文/紀(jì)爽

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，帶領(lǐng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的軌道?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，簡(jiǎn)稱(chēng)IDC）機(jī)房需求日益增長(zhǎng)。IDC數(shù)據(jù)中心是IT工業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管線(xiàn)眾多的大型工程。

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

IDC數(shù)據(jù)中心遇上BIM技術(shù)，將帶來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新革命。

1 BIM的概述

1.1 BIM技術(shù)的介紹

BIM即“建筑信息模型”，運(yùn)用BIM技術(shù)作設(shè)計(jì)的過(guò)程，不是純粹是3D設(shè)計(jì)，而是個(gè)虛擬的建筑模型，是一個(gè)包含了項(xiàng)目設(shè)計(jì)全部信息的綜合電子數(shù)據(jù)庫(kù)。在這樣一個(gè)真實(shí)的數(shù)字化的模型中，可以任意的輸出平面、剖面、立面，以及各種細(xì)部詳圖、建筑材料、門(mén)窗表，還可以輸出預(yù)算報(bào)表、施工進(jìn)度等等。隨著數(shù)字化、信息化及智能化技術(shù)的發(fā)展，以BIM技術(shù)為核心的多種3D軟件日趨完善和成熟，在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短時(shí)間、節(jié)約成本等方面，有著2D CAD軟件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

1.2 BIM技術(shù)的作用

隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，數(shù)據(jù)信息將更加豐富，更加詳盡。三維可視化模型基于最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型，

1.2.1 碰撞檢查，減少返工

BIM技術(shù)最大的特點(diǎn)就是3D可視化，首先根據(jù)綜合管線(xiàn)確定的標(biāo)高、位置，建立BIM模型，將土建、機(jī)電、暖通、給排水、消防管路等模型進(jìn)行融合，利用碰撞檢查功能，直接生成碰撞表單，對(duì)其進(jìn)行篩選歸類(lèi)，歸納形成分析結(jié)果，逐個(gè)調(diào)整及優(yōu)化。避免了施工時(shí)各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)碰撞，減少返工帶來(lái)了損失，最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線(xiàn)方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量。

1.2.2 墻體開(kāi)洞

在碰撞檢查后的BIM模型里，為模型中穿墻的水管、風(fēng)管、橋架進(jìn)行開(kāi)洞，并自定義選擇是否添加套管，支持自定義修改套管的計(jì)算規(guī)則。完成開(kāi)洞后，導(dǎo)出墻體開(kāi)洞施工圖，大大提高了土建施工時(shí)，墻體開(kāi)洞的效率和準(zhǔn)確性。

1.2.3 虛擬施工，有效協(xié)同

運(yùn)用BIM技術(shù)協(xié)助施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵工藝、工序等進(jìn)行模擬，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)。運(yùn)用 BIM技術(shù)模擬大型機(jī)電設(shè)備吊裝，提供4D動(dòng)畫(huà)演示，驗(yàn)證吊裝方案合理性。這樣通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)，大大減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題，減少返工和整改。

1.2.4 3D渲染，宣傳展示

BIM模型可以真實(shí)還原圖紙中的設(shè)計(jì)效果，讓用戶(hù)脫離傳統(tǒng)的平面線(xiàn)條，通過(guò)導(dǎo)出的3D動(dòng)畫(huà)，給人以最真實(shí)感和直接的視覺(jué)沖擊。結(jié)合二次渲染工具，提升了3D渲染效果及精度，可以更加直觀的給業(yè)主及客戶(hù)介紹設(shè)計(jì)理念，大大增加了中標(biāo)率。

1.2.5 圖紙導(dǎo)出，指導(dǎo)施工

根據(jù)碰撞檢查后的BIM模型，可直接導(dǎo)出施工圖紙，提供關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及或整體的綜合平面圖、深化剖面圖紙等。各種平面、立面、剖面圖紙和材料表都從BIM模型中得到。一些特殊構(gòu)件的加工圖紙，也可以在完成建模后導(dǎo)出，指導(dǎo)廠家加工生產(chǎn)。

2 實(shí)際工程案例

2.1 概述

寶之云IDC四期數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目工程為多層互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）建筑，筑總面積63167m2，3層建筑，首層設(shè)置冷凍機(jī)房、高壓配電室、低壓配電室、ΕPS、小機(jī)房、通信機(jī)房等其他輔助用房，二層、三層分別設(shè)置微模塊機(jī)房、核心機(jī)房及低壓配電室、UPS室、蓄電池室等。

本工程機(jī)房數(shù)量多、建筑面積大、機(jī)房?jī)?nèi)的管線(xiàn)設(shè)備復(fù)雜以及可靠性要求高。機(jī)房?jī)?nèi)的關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行所需要的環(huán)境因素，如供配電系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、機(jī)柜、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、綜合管線(xiàn)等是關(guān)鍵的物理基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定的運(yùn)行決定了本工程的建設(shè)成功與否。

2.2 BIM應(yīng)用

根據(jù)《上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指南（2017版）》的要求，BIM技術(shù)的實(shí)施是全系統(tǒng)的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)BIM價(jià)值的最大化。寶之云IDC項(xiàng)目的BIM應(yīng)用是以工程建設(shè)項(xiàng)目的全員、全專(zhuān)業(yè)、全過(guò)程建設(shè)和管理為總體目標(biāo)。寶之云IDC項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用的總體實(shí)施應(yīng)滿(mǎn)足全面管控工程項(xiàng)目的品質(zhì)、成本、工期和效率的根本訴求。利用BIM技術(shù)的過(guò)程模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的有效掌控；利用基于BIM技術(shù)的協(xié)同管理優(yōu)勢(shì)，確保寶之云IDC項(xiàng)目管理效率的大幅提高。

（1）針對(duì)寶之云IDC項(xiàng)目機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn)，各專(zhuān)業(yè)在深化設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)解決管線(xiàn)綜合以及與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞問(wèn)題，包括施工圖紙的直接沖突、管線(xiàn)設(shè)備安裝時(shí)的操作空間、設(shè)備檢修必須的空間占位、大型設(shè)備吊裝和運(yùn)輸路線(xiàn)分析等，在施工實(shí)施之前解決上述問(wèn)題，達(dá)到確保工程質(zhì)量、控制工程造價(jià)的目標(biāo)。

圖1：碰撞表單

圖2：墻體開(kāi)洞圖

圖3：變壓器信息

圖4：橋架明細(xì)表

本項(xiàng)目涉及各類(lèi)管線(xiàn)34種，碰撞檢查反反復(fù)復(fù)50余次，解決碰撞點(diǎn)1000余處，對(duì)于減少因“錯(cuò)、缺、漏、碰”導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更，促進(jìn)設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，起到了非常大的作用，也為后續(xù)的管線(xiàn)快速、正確施工，奠定基礎(chǔ)。碰撞表單如圖1所示。

（2）根據(jù)碰撞、優(yōu)化后的BIM模型可以直接標(biāo)識(shí)出管道穿梁、穿墻和樓板的位置和尺寸，再結(jié)合規(guī)范要求，直接出墻體開(kāi)洞圖（圖2），指導(dǎo)土建施工，大大縮短了開(kāi)洞施工時(shí)間，且提高了開(kāi)洞的準(zhǔn)確性。

（3）通過(guò)BIM模型進(jìn)行可視化施工交底，擺脫托了傳統(tǒng)平面圖紙的復(fù)雜性及難溝通性，讓施工單位更加直觀的了解工程整體概況、施工難點(diǎn)，有一種身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)感。3D模型+CAD圖紙的結(jié)合，讓施工變得更加簡(jiǎn)單高效，更便于項(xiàng)目各方掌握項(xiàng)目過(guò)程，以及核查施工成果。

（4）在碰撞完成的模型里，加入時(shí)間元素，建立一套4D施工進(jìn)度模型，可以隨時(shí)更新完工情況，觀察項(xiàng)目進(jìn)度，結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)時(shí)了解項(xiàng)目各節(jié)點(diǎn)狀況。并為材料設(shè)備的采購(gòu)、加工生產(chǎn)和安裝提供形象直觀的計(jì)劃。記錄實(shí)際施工進(jìn)度的4D模型，為進(jìn)度與計(jì)劃的偏差分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

（5）竣工模型中的機(jī)電設(shè)備包括型號(hào)規(guī)格、制造商、供應(yīng)商、安裝日期、使用壽命、維修周期等參數(shù)，為運(yùn)維提供詳盡準(zhǔn)確的信息。變壓器信息如圖3所示。

（6）輔助工程量計(jì)算，為工程造價(jià)分析提供參考。

BIM模型是一個(gè)富含工程信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，利用BIM模型生成設(shè)備材料明細(xì)，可精確計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目或區(qū)域的工程量。橋架明細(xì)表如圖4所示。

應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

（7）利用模型生成施工圖。利用軟件輸出所有需要的施工圖紙，在軟件里建立所有需要的施工圖框，然后把項(xiàng)目信息，施工說(shuō)明，平面圖，立面圖，剖面圖，和詳圖排列在這些圖框里。這樣，用軟件便完成了一套完整、準(zhǔn)確的施工圖。如圖5所示。

圖5：導(dǎo)出的施工圖

2.3 項(xiàng)目總結(jié)

在本工程中，運(yùn)用了BIM技術(shù)。采用Revit搭建了全專(zhuān)業(yè)的三維模型，采用Navisworks對(duì)各專(zhuān)業(yè)模型進(jìn)行綜合、碰撞檢測(cè)后返回調(diào)整三維模型，最終實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)間協(xié)調(diào)無(wú)碰撞，完成管綜設(shè)計(jì)、吊架設(shè)計(jì)、墻體開(kāi)洞設(shè)計(jì)，并導(dǎo)出CAD施工圖紙和可視.nwd模型文件指導(dǎo)施工。并根據(jù)施工單位及監(jiān)理單位需求導(dǎo)出任一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的三維視圖，用于指導(dǎo)施工和檢查施工成果。

BIM模型輸入依據(jù)為各專(zhuān)業(yè)提出的資料，提供管線(xiàn)走向，大致標(biāo)高。經(jīng)過(guò)BIM管綜設(shè)計(jì)，再反給各專(zhuān)業(yè)修改管線(xiàn)平面定位和標(biāo)高，對(duì)碰撞集中的部位進(jìn)行協(xié)調(diào)解決，消除所有碰撞點(diǎn)。BIM技術(shù)運(yùn)用輸出成果有：

（1）新建機(jī)房全方位精準(zhǔn)建模。

（2）所有房間和走廊管綜的碰撞檢查，并依據(jù)模型對(duì)各業(yè)提出修改意見(jiàn)并及時(shí)調(diào)整。

（3）室內(nèi)綜合管線(xiàn)圖（平面、剖面）。

（4）確定墻體開(kāi)洞并導(dǎo)出施工圖，指導(dǎo)施工。

（5）給相關(guān)專(zhuān)業(yè)提吊架資料或復(fù)核吊架定位。

（6）根據(jù)施工需要導(dǎo)出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的三維立體圖片（jpg）

（7）提供Naviswork模型，項(xiàng)目組和施工單位如有需要可實(shí)時(shí)查閱任何節(jié)點(diǎn)的模型。

在Navisworks模型中，給各專(zhuān)業(yè)的每一種不同的管線(xiàn)都設(shè)定了唯一對(duì)應(yīng)的顏色，便于各方面間協(xié)調(diào)確認(rèn)和可視化交流，以及為施工單位施工參考。

基于BIM的相關(guān)輔助設(shè)計(jì)中，BIM的參數(shù)化和可視化對(duì)于施工圖的修改和碰撞檢測(cè)、管線(xiàn)綜合具有立竿見(jiàn)影的效果，提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)正在引領(lǐng)一場(chǎng)全新的工程建筑行業(yè)的革命，將設(shè)計(jì)師從傳統(tǒng)的的2D時(shí)代帶入了3D甚至4D時(shí)代。BIM是一項(xiàng)信息化、智能化的技術(shù)，服務(wù)于項(xiàng)目全生命周期，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷探索，在IDC數(shù)據(jù)中心這種大型項(xiàng)目里，BIM技術(shù)的應(yīng)用將不斷積累大數(shù)據(jù)化的信息資源，為建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)管理全過(guò)程提供加強(qiáng)大的技術(shù)支撐。