BIM技術在數據中心項目中的應用
——以中國移動（廣東東莞）數據中心工程為例

陳小慈 李 鑫 姚建雄

引言

BIM，即Building Information Modeling（建筑信息模型），是一種基于三維的建筑設計理念，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點。目前，建筑信息模型技術在國內的發展可謂是如火如荼，被愈來愈多的專家，應用在各式各樣的建筑上。從簡單的倉庫到型式最為復雜的新建筑，建筑信息模型提供虛擬建筑模型，供設計團隊（如建筑師、測量師、土木工程師、結構工程師、機電工程師）傳遞到承建的營造方到業主，可以在各個階段添加各自專業的資訊、更新、追蹤變更和維護此共同、單一的模型。

1 數據中心工程特點

數據中心用于存放各種IT設備，實現對數據信息的集中處理、存儲、交換和管理。投資規模大，項目涉及相關專業繁多，統籌計劃難度大是數據中心工程的最大特點。因此，利用BIM技術，通過把各專業二維圖紙全部集中成一個三維圖面，對增強各專業之間的溝通，詳細統籌各專業需求，明確各專業的職責與界限，針對問題提出切實可行的計劃安排，對確保整個項目的可靠運行起到很大的作用。

2 BIM技術在本項目中的應用概況

本項目位于東莞生態產業園區，本期工程規劃用地面積為15660.296m2。其中3號樓地上8層，局部地下一層，總建筑面積為33517.046m2，4號樓地上2層，總建筑面積為10812.844m2，5號樓地上1層，總建筑面積為1207.947m2。

本項目完整的搭建了全專業的設計BIM模型，包括場地模型、建筑模型、結構模型、機電模型，并在navisworks平臺上對全專業模型進行了模型的整合及一系列的分析工作。

3 BIM技術在本項目設計中的優勢分析

傳統管線綜合技術通過對各專業圖紙的疊加來對管線排布設計做出優化和修改，缺乏模型的可視化效果，無法準確、全面地保證管線布置的合理性，造成施工返工、成本增加、工期延誤等問題。本次工作基于BIM模型的基礎上，分別對建筑、結構、機電及小市政專業的設計問題進行了分析和優化，提前發現設計問題，防止在后期產生變更或拆改而產生工期的延誤及成本浪費，從而為項目后續施工的工期和成本的可控提供保障。

3.1 BIM設計可視化

可視化即“所見所得”的形式，BIM提供了可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前，由于整個過程都是可視化的，因此可視化的結果不僅可以用來做效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行（見圖1）。

圖1 3#樓機電設計模型圖

3.2 高效的溝通、協調設計

在設計時出現各種專業之間的碰撞問題在所難免，通過BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，及時的讓各專業設計人員知道產生問題的原因、位置以及解決辦法。

在本項目中運用BIM高效的協調了各專業的問題，包括：結構基礎與設備基礎之協調，樓梯凈空及整體性協調，管井布置與其他設計布置及凈空要求之協調，管線與設備安裝位置協調，排風口與設備安裝位置協調，門窗安裝空間與結構梁之協調，幕墻與結構外輪廓之協調，各功能區域凈空分析之協調等多個專項的分析協調，而這些問題如果在施工階段才來發現糾正，那勢必會產生工程變更，從而造成成本的增加甚至工期的延誤。

3.3 管線綜合優化

在實際施工過程中，因為設計調整或者業主對于使用情況的調整而最終形成工程變更的情況相當普遍，利用BIM技術首先在企業應對工程變更上能起到促進作用，通過具有實時性的BIM模型，實時更新的工程量統計結果無需重復統計，針對多次產生調整的情況，BIM技術可以利用其可視化及優化性的特點，直接模擬多種調整方案并進行比較，并選擇最優的調整方案。

3.4 一處更新、處處更新

建筑工程特有的分散性、移動性和一次性等特點，意味著如果沒有一個整合的信息系統，工程相關的信息將不能很好地保存起來，更難于轉化成有用的知識以供將來借鑒。BIM技術的應用完整地解決了這些問題，解除了信息孤島現象，可以讓所有工程利益相關方可以在同一平臺、統一數據庫更新、儲存、管理、應用這些信息。BIM可以持續即時地提供項目設計范圍、進度以及成本信息，為項目帶來更大的效益。

4 BIM技術對本項目所產生的效益分析

4.1 BIM技術對本項目所產生的量化效益分析

本次BIM應用總共協調解決了各專業問題（含室外市政）41個，這41個問題分為四大問題類型：建筑與結構圖面矛盾所產生的費用；設備安裝與土建預留沖突所引起土建完工后開孔鑿洞及原洞口封堵所產生的費用；設備與管線安裝沖突、安裝順序引起設備或管線的重新調位與拆裝所產生的費用；室外工程沖突所產生的費用；并對這四大問題類型列出問題解決形式、節省費用、工期增加進行了歸納與總結。

根據以上量化指標可見，東莞項目通過在設計階段引入BIM設計，可以節省直接工程費近300萬。同時，其中所涉及的工程變更、協調、施工、報建需要增加約200個工日，即使通過合理統籌也將帶來很高的工期延誤可能。考慮工期延誤的直接罰款因素可能帶來的經濟損失過百萬元。

表1 3#樓BIM成效總結表

表2 4#、5#樓BIM成效總結表

4.2 BIM技術對本項目所產生的綜合效益分析

應用BIM技術，除了可以節省投資，而且可以有效減少傳統二維圖紙的錯漏碰缺問題，減少由于后期返工、協調造成的效率降低、產生糾紛等問題，具體如下：

（1）保障建筑質量：通過碰撞檢查系統查找出設計圖紙中遺漏的預留洞口，避免在施工后發現該預留的洞口沒有預留而鑿洞返工，不但費時費工影響施工進度，而且現場鑿洞返工、拆除結構及建筑構件，對結構有較大影響，存在結構安全隱患；同時，拆除工作本身及所引起的震動很大可能會影響構件的穩定性，從而引起防水保溫等構造措施及隱蔽工程破壞的隱患；這些都對建筑的耐久性等后期質量造成難以預計的不利后果；

（2）提高效率：通過BIM檢查，可以提前了解問題，利用開工前的時間，充分進行各方溝通，提出合理的調整方法并經各方確認，有效避免后期在工程進行當中的無效溝通、返工、扯皮等現象，提高溝通效率；

（3）減少糾紛：施工過程中發現問題，可能由此會帶來建設方、監理方、設計方、施工方等多方的認知錯位，通過以往工程實踐可見，總包方會單純從自身經濟利益訴求角度出發，無限放大工程量和預估工期，由此產生的糾紛必將耗費巨大的人力、物力和財力，而如果利用BIM從工程早期即提出問題，將大大降低發生糾紛的可能性，有效降低損失。

5 結語

本項目在BIM應用上主要立足于設計圖紙建模后各專業之間的配合與碰撞檢查，以碰撞問題為主，尤其是機電與建筑結構、機電與機電之間的碰撞為主。本次報告并未發現嚴重影響工程造價的因素，并為超出工程必要損耗的范圍。其主要意義在于較好解決了現場施工沒有完全吃透圖紙就安排采購、安排班組進場，在過程中發現問題所引起的不必要的材料浪費、工期延誤、扯皮糾紛等問題。

由于在BIM項目的介入，發現問題需變更時間總計需要200d，對工程造價影響約280萬元。