIM及传感技术在HVAC系统故障处理工作中的推广应用及后续研究提供参考。