BIM技术在数据中心项目中的应用

何运全

中通服咨询设计研究院有限公司 江苏 南京 210000

引言

在工程设计中，有必要建立有效的技术标准，以确保数据中心项目各参与方有效地使用BIM技术。BIM技术的应用可以为决策者提供准确的依据，使各个环节的建设能够紧密协调、精细管理。利用BIM技术建立的信息模型可以方便施工参与方获取数据信息，保持密切沟通和交流。只有正确认识和理解该技术，才能保证应用的合理性，充分发挥该技术的优势和价值，使工程质量达到相关要求，全面保证工程的使用安全。

1 BIM技术概述

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文简称，是利用现代信息技术发展而来的一项软件性工具。BIM技术具有可视化、协同性、模拟性优势，广泛应用于工程建设全生命周期。在工程设计阶段，应用BIM技术可以实现对建筑信息的全面收集与处理，并以计算机为载体，实现了设计图纸从二维平面向三维模型的转变。借助BIM技术完成三维建筑模型的构建，通过分析模型数据完成参数设计，从而实现对设计图纸可行性的检验，对各项参数进行优化调整，最大限度提高建筑设计质量，从而为后期建筑施工安全稳定提供可靠依据。并且将建设周期内产生的大量图纸、报表数据融入以时间进度、投资发生进度为维度的4D、5D模型中，利用虚拟现实技术辅助设计、采购、施工、试运行等诸多环节，整合各方信息，增强项目信息的互动与共享，提升工程效率。因此，BIM技术在数据中心项目建设中，将发挥出巨大的作用和价值[1]。

2 BIM技术的应用现状

早在1975年，BIM理念就已经被提出，但国内BIM技术起步较晚。BIM技术在全球范围内具有一定影响力，各国学者都对其非常重视，而且从理念提出到现在，BIM技术进行了多方面的深化，目前BIM技术应用范围明显扩大。为了促进我国建筑行业与BIM技术相融合，我国住建部在“十五”科技攻关计划、“十一五”科技支撑计划、“十二五”信息化发展纲要中均指出，要加强对于BIM技术的使用和推广。在国家政策的支持下，BIM技术作为时代发展方向，受到了企业、高校、相关政府部门的重视，企业主要是将加强技术实用性，贴合我国建筑行业实际所学，力图增加经济效益，优化工程质量等；高校主要是研究技术，开发新功能，我国最早对于BIM技术进行实验研究的场所就是高校内的技术研究中心，该中心的设立也推进了其他相关技术的发展；相关政府部门对于BIM技术的推广应用，主要是在全国范围内举办BIM技术大赛以及研讨会，提供一定的资金和政策支持，促进BIM技术的相关发展[2]。

3 BIM技术在数据中心项目设计阶段中的应用

3.1 三维可视化设计

由传统CAD二维平面设计转为BIM三维立体设计，通过建立BIM模型，可以充分发挥可视化软件的优势和作用，制作多视角和任意场景的动画，以直观的方式为人们展示设计效果，使人们对项目设计的预期得到有效体现，让业主提前感受项目全景。另外，通过BIM技术还可以对建筑物进行多角度、全方位的观察，带来的是设计深度和设计精度的显著提升，最终使业务的需求得到最大化的满足。

3.2 多专业协同设计的信息数据库互联互通

数据中心项目设计参与专业较多，包含建筑、结构、给排水、建筑电气、工艺变配电、建筑防排烟、工艺空调、精密空调、柴油发电机、油库和供油管路、智能化和动环监控、电源、数据、传输、装修、景观、造价等众多专业，在互联网＋技术不断普及和信息化处理技术提升的背景下，将设计过程中的各种信息进行融合，实现信息数据库互联互通，建立全专业的三维模型进行协同设计，各专业在同一个三维可视化模型上同步设计，可避免各专业信息不对等的现象，提高设计质量和工作效率。

3.3 设计智能化

图1 屋顶设备管线

数据中心设计在制冷机房、走道工艺管线、屋顶设备及管线和室外管线综合等部位的管线非常复杂，做好这些部位的管线排布是数据中心设计成败的关键环节之一。BIM技术的运用，使设计立体化、三维化和可视化（特别是隐蔽工程）。设计过程在3D可视化的环境内，可精确定位各类管线位置并且可以各专业间协作检测、及时解决管线碰撞冲突问题，真实反应管路连接情况，找到设计中存在的问题和不足，做到及时修改，减少错、漏、碰、缺、设计错误和设计缺陷。根据参数数值的调整，BIM会实时生成调整后的三维模型，将设计形象直观地呈现出来，减少在实际施工中发现设计不合理导致返工的过程。

3.4 设计过程中的造价控制

数据中心项目工艺复杂，在设计阶段的造价控制,对整个项目成本管理具有重要意义，是投资控制的关键。BIM技术可实时进行工程量统计，形成工程量清单，极大地简化造价的工作量，更准确控制工程造价，更好的实现限额设计[3]。

4 BIM技术在数据中心项目施工阶段的应用

4.1 施工准备阶段BIM技术的应用

施工准备阶段，要进行材料、劳力、生产资源、硬件设备工具等方面的施工准备，同时还要对安全、降噪、降尘等辅助措施进行落实，以及对于施工队伍、技术人员、材料供应商等进行落实和联络。通过BIM技术可以减少不必要的流程。施工前对设计阶段形成的数据模型进行准确性检验，作出适当调整、优化后，融入以施工时间进度和投资发生进度为维度，对项目信息模型进行推演，模拟施工，生成模拟的施工视频，方便施工整体过程的宏观认知，并且可以更加直观地了解到施工要求，方便根据模拟数据进行施工状况的调整。采用计算机进行相关数据的运算，可以确保数据的准确性，同时减少人力资源投入。并且可以在施工前反复推演，查找问题，多次修改、完善项目信息模型。

4.2 安全管控

由于劳动者个人原因、施工工艺、机器设备、建筑环境等因素的影响，建筑中的安全问题时有发生。使用BIM技术可以将施工中可能遇到的危险因素通过可视化的方式，运用不同标记呈现出来，加强了施工现场的安全等级，同时，结合现场监控技术、定位技术、预警技术、软件数据分析技术等，采取相应的技术防控措施和管理措施，实现全过程安全管控，有效降低安全风险和管理成本。

4.3 通过信息共享实现精细化管理

数据中心项目的施工过程复杂，涉及专业工种多，各专业施工人员多，这就使得通过传统管理手段难以将各专业施工队伍的职责和管理范围进行清晰的界定。而通过借助BIM模型，将各个环节进行模拟，并在多方模拟的基础上进行综合的分析，充分利用BIM平台的可视化的特点以及信息共享的优势，根据模拟出的情况，对管理过程中可能发生的碰撞和冲突等情况进行调整和优化，并根据工序进行必要的调整。通过对施工方案和安全计划的不断优化，保障施工顺利进行，防止意外情况的发生。此外，还可以利用BIM对一线操作者进行安全技术的培训，BIM技术的三维模型使文化水平不高的操作者如临其境，更能理解安全隐患的存在，提高其安全防范意识。利用BIM技术的复核设计，将模型与现场管理相结合，可以实现可视化的沟通，有助于纠正工序，缩短施工时间、提高施工效率。

4.4 三维信息模型在施工管理上的参考作用

BIM技术在整合数据后，以三维信息模型的形式将构件位置，包括传统的主体结构施工如模板支架搭设、墙柱钢筋绑扎、梁板支模、梁板钢筋绑扎、混凝土浇筑等，机电管线安装如冷冻水管、强电管线、弱电管线、工艺桥架、光缆、排烟风管、给水管、排污管、雨水管、消防管道、电气桥架等和施工环境设备比如吊装车辆，运输车辆，塔吊等，通过模拟设备的位置以及所需空间，能够更好地安排设备的数量以及施工顺序。对于施工过程所需要的设备建立模型，可以提前模拟其运行时可能遇到的问题，例如在有限场地空间内，设备能否正常状态使用，设备之前互相的配合能否正常进行。对于设备的型号选择，也会提供指导信息，特别是一些大中型设备的安装以及使用上。并且可以通过形成视频动画进行直观呈现。BIM系统除了可以模拟相关状况，还可以针对已发现的问题，给出问题的细化描述、相应的解决建议以及指导意见。

4.5 BIM技术在数据中心项目验收中的应用

BIM技术能够帮助验收人员对整个施工过程的相关数据信息进行完整地呈现，并且能够帮助反映各个施工细节。极大程度方便了相关工作人员的验收工作，只需要将实际工程作业数据与相应的数据参数在计算机操作平台上进行对比分析，在同项目数据的对比中可以清晰看到数据的对比和背后反映的真实施工细节差异，并可随时导出因施工过程中出现变化而修正后的BIM模型里的项目工程量数据，便于竣工审计，省去了以往传统验收工作中繁重的人工计算操作，帮助企业节省了人力、物力的同时，为社会经济创造了更多效益，推动合格的数据中心项目尽早投入使用。

5 BIM技术在数据中心项目运营管理中的应用

数据中心项目设备众多，管线众多，安全度要求高，出现服务器宕机时要能马上启动备份保障系统，运营管理面临很大的挑战。BIM模型为实现数据中心可视化运营维护创造了十分有利的条件。通过构建基于3DGIS+BIM基础平台，集成采集设备、传输设备和管理设备等，将数据中心机房内分散的多种监控系统、资产管理系统、预警系统、空间规划系统、运维流程管理系统等，融合成为5D可视化管理平台，可以实现实时监控、数据监测、能效监测、温度监测、漏水漏电监测、机房机器人巡检等数据中心设备可视化运营维护，甚至远程或异地运营维护。

6 结束语

综上所述，随着技术的发展，我国的经济实力也得到了大幅的提升，人们的大型复杂的工程建设的能力和要求也越来越高，不仅要求质量还对管理能效、舒适度等提出更高的要求。利用BIM技术，可以不断地提升和完善数据中心项目的建设、运维水平，提升工作效率和工作质量，促进行业更快更好的发展。但是，值得注意，虽然BIM技术已经相对比较先进，但依旧存在很多问题需要不断改进，这就对相关研究工作提出更高的要求，积极优化和完善BIM技术，并且做好推广，将BIM技术切实运用到实际项目中去，提升和优化数据中心项目设计、施工和运营维护工作的一体化。