BIM 技术在某互联网数据中心项目中的应用

刘军

（云南云上云信息化有限公司 云南 昆明 650000）

0 引言

当前我国部署加快推进新型基础设施建设，IDC（互联网数据中心Internet Data Center）建设迎来蓬勃发展期。IDC 用于存放服务器设备、存储设备、网络设备等IT 设备，建筑内部结构形式复杂，涉及的专业繁多、工艺复杂、分类精细，导致机电安装工程的施工难度高，各专业之间的协调难度大，传统的设计施工运维管理方法难以满足大型IDC 项目建设运营需求，BIM 建模技术以三维模型为载体，实现了建设项目各项信息的高度集成，可应用于全生命周期，设计阶段确保了设计成果的高效精确，施工阶段保证了对安全、质量、工期及造价的有效控制，运营阶段提高了IDC 运维管理的效率和稳定性。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 技术概念

BIM 是在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称，简称模型[1]。它是以三维数字技术为基础开发，模型中储存了建筑项目的对象信息，是一种多维（空间、时间、成本及其它应用）模型信息集成技术，可以使建设项目的所有参与方在项目的整个生命周期内都能够在模型中获取信息和在信息中操作模型，从根本上改变项目建设和运营管理的工作方式，以达到在建设项目全生命周期内提高工作效率和减少风险的目标。

1.2 BIM 技术起源与发展

BIM 的起源可以追溯到 1975 年 Chuck Eastman 提出的“Building Description System”（建筑描述系统）的概念，2002 年，由Autodes 公司正式发布《BIM 白皮书》后，由 Jerry Laiserin 对 BIM 的内涵和外延进行界定[2]，由此形成世界级的风潮，经过多年的发展和论证，BIM 技术越来越成熟，现如今在国外基本已普及，近年在国内建筑行业也已成为一个不断兴起的领域。

1.3 BIM 技术的优势

（1） 可视化：所见即所得。在项目设计，施工和运营过程中的沟通，讨论和决策都是在可视状态下进行的；

（2） 模拟化：3D 画面模拟、节能模拟、日照模拟、热能传导模拟、施工模拟、应急疏散模拟等；

（3） 协同性：各参建方、各专业在项目各阶段通过一个信息模拟协同工作，减少不合理的变更方案；

（4） 高效化：施工阶段减少错漏碰缺，提高工程质量，运营管理阶段能更快、更有针对性地解决问题，提升管理水平，提高工作效率。

2 项目中的BIM 应用

2.1 项目概况

某大型IDC 中心位于昆明呈贡新区，总建筑面积13 万m2，建筑主要功能区分别为数据机房、动力中心、研发中心及其他辅助功能区等，设计标准参照GB50174-2017《电子信息系统机房设计规范》A级标准，可容纳近8 000 台机架，80 000 个服务器。

2.2 项目各阶段的BIM 应用

2.2.1 设计阶段

纵观BIM 技术在我国的发展历程，首先接触BIM 的就是建筑设计行业，BIM 可以提高设计的品质和缩短设计的周期，并降低建筑工程在整个进程中的风险。

方案设计阶段：根据设计规范，数据中心国家A 类信息机房的位置选择、环境要求、建筑结构均有很严格的标准，利用BIM 技术，可对项目所处的场地地形地势、风向、周边的道路河流及建构筑物等环境进行分析，对设计方案可行性进行充分的论证，对下一步深化工作进行推导和深化。建筑功能布局是数据中心方案规划的重要环节，BIM 建模后，进行可视化比选，相比传统设计能节约大量方案比选时间。

初步设计阶段：初步设计成果主要是用于确定具体技术方案及为施工图设计奠定基础。BIM技术应用后，通过BIM 模型可以更高质量地完成建筑设计、优化分析及综合协调。在该过程中，沟通、讨论、决策应用围绕方案设计模型进行，将修正后的模型生成平面、立面、剖面及节点大样，这样保证了模型与图纸间数据的关联性，有利于施工图设计阶段的设计修改。

施工图设计阶段：在传统的数据中心设计中，各专业间以定期、节点性的方式配合，存在数据交换不充分、理解不完整的问题。采用BIM 技术实现了一点对多点的交流模式，各专业之间的信息交流是唯一且连续的，将所有的数据整合在一个中心平台上，使信息沟通更流畅、更精确，大幅地提高了设计效率和成果的准确性。

2.2.2 施工阶段

施工准备阶段：本IDC 项目机电安装工程包括给排水、电气、暖通空调及智能化等多个专业。涉及的专业多、管线排布紧密复杂，各专业管线之间空间碰撞严重。由于设计单位的BIM 是从设计验算、展示的角度做的模型，没有考虑施工工艺衔接、施工进度、成本控制等施工管理因素。施工单位根据项目的实际需求，建立BIM 全专业模型，从如下几个方面进行优化和展示。

（1） 碰撞检查：建模完成后对模型运行碰撞检查，形成冲突报告，对冲突部位进行反馈、讨论，再通过冲突报告快速查找冲突部位，及时调整优化；

（2） 排布优化：对各专业进行调整，二次深化，合理布局，满足安装净高和设备通道的检修要求，确定管线最终排布方案，特别是研发中心楼层层高矮，通过排布优化，保证了内装的吊顶高度；

（3） 漫游展示：制作室外及室内漫游，将模型向各参建方进行展示、讨论、交流，达成共识后形成最终排布[3]。

施工实施阶段：

（1） 根据最终确认的BIM 出具机电工程各专业的平面图，用于指导施工；

（2） 利用BIM 的可视化特性，直观明确地对重点、难点部位进行施工技术交底，以提前发现潜在问题，减少施工过程中的不确定性和风险；

（3） 信息机房屋面有较多的大型空调设备，如蒸发冷主机、冷却塔等，利用BIM 技术，进行可视化施工方案的制作，对大型设备的吊装模拟，确保吊装施工安全；

（4） 利用BIM 技术生成的工程数据，导出后作为工程量计算的依据，提升工程量计算的客观性和效率，有利于各类计划的编制，合理安排资源，高效利用，有效避免浪费与返工现象，有效减少了造价审核环节的工作量，加强了项目全过程的成本控制。

2.2.3 运维阶段

该IDC 信息机房为无人值守机房，存在较多租赁托管服务，运维管理难度大、灵活度强。运维阶段依托施工阶段更新的BIM，添加调试试车环节数据，并加载运维管理相关组件后，投入到运维管理过程中使用，提高了运维人员的效率和各系统的稳定性，加强了运维过程的安全性和操作的准确性。具体应用在：

（1） 运维管理可视化：在调试、预防和故障检修时，运用BIM 技术可确定机电各专业设施设备在建筑中的位置，较传统方式，省略了大量翻阅图纸的时间，更直观；

（2） 应急管理决策：利用BIM 来现场模拟突发事件，评估突发时间导致的损失，确立相应的应急预案；

（3） 设备信息管理：可提取模型内各设备设施相关实时信息，了解动态信息，根据信息制定维护计划；

（4）能源管理：IDC 能耗主要来源于IT 设备、空调系统和供配电系统，电源使用效率（PUE值）已经成为行业内通行的数据中心电力使用效率，用以衡量IDC 绿色程度。基于BIM 信息，利用能耗分析软件来优化机电各系统参数，降低PUE 值，提升IDC 绿色程度；

（5） 租赁服务管理：利用BIM 模型信息对租赁空间或租赁设备进行统计查询管理。

3 BIM 技术在项目应用中的痛点

一个项目的优化，设计阶段占70%，施工阶段占20%，运维阶段占10%，站在建设方的立场，正向设计是非常重要的，但是就目前市场环境来说，正向设计不在设计院的商业逻辑里，设计院的模型以出图为目的，不是为建设方提供数据用的，施工方同样也只从施工的角度出发，所以就一个项目的从设计到施工再到交付使用，各个阶段都在反复建模翻模。未来可能通过标准的制定、行业的规范，让设计院提供图纸的同时也提供数据，施工过程中完善数据，但这个过程会很漫长。

4 结语

BIM 是一项不断发展和完善的信息技术，对建筑行业的全生命周期工作效率起到飞跃式发展提升，对企业管理起到变革作用。虽然目前BIM技术本身和在行业内的应用还存在些缺陷，且在处理各种业务过程中对计算能力和数据存储能力也提出了较高需求。随着国家大数据、云计算的飞速发展，将反推BIM 技术的发展和提升，使得BIM 技术会在将来IDC 建设中得到更好的应用。