BIM技术在数据中心项目中的应用——以中国移动（广东东莞）数据中心工程为例

陈小慈 李 鑫 姚建雄

引言

BIM，即Building Information Modeling（建筑信息模型），是一种基于三维的建筑设计理念，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。目前，建筑信息模型技术在国内的发展可谓是如火如荼，被愈来愈多的专家，应用在各式各样的建筑上。从简单的仓库到型式最为复杂的新建筑，建筑信息模型提供虚拟建筑模型，供设计团队（如建筑师、测量师、土木工程师、结构工程师、机电工程师）传递到承建的营造方到业主，可以在各个阶段添加各自专业的资讯、更新、追踪变更和维护此共同、单一的模型。

1 数据中心工程特点

数据中心用于存放各种IT设备，实现对数据信息的集中处理、存储、交换和管理。投资规模大，项目涉及相关专业繁多，统筹计划难度大是数据中心工程的最大特点。因此，利用BIM技术，通过把各专业二维图纸全部集中成一个三维图面，对增强各专业之间的沟通，详细统筹各专业需求，明确各专业的职责与界限，针对问题提出切实可行的计划安排，对确保整个项目的可靠运行起到很大的作用。

2 BIM技术在本项目中的应用概况

本项目位于东莞生态产业园区，本期工程规划用地面积为15660.296m2。其中3号楼地上8层，局部地下一层，总建筑面积为33517.046m2，4号楼地上2层，总建筑面积为10812.844m2，5号楼地上1层，总建筑面积为1207.947m2。

本项目完整的搭建了全专业的设计BIM模型，包括场地模型、建筑模型、结构模型、机电模型，并在navisworks平台上对全专业模型进行了模型的整合及一系列的分析工作。

3 BIM技术在本项目设计中的优势分析

传统管线综合技术通过对各专业图纸的叠加来对管线排布设计做出优化和修改，缺乏模型的可视化效果，无法准确、全面地保证管线布置的合理性，造成施工返工、成本增加、工期延误等问题。本次工作基于BIM模型的基础上，分别对建筑、结构、机电及小市政专业的设计问题进行了分析和优化，提前发现设计问题，防止在后期产生变更或拆改而产生工期的延误及成本浪费，从而为项目后续施工的工期和成本的可控提供保障。

3.1 BIM设计可视化

可视化即“所见所得”的形式，BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前，由于整个过程都是可视化的，因此可视化的结果不仅可以用来做效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行（见图1）。

图1 3#楼机电设计模型图

3.2 高效的沟通、协调设计

在设计时出现各种专业之间的碰撞问题在所难免，通过BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，及时的让各专业设计人员知道产生问题的原因、位置以及解决办法。

在本项目中运用BIM高效的协调了各专业的问题，包括：结构基础与设备基础之协调，楼梯净空及整体性协调，管井布置与其他设计布置及净空要求之协调，管线与设备安装位置协调，排风口与设备安装位置协调，门窗安装空间与结构梁之协调，幕墙与结构外轮廓之协调，各功能区域净空分析之协调等多个专项的分析协调，而这些问题如果在施工阶段才来发现纠正，那势必会产生工程变更，从而造成成本的增加甚至工期的延误。

3.3 管线综合优化

在实际施工过程中，因为设计调整或者业主对于使用情况的调整而最终形成工程变更的情况相当普遍，利用BIM技术首先在企业应对工程变更上能起到促进作用，通过具有实时性的BIM模型，实时更新的工程量统计结果无需重复统计，针对多次产生调整的情况，BIM技术可以利用其可视化及优化性的特点，直接模拟多种调整方案并进行比较，并选择最优的调整方案。

3.4 一处更新、处处更新

建筑工程特有的分散性、移动性和一次性等特点，意味着如果没有一个整合的信息系统，工程相关的信息将不能很好地保存起来，更难于转化成有用的知识以供将来借鉴。BIM技术的应用完整地解决了这些问题，解除了信息孤岛现象，可以让所有工程利益相关方可以在同一平台、统一数据库更新、储存、管理、应用这些信息。BIM可以持续即时地提供项目设计范围、进度以及成本信息，为项目带来更大的效益。

4 BIM技术对本项目所产生的效益分析

4.1 BIM技术对本项目所产生的量化效益分析

本次BIM应用总共协调解决了各专业问题（含室外市政）41个，这41个问题分为四大问题类型：建筑与结构图面矛盾所产生的费用；设备安装与土建预留冲突所引起土建完工后开孔凿洞及原洞口封堵所产生的费用；设备与管线安装冲突、安装顺序引起设备或管线的重新调位与拆装所产生的费用；室外工程冲突所产生的费用；并对这四大问题类型列出问题解决形式、节省费用、工期增加进行了归纳与总结。

根据以上量化指标可见，东莞项目通过在设计阶段引入BIM设计，可以节省直接工程费近300万。同时，其中所涉及的工程变更、协调、施工、报建需要增加约200个工日，即使通过合理统筹也将带来很高的工期延误可能。考虑工期延误的直接罚款因素可能带来的经济损失过百万元。

表1 3#楼BIM成效总结表

表2 4#、5#楼BIM成效总结表

4.2 BIM技术对本项目所产生的综合效益分析

应用BIM技术，除了可以节省投资，而且可以有效减少传统二维图纸的错漏碰缺问题，减少由于后期返工、协调造成的效率降低、产生纠纷等问题，具体如下：

（1）保障建筑质量：通过碰撞检查系统查找出设计图纸中遗漏的预留洞口，避免在施工后发现该预留的洞口没有预留而凿洞返工，不但费时费工影响施工进度，而且现场凿洞返工、拆除结构及建筑构件，对结构有较大影响，存在结构安全隐患；同时，拆除工作本身及所引起的震动很大可能会影响构件的稳定性，从而引起防水保温等构造措施及隐蔽工程破坏的隐患；这些都对建筑的耐久性等后期质量造成难以预计的不利后果；

（2）提高效率：通过BIM检查，可以提前了解问题，利用开工前的时间，充分进行各方沟通，提出合理的调整方法并经各方确认，有效避免后期在工程进行当中的无效沟通、返工、扯皮等现象，提高沟通效率；

（3）减少纠纷：施工过程中发现问题，可能由此会带来建设方、监理方、设计方、施工方等多方的认知错位，通过以往工程实践可见，总包方会单纯从自身经济利益诉求角度出发，无限放大工程量和预估工期，由此产生的纠纷必将耗费巨大的人力、物力和财力，而如果利用BIM从工程早期即提出问题，将大大降低发生纠纷的可能性，有效降低损失。

5 结语

本项目在BIM应用上主要立足于设计图纸建模后各专业之间的配合与碰撞检查，以碰撞问题为主，尤其是机电与建筑结构、机电与机电之间的碰撞为主。本次报告并未发现严重影响工程造价的因素，并为超出工程必要损耗的范围。其主要意义在于较好解决了现场施工没有完全吃透图纸就安排采购、安排班组进场，在过程中发现问题所引起的不必要的材料浪费、工期延误、扯皮纠纷等问题。

由于在BIM项目的介入，发现问题需变更时间总计需要200d，对工程造价影响约280万元。