BIM 技術在某互聯網數據中心項目中的應用

劉軍

（云南云上云信息化有限公司 云南 昆明 650000）

0 引言

當前我國部署加快推進新型基礎設施建設，IDC（互聯網數據中心Internet Data Center）建設迎來蓬勃發展期。IDC 用于存放服務器設備、存儲設備、網絡設備等IT 設備，建筑內部結構形式復雜，涉及的專業繁多、工藝復雜、分類精細，導致機電安裝工程的施工難度高，各專業之間的協調難度大，傳統的設計施工運維管理方法難以滿足大型IDC 項目建設運營需求，BIM 建模技術以三維模型為載體，實現了建設項目各項信息的高度集成，可應用于全生命周期，設計階段確保了設計成果的高效精確，施工階段保證了對安全、質量、工期及造價的有效控制，運營階段提高了IDC 運維管理的效率和穩定性。

1 BIM 技術概述

1.1 BIM 技術概念

BIM 是在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱，簡稱模型[1]。它是以三維數字技術為基礎開發，模型中儲存了建筑項目的對象信息，是一種多維（空間、時間、成本及其它應用）模型信息集成技術，可以使建設項目的所有參與方在項目的整個生命周期內都能夠在模型中獲取信息和在信息中操作模型，從根本上改變項目建設和運營管理的工作方式，以達到在建設項目全生命周期內提高工作效率和減少風險的目標。

1.2 BIM 技術起源與發展

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）的概念，2002 年，由Autodes 公司正式發布《BIM 白皮書》后，由 Jerry Laiserin 對 BIM 的內涵和外延進行界定[2]，由此形成世界級的風潮，經過多年的發展和論證，BIM 技術越來越成熟，現如今在國外基本已普及，近年在國內建筑行業也已成為一個不斷興起的領域。

1.3 BIM 技術的優勢

（1） 可視化：所見即所得。在項目設計，施工和運營過程中的溝通，討論和決策都是在可視狀態下進行的；

（2） 模擬化：3D 畫面模擬、節能模擬、日照模擬、熱能傳導模擬、施工模擬、應急疏散模擬等；

（3） 協同性：各參建方、各專業在項目各階段通過一個信息模擬協同工作，減少不合理的變更方案；

（4） 高效化：施工階段減少錯漏碰缺，提高工程質量，運營管理階段能更快、更有針對性地解決問題，提升管理水平，提高工作效率。

2 項目中的BIM 應用

2.1 項目概況

某大型IDC 中心位于昆明呈貢新區，總建筑面積13 萬m2，建筑主要功能區分別為數據機房、動力中心、研發中心及其他輔助功能區等，設計標準參照GB50174-2017《電子信息系統機房設計規范》A級標準，可容納近8 000 臺機架，80 000 個服務器。

2.2 項目各階段的BIM 應用

2.2.1 設計階段

縱觀BIM 技術在我國的發展歷程，首先接觸BIM 的就是建筑設計行業，BIM 可以提高設計的品質和縮短設計的周期，并降低建筑工程在整個進程中的風險。

方案設計階段：根據設計規范，數據中心國家A 類信息機房的位置選擇、環境要求、建筑結構均有很嚴格的標準，利用BIM 技術，可對項目所處的場地地形地勢、風向、周邊的道路河流及建構筑物等環境進行分析，對設計方案可行性進行充分的論證，對下一步深化工作進行推導和深化。建筑功能布局是數據中心方案規劃的重要環節，BIM 建模后，進行可視化比選，相比傳統設計能節約大量方案比選時間。

初步設計階段：初步設計成果主要是用于確定具體技術方案及為施工圖設計奠定基礎。BIM技術應用后，通過BIM 模型可以更高質量地完成建筑設計、優化分析及綜合協調。在該過程中，溝通、討論、決策應用圍繞方案設計模型進行，將修正后的模型生成平面、立面、剖面及節點大樣，這樣保證了模型與圖紙間數據的關聯性，有利于施工圖設計階段的設計修改。

施工圖設計階段：在傳統的數據中心設計中，各專業間以定期、節點性的方式配合，存在數據交換不充分、理解不完整的問題。采用BIM 技術實現了一點對多點的交流模式，各專業之間的信息交流是唯一且連續的，將所有的數據整合在一個中心平臺上，使信息溝通更流暢、更精確，大幅地提高了設計效率和成果的準確性。

2.2.2 施工階段

施工準備階段：本IDC 項目機電安裝工程包括給排水、電氣、暖通空調及智能化等多個專業。涉及的專業多、管線排布緊密復雜，各專業管線之間空間碰撞嚴重。由于設計單位的BIM 是從設計驗算、展示的角度做的模型，沒有考慮施工工藝銜接、施工進度、成本控制等施工管理因素。施工單位根據項目的實際需求，建立BIM 全專業模型，從如下幾個方面進行優化和展示。

（1） 碰撞檢查：建模完成后對模型運行碰撞檢查，形成沖突報告，對沖突部位進行反饋、討論，再通過沖突報告快速查找沖突部位，及時調整優化；

（2） 排布優化：對各專業進行調整，二次深化，合理布局，滿足安裝凈高和設備通道的檢修要求，確定管線最終排布方案，特別是研發中心樓層層高矮，通過排布優化，保證了內裝的吊頂高度；

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

施工實施階段：

（1） 根據最終確認的BIM 出具機電工程各專業的平面圖，用于指導施工；

（2） 利用BIM 的可視化特性，直觀明確地對重點、難點部位進行施工技術交底，以提前發現潛在問題，減少施工過程中的不確定性和風險；

（3） 信息機房屋面有較多的大型空調設備，如蒸發冷主機、冷卻塔等，利用BIM 技術，進行可視化施工方案的制作，對大型設備的吊裝模擬，確保吊裝施工安全；

（4） 利用BIM 技術生成的工程數據，導出后作為工程量計算的依據，提升工程量計算的客觀性和效率，有利于各類計劃的編制，合理安排資源，高效利用，有效避免浪費與返工現象，有效減少了造價審核環節的工作量，加強了項目全過程的成本控制。

2.2.3 運維階段

該IDC 信息機房為無人值守機房，存在較多租賃托管服務，運維管理難度大、靈活度強。運維階段依托施工階段更新的BIM，添加調試試車環節數據，并加載運維管理相關組件后，投入到運維管理過程中使用，提高了運維人員的效率和各系統的穩定性，加強了運維過程的安全性和操作的準確性。具體應用在：

（1） 運維管理可視化：在調試、預防和故障檢修時，運用BIM 技術可確定機電各專業設施設備在建筑中的位置，較傳統方式，省略了大量翻閱圖紙的時間，更直觀；

（2） 應急管理決策：利用BIM 來現場模擬突發事件，評估突發時間導致的損失，確立相應的應急預案；

（3） 設備信息管理：可提取模型內各設備設施相關實時信息，了解動態信息，根據信息制定維護計劃；

（4）能源管理：IDC 能耗主要來源于IT 設備、空調系統和供配電系統，電源使用效率（PUE值）已經成為行業內通行的數據中心電力使用效率，用以衡量IDC 綠色程度。基于BIM 信息，利用能耗分析軟件來優化機電各系統參數，降低PUE 值，提升IDC 綠色程度；

（5） 租賃服務管理：利用BIM 模型信息對租賃空間或租賃設備進行統計查詢管理。

3 BIM 技術在項目應用中的痛點

一個項目的優化，設計階段占70%，施工階段占20%，運維階段占10%，站在建設方的立場，正向設計是非常重要的，但是就目前市場環境來說，正向設計不在設計院的商業邏輯里，設計院的模型以出圖為目的，不是為建設方提供數據用的，施工方同樣也只從施工的角度出發，所以就一個項目的從設計到施工再到交付使用，各個階段都在反復建模翻模。未來可能通過標準的制定、行業的規范，讓設計院提供圖紙的同時也提供數據，施工過程中完善數據，但這個過程會很漫長。

4 結語

BIM 是一項不斷發展和完善的信息技術，對建筑行業的全生命周期工作效率起到飛躍式發展提升，對企業管理起到變革作用。雖然目前BIM技術本身和在行業內的應用還存在些缺陷，且在處理各種業務過程中對計算能力和數據存儲能力也提出了較高需求。隨著國家大數據、云計算的飛速發展，將反推BIM 技術的發展和提升，使得BIM 技術會在將來IDC 建設中得到更好的應用。