数据中心综合管线排布中BIM技术的运用探讨

张万宝

摘 要：BIM的概念想必大家都不陌生，是一种对工程项目建设的实体化表达。这样的一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据源。通常数据中心机电设备系统管线复杂，为了保证管线的正常安全运行，引进BIM技术能够做到信息有效的集成和传递，保证有序流动，避免对工艺管线进行计划铺设的时候出现信息传导不连续或者信息孤立。本文阐述了NB-IoT技术的相关概念和发展前景，并提出了一些部署方案，讨论了新技术的相关机遇和局限性。

关键词：BIM；新型技术；管线排布

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0317-02

引 言

数据中心由大量计算机服务器设备组成，数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。在当下互联网如此飞速发展的情况，建设的数据中心也越来越多，关于线路铺排的要求也越来越严格。建造成本需要控制，管线铺排技术要求高，工艺复杂等。采用BIM技术基础提供必要的支撑，BIM设计的相关信息数据能够在整个铺设周期使用。

1 BIM技术概述及优势

管线铺设在传统项目中很容易出现一些设计不合理导致的重装问题，这些情况总是需要参建各方来进行弥补，浪费材料并且花费很大。同时带来的管线返工拆装，也对项目建设的其他工序带来影响。BIM技术的优势就是能够利用自身可视化功能，使管线设计直观可视，避免了许多上述情况的发生。BIM技术能够对管线进行碰撞测试，并作出相应的信息反馈，在综合管线设计时，设计师可以综合利用相应数据进行巧妙的设计，降低管线铺设中出现的各种碰撞情况，减少返工次数节约成本。BIM模型可以对管线的铺设进行合理排布，满足不碰撞基本要求的同时，能够兼顾数据中心对管线铺设的高要求、留足维护空间、足够的检修空间，甚至能精细到管线支架吊线的位置及安装，和实际的管件采购与制作，全面预先排除在施工阶段管线铺设中可能出现的各种设计问题，使施工过程中的返工问题减少，错误减少，方便施工。建筑项目的现场工程师能够使用BIM构建三维管线方案，进行施工交底，提高施工质量。

在目前，BIM逐渐开始应用的大趋势之下，我们无法忽视其显著的技术价值和应用前景，其技术优势已经为人们所熟知，并且现在能够逐渐浸透到各个领域中，比如住宅和数据中心建设，相关的技术原理也并不再是秘密，许多企业不得不开始打量这一技术的商业化应用。

①BIM本身就具备信息库的能力，可以轻松列出即时可靠的棺材材料表。根据材料表清单，可以进行前期的成本预估、工程预算、选择方案等。没有BIM时，只能依靠CAD自动化文件进行统计处理，需要仔细测量，测量和统计的过程毫无疑问会费时费力，而且人工进行极易出错。②BIM技术能够构造立体多维的数据模型，方便数据的采集和获得，提高采集数据的准确度，能够使各种管线的工艺及配件的安装造价、预算、工程量统计和管理变的简单可控。能够有效提高测量、统计、绘图、造价等人员的工作量。甚至可以直接将各施工阶段的成本消耗、材料供应与需求进行合理的判断和控制。③BIM技术能够充分利用现代信息技术和互联网络，采集大数据，数据计算云端处理，云端储存，通过云端与施工各方分享设计计划，供应商、设计师、建设单位等都能通过数据库进行及时的信息传输，保证工作进度和计划调配。此项技术能够良好的适应不同种类的施工现场。

2 BIM在数据中心内综合管线设计中的应用

当前国内大数据中心建设项目采用BIM技術越来越普遍，BIM技术正逐渐成为进行复杂管线铺排建设的必备技能。数据中心管线的各系统设计，主要先由设计者对数据中心需要安插管线的大型设备进行规划放置，根据电气、信息、水暖等专业的设计规范和数据中心的使用要求，再对相应管线进行布置。针对复杂管线情况或狭窄的空间条件，比如转换层、技术层、吊顶等位置，容易出现就会出现管线拥挤或者发生碰撞。此时，使用BIM系统建立管线模型与土建模型可以很直观的看见管线的排布情况，能够在考虑管线铺排的各种安全规范和技术前提下，把数据中心的各类管线进行规划统筹，直接可以动态模拟管线设计中存在的矛盾，将管线排布进行可视化建模，解决管线的撞车问题，通过系统提出修改建议，能够整体调节，使各项工程管线在数据中心的空间上拥有合理的工作位置，并能够依据建模，给出管线的排布样图。整齐有序的管线，能够满足数据中心更高的管线要求，满足数据中心的专业技术要求，全面预先排除在施工阶段管线铺设中可能出现的各种设计问题，使施工过程中的返工问题减少，错误减少，方便施工。①综合管线设计遵循一定的原则：先排布大管径后排布小管径管线，先重力后压力。安排交叉管线时，小管径需要给大管径让位，热水管需要保温处理，冷热水管不可碰撞，冷水避让热水，压力系统管道避让重力系统管道。如果管道不可弯曲，则需要避让不可弯曲的管线。结构复杂配件多的管道需要避让结构单一好安装的管道，这样能够方便管线的维护和配件的统一更换。金属管与非金属管也需要避让区分。对管线进行分层排布时，需要按照蒸汽、热水、给水、排水管线顺序排列。BIM系统能够将各层进行模拟，够在考虑管线铺排的各种安全规范和技术前提下，把数据中心的各类管线进行规划统筹，合理利用空间。②竖向与横向的管线排布也需要遵循严格的规律要求。竖向上，管道井、电缆井、通风管道、空调管道等各种竖向管井为满足防火要求，会采用独立设置的方式，管线一般布置在竖井中。平面上，管线一般布置在数据中心房间的吊顶、技术层或夹层中。一般都是空间比较狭小的位置，所以安装管线时，需要提前考虑好操作距离、施工的先后顺序，日后检修的余地，各种配件吊架的空间。通过BIM全面预先排除在施工阶段管线铺设中可能出现的各种设计问题。③BIM的具有信息传递过程技术能够充分利用现代信息技术和互联网络，完整并且实时，通过云端与施工各方分享设计计划，各方都能通过数据库进行及时的信息传输，保证工作进度和计划调配。

3 BIM在数据中心管线铺排中的应用及相关案例

3.1 BIM在数据中心管线铺排中的应用

①过去的管线施工需要人工对图纸进行审核，从而利用图纸判断管线排布的难点和要点，这样会造成人为的失误，增加了过程损耗和铺排时间。如今利用BIM模型的虚拟化与可视化，能够提前捕捉施工难点和关键点，提高施工效率。通过施工工艺模拟展示，实施三维模型交底，使施工人员对工作内容直观认知，提升了土建、机电安装等各专业协同沟通效率。在应对各种复杂空间时，通过采用BIM技术结合施工方案、施工模拟，进一步优化了施工过程的管理，可以大幅降低施工质量问题，减少了返工和整改，降低施工周期，提高了工作效率。②BIM技术的出现，能够制定出精准的专业化多维安装进度表，合理安排数据中心的复杂管线，使复杂的施工环境变得比较方便。传统的施工中，各施工方的管线并不经过统一的协调控制，大家都只图自己方便，但却带来了各种不必要的麻烦。引入BIM技术多维技术后，能够实现对施工项目的预先进度的可视化管理，合理安排施工工序、安装进度，减少浪费及提高效率，有效的减少窝工、人工的浪费，提高经济效益。

3.2 实际案例

以某数据中心二楼西走廊为例，首先划出CAD模型图（如图1），使用BIM技术对管廊管线进行三维建模，剖面图及三维模型（见图2）。

从剖面图和模型图中我们可以发现，强电桥架与400×200新风管发生碰撞；1000×1000新风管与土建梁发生碰撞；1000×1000新风管与工艺排风风管发生碰撞；架设后的强电桥无法放置电缆，没有预留维修空间；水管支管与与新风管、工艺排风管发生碰撞。

通过三维模型可以直观的看到碰撞的位置与效果，提升协同效率。管线综合平衡深化设计。通过分析暖通、给排水、电气、消防及建筑自动化各专业的图纸，对机电各专业管线进行二次布局，剖面图见图3。

将新风管1000×1000变更为1600×630，可以节省370mm吊顶空间；将送风管800×320及回風管630×250调整至房间内布局，不占用吊顶空间；重新调整各管线的标高次序，将强电桥架摆放在最低层，方便电缆施工及日后检修。

对二次深化设计综合平衡后的管线进行三维建模，模型可见图4。

从三维模型很容易得出，原设计图纸存在的问题已经全部解决。

4 结束语

BIM技术由于其直接关系到人们的日常生活，所以其发展目前是我国一个比较受关注的方面。这种建筑施工技术重新影响了数据中心管线铺排的形式，成本更低，也提供了更好的设计思路，而且还可以为建筑施工个各个环节单位提供新的工作思路，BIM技术目前也已经涌现出越来越多的科研成果。无论怎样，BIM所提供的技术基础，是为了能够跟更多的盈利模式相结合，为客户提供服务、促进市场和技术发展的双赢过程。

参考文献

[1]陈 辰，李庆机.电工程综合管线优化中BIM技术的应用[J].土木建筑工程信息技术，2012（03）.

[2]肖良丽，方婉蓉，吴子昊，王小涛.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].工程建设与设计，2013（01）.

[3]朱建国.BIM技术在施工阶段的应用策略研究[J].建筑施工，2013（07）.

收稿日期：2018-9-9