BIM 技術(shù)在某互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中的應(yīng)用

劉軍

（云南云上云信息化有限公司 云南 昆明 650000）

0 引言

當(dāng)前我國(guó)部署加快推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心Internet Data Center）建設(shè)迎來(lái)蓬勃發(fā)展期。IDC 用于存放服務(wù)器設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等IT 設(shè)備，建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，涉及的專業(yè)繁多、工藝復(fù)雜、分類精細(xì)，導(dǎo)致機(jī)電安裝工程的施工難度高，各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)難度大，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工運(yùn)維管理方法難以滿足大型IDC 項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)需求，BIM 建模技術(shù)以三維模型為載體，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目各項(xiàng)信息的高度集成，可應(yīng)用于全生命周期，設(shè)計(jì)階段確保了設(shè)計(jì)成果的高效精確，施工階段保證了對(duì)安全、質(zhì)量、工期及造價(jià)的有效控制，運(yùn)營(yíng)階段提高了IDC 運(yùn)維管理的效率和穩(wěn)定性。

1 BIM 技術(shù)概述

1.1 BIM 技術(shù)概念

BIM 是在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程和結(jié)果的總稱，簡(jiǎn)稱模型[1]。它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)，模型中儲(chǔ)存了建筑項(xiàng)目的對(duì)象信息，是一種多維（空間、時(shí)間、成本及其它應(yīng)用）模型信息集成技術(shù)，可以使建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期內(nèi)都能夠在模型中獲取信息和在信息中操作模型，從根本上改變項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式，以達(dá)到在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高工作效率和減少風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

1.2 BIM 技術(shù)起源與發(fā)展

BIM 的起源可以追溯到 1975 年 Chuck Eastman 提出的“Building Description System”（建筑描述系統(tǒng)）的概念，2002 年，由Autodes 公司正式發(fā)布《BIM 白皮書(shū)》后，由 Jerry Laiserin 對(duì) BIM 的內(nèi)涵和外延進(jìn)行界定[2]，由此形成世界級(jí)的風(fēng)潮，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和論證，BIM 技術(shù)越來(lái)越成熟，現(xiàn)如今在國(guó)外基本已普及，近年在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)也已成為一個(gè)不斷興起的領(lǐng)域。

1.3 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1） 可視化：所見(jiàn)即所得。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)，施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通，討論和決策都是在可視狀態(tài)下進(jìn)行的；

（2） 模擬化：3D 畫(huà)面模擬、節(jié)能模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬、施工模擬、應(yīng)急疏散模擬等；

（3） 協(xié)同性：各參建方、各專業(yè)在項(xiàng)目各階段通過(guò)一個(gè)信息模擬協(xié)同工作，減少不合理的變更方案；

（4） 高效化：施工階段減少錯(cuò)漏碰缺，提高工程質(zhì)量，運(yùn)營(yíng)管理階段能更快、更有針對(duì)性地解決問(wèn)題，提升管理水平，提高工作效率。

2 項(xiàng)目中的BIM 應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概況

某大型IDC 中心位于昆明呈貢新區(qū)，總建筑面積13 萬(wàn)m2，建筑主要功能區(qū)分別為數(shù)據(jù)機(jī)房、動(dòng)力中心、研發(fā)中心及其他輔助功能區(qū)等，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參照GB50174-2017《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可容納近8 000 臺(tái)機(jī)架，80 000 個(gè)服務(wù)器。

2.2 項(xiàng)目各階段的BIM 應(yīng)用

2.2.1 設(shè)計(jì)階段

縱觀BIM 技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程，首先接觸BIM 的就是建筑設(shè)計(jì)行業(yè)，BIM 可以提高設(shè)計(jì)的品質(zhì)和縮短設(shè)計(jì)的周期，并降低建筑工程在整個(gè)進(jìn)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

方案設(shè)計(jì)階段：根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，數(shù)據(jù)中心國(guó)家A 類信息機(jī)房的位置選擇、環(huán)境要求、建筑結(jié)構(gòu)均有很?chē)?yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，利用BIM 技術(shù)，可對(duì)項(xiàng)目所處的場(chǎng)地地形地勢(shì)、風(fēng)向、周邊的道路河流及建構(gòu)筑物等環(huán)境進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案可行性進(jìn)行充分的論證，對(duì)下一步深化工作進(jìn)行推導(dǎo)和深化。建筑功能布局是數(shù)據(jù)中心方案規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，BIM 建模后，進(jìn)行可視化比選，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)能節(jié)約大量方案比選時(shí)間。

初步設(shè)計(jì)階段：初步設(shè)計(jì)成果主要是用于確定具體技術(shù)方案及為施工圖設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。BIM技術(shù)應(yīng)用后，通過(guò)BIM 模型可以更高質(zhì)量地完成建筑設(shè)計(jì)、優(yōu)化分析及綜合協(xié)調(diào)。在該過(guò)程中，溝通、討論、決策應(yīng)用圍繞方案設(shè)計(jì)模型進(jìn)行，將修正后的模型生成平面、立面、剖面及節(jié)點(diǎn)大樣，這樣保證了模型與圖紙間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，有利于施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)修改。

施工圖設(shè)計(jì)階段：在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中，各專業(yè)間以定期、節(jié)點(diǎn)性的方式配合，存在數(shù)據(jù)交換不充分、理解不完整的問(wèn)題。采用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的交流模式，各專業(yè)之間的信息交流是唯一且連續(xù)的，將所有的數(shù)據(jù)整合在一個(gè)中心平臺(tái)上，使信息溝通更流暢、更精確，大幅地提高了設(shè)計(jì)效率和成果的準(zhǔn)確性。

2.2.2 施工階段

施工準(zhǔn)備階段：本IDC 項(xiàng)目機(jī)電安裝工程包括給排水、電氣、暖通空調(diào)及智能化等多個(gè)專業(yè)。涉及的專業(yè)多、管線排布緊密復(fù)雜，各專業(yè)管線之間空間碰撞嚴(yán)重。由于設(shè)計(jì)單位的BIM 是從設(shè)計(jì)驗(yàn)算、展示的角度做的模型，沒(méi)有考慮施工工藝銜接、施工進(jìn)度、成本控制等施工管理因素。施工單位根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求，建立BIM 全專業(yè)模型，從如下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化和展示。

（1） 碰撞檢查：建模完成后對(duì)模型運(yùn)行碰撞檢查，形成沖突報(bào)告，對(duì)沖突部位進(jìn)行反饋、討論，再通過(guò)沖突報(bào)告快速查找沖突部位，及時(shí)調(diào)整優(yōu)化；

（2） 排布優(yōu)化：對(duì)各專業(yè)進(jìn)行調(diào)整，二次深化，合理布局，滿足安裝凈高和設(shè)備通道的檢修要求，確定管線最終排布方案，特別是研發(fā)中心樓層層高矮，通過(guò)排布優(yōu)化，保證了內(nèi)裝的吊頂高度；

（3） 漫游展示：制作室外及室內(nèi)漫游，將模型向各參建方進(jìn)行展示、討論、交流，達(dá)成共識(shí)后形成最終排布[3]。

施工實(shí)施階段：

（1） 根據(jù)最終確認(rèn)的BIM 出具機(jī)電工程各專業(yè)的平面圖，用于指導(dǎo)施工；

（2） 利用BIM 的可視化特性，直觀明確地對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)部位進(jìn)行施工技術(shù)交底，以提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，減少施工過(guò)程中的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)；

（3） 信息機(jī)房屋面有較多的大型空調(diào)設(shè)備，如蒸發(fā)冷主機(jī)、冷卻塔等，利用BIM 技術(shù)，進(jìn)行可視化施工方案的制作，對(duì)大型設(shè)備的吊裝模擬，確保吊裝施工安全；

（4） 利用BIM 技術(shù)生成的工程數(shù)據(jù)，導(dǎo)出后作為工程量計(jì)算的依據(jù)，提升工程量計(jì)算的客觀性和效率，有利于各類計(jì)劃的編制，合理安排資源，高效利用，有效避免浪費(fèi)與返工現(xiàn)象，有效減少了造價(jià)審核環(huán)節(jié)的工作量，加強(qiáng)了項(xiàng)目全過(guò)程的成本控制。

2.2.3 運(yùn)維階段

該IDC 信息機(jī)房為無(wú)人值守機(jī)房，存在較多租賃托管服務(wù)，運(yùn)維管理難度大、靈活度強(qiáng)。運(yùn)維階段依托施工階段更新的BIM，添加調(diào)試試車(chē)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，并加載運(yùn)維管理相關(guān)組件后，投入到運(yùn)維管理過(guò)程中使用，提高了運(yùn)維人員的效率和各系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加強(qiáng)了運(yùn)維過(guò)程的安全性和操作的準(zhǔn)確性。具體應(yīng)用在：

（1） 運(yùn)維管理可視化：在調(diào)試、預(yù)防和故障檢修時(shí)，運(yùn)用BIM 技術(shù)可確定機(jī)電各專業(yè)設(shè)施設(shè)備在建筑中的位置，較傳統(tǒng)方式，省略了大量翻閱圖紙的時(shí)間，更直觀；

（2） 應(yīng)急管理決策：利用BIM 來(lái)現(xiàn)場(chǎng)模擬突發(fā)事件，評(píng)估突發(fā)時(shí)間導(dǎo)致的損失，確立相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案；

（3） 設(shè)備信息管理：可提取模型內(nèi)各設(shè)備設(shè)施相關(guān)實(shí)時(shí)信息，了解動(dòng)態(tài)信息，根據(jù)信息制定維護(hù)計(jì)劃；

（4）能源管理：IDC 能耗主要來(lái)源于IT 設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)，電源使用效率（PUE值）已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)通行的數(shù)據(jù)中心電力使用效率，用以衡量IDC 綠色程度?；贐IM 信息，利用能耗分析軟件來(lái)優(yōu)化機(jī)電各系統(tǒng)參數(shù)，降低PUE 值，提升IDC 綠色程度；

（5） 租賃服務(wù)管理：利用BIM 模型信息對(duì)租賃空間或租賃設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢管理。

3 BIM 技術(shù)在項(xiàng)目應(yīng)用中的痛點(diǎn)

一個(gè)項(xiàng)目的優(yōu)化，設(shè)計(jì)階段占70%，施工階段占20%，運(yùn)維階段占10%，站在建設(shè)方的立場(chǎng)，正向設(shè)計(jì)是非常重要的，但是就目前市場(chǎng)環(huán)境來(lái)說(shuō)，正向設(shè)計(jì)不在設(shè)計(jì)院的商業(yè)邏輯里，設(shè)計(jì)院的模型以出圖為目的，不是為建設(shè)方提供數(shù)據(jù)用的，施工方同樣也只從施工的角度出發(fā)，所以就一個(gè)項(xiàng)目的從設(shè)計(jì)到施工再到交付使用，各個(gè)階段都在反復(fù)建模翻模。未來(lái)可能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的制定、行業(yè)的規(guī)范，讓設(shè)計(jì)院提供圖紙的同時(shí)也提供數(shù)據(jù)，施工過(guò)程中完善數(shù)據(jù)，但這個(gè)過(guò)程會(huì)很漫長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM 是一項(xiàng)不斷發(fā)展和完善的信息技術(shù)，對(duì)建筑行業(yè)的全生命周期工作效率起到飛躍式發(fā)展提升，對(duì)企業(yè)管理起到變革作用。雖然目前BIM技術(shù)本身和在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用還存在些缺陷，且在處理各種業(yè)務(wù)過(guò)程中對(duì)計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力也提出了較高需求。隨著國(guó)家大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的飛速發(fā)展，將反推BIM 技術(shù)的發(fā)展和提升，使得BIM 技術(shù)會(huì)在將來(lái)IDC 建設(shè)中得到更好的應(yīng)用。