數據中心綜合管線排布中BIM技術的運用探討

張萬寶

摘 要：BIM的概念想必大家都不陌生，是一種對工程項目建設的實體化表達。這樣的一個完善的信息模型，能夠連接建筑項目生命期不同階段的數據源。通常數據中心機電設備系統管線復雜，為了保證管線的正常安全運行，引進BIM技術能夠做到信息有效的集成和傳遞，保證有序流動，避免對工藝管線進行計劃鋪設的時候出現信息傳導不連續或者信息孤立。本文闡述了NB-IoT技術的相關概念和發展前景，并提出了一些部署方案，討論了新技術的相關機遇和局限性。

關鍵詞：BIM；新型技術；管線排布

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0317-02

引 言

數據中心由大量計算機服務器設備組成，數據中心是全球協作的特定設備網絡，用來在internet網絡基礎設施上傳遞、加速、展示、計算、存儲數據信息。在當下互聯網如此飛速發展的情況，建設的數據中心也越來越多，關于線路鋪排的要求也越來越嚴格。建造成本需要控制，管線鋪排技術要求高，工藝復雜等。采用BIM技術基礎提供必要的支撐，BIM設計的相關信息數據能夠在整個鋪設周期使用。

1 BIM技術概述及優勢

管線鋪設在傳統項目中很容易出現一些設計不合理導致的重裝問題，這些情況總是需要參建各方來進行彌補，浪費材料并且花費很大。同時帶來的管線返工拆裝，也對項目建設的其他工序帶來影響。BIM技術的優勢就是能夠利用自身可視化功能，使管線設計直觀可視，避免了許多上述情況的發生。BIM技術能夠對管線進行碰撞測試，并作出相應的信息反饋，在綜合管線設計時，設計師可以綜合利用相應數據進行巧妙的設計，降低管線鋪設中出現的各種碰撞情況，減少返工次數節約成本。BIM模型可以對管線的鋪設進行合理排布，滿足不碰撞基本要求的同時，能夠兼顧數據中心對管線鋪設的高要求、留足維護空間、足夠的檢修空間，甚至能精細到管線支架吊線的位置及安裝，和實際的管件采購與制作，全面預先排除在施工階段管線鋪設中可能出現的各種設計問題，使施工過程中的返工問題減少，錯誤減少，方便施工。建筑項目的現場工程師能夠使用BIM構建三維管線方案，進行施工交底，提高施工質量。

在目前，BIM逐漸開始應用的大趨勢之下，我們無法忽視其顯著的技術價值和應用前景，其技術優勢已經為人們所熟知，并且現在能夠逐漸浸透到各個領域中，比如住宅和數據中心建設，相關的技術原理也并不再是秘密，許多企業不得不開始打量這一技術的商業化應用。

①BIM本身就具備信息庫的能力，可以輕松列出即時可靠的棺材材料表。根據材料表清單，可以進行前期的成本預估、工程預算、選擇方案等。沒有BIM時，只能依靠CAD自動化文件進行統計處理，需要仔細測量，測量和統計的過程毫無疑問會費時費力，而且人工進行極易出錯。②BIM技術能夠構造立體多維的數據模型，方便數據的采集和獲得，提高采集數據的準確度，能夠使各種管線的工藝及配件的安裝造價、預算、工程量統計和管理變的簡單可控。能夠有效提高測量、統計、繪圖、造價等人員的工作量。甚至可以直接將各施工階段的成本消耗、材料供應與需求進行合理的判斷和控制。③BIM技術能夠充分利用現代信息技術和互聯網絡，采集大數據，數據計算云端處理，云端儲存，通過云端與施工各方分享設計計劃，供應商、設計師、建設單位等都能通過數據庫進行及時的信息傳輸，保證工作進度和計劃調配。此項技術能夠良好的適應不同種類的施工現場。

2 BIM在數據中心內綜合管線設計中的應用

當前國內大數據中心建設項目采用BIM技術越來越普遍，BIM技術正逐漸成為進行復雜管線鋪排建設的必備技能。數據中心管線的各系統設計，主要先由設計者對數據中心需要安插管線的大型設備進行規劃放置，根據電氣、信息、水暖等專業的設計規范和數據中心的使用要求，再對相應管線進行布置。針對復雜管線情況或狹窄的空間條件，比如轉換層、技術層、吊頂等位置，容易出現就會出現管線擁擠或者發生碰撞。此時，使用BIM系統建立管線模型與土建模型可以很直觀的看見管線的排布情況，能夠在考慮管線鋪排的各種安全規范和技術前提下，把數據中心的各類管線進行規劃統籌，直接可以動態模擬管線設計中存在的矛盾，將管線排布進行可視化建模，解決管線的撞車問題，通過系統提出修改建議，能夠整體調節，使各項工程管線在數據中心的空間上擁有合理的工作位置，并能夠依據建模，給出管線的排布樣圖。整齊有序的管線，能夠滿足數據中心更高的管線要求，滿足數據中心的專業技術要求，全面預先排除在施工階段管線鋪設中可能出現的各種設計問題，使施工過程中的返工問題減少，錯誤減少，方便施工。①綜合管線設計遵循一定的原則：先排布大管徑后排布小管徑管線，先重力后壓力。安排交叉管線時，小管徑需要給大管徑讓位，熱水管需要保溫處理，冷熱水管不可碰撞，冷水避讓熱水，壓力系統管道避讓重力系統管道。如果管道不可彎曲，則需要避讓不可彎曲的管線。結構復雜配件多的管道需要避讓結構單一好安裝的管道，這樣能夠方便管線的維護和配件的統一更換。金屬管與非金屬管也需要避讓區分。對管線進行分層排布時，需要按照蒸汽、熱水、給水、排水管線順序排列。BIM系統能夠將各層進行模擬，夠在考慮管線鋪排的各種安全規范和技術前提下，把數據中心的各類管線進行規劃統籌，合理利用空間。②豎向與橫向的管線排布也需要遵循嚴格的規律要求。豎向上，管道井、電纜井、通風管道、空調管道等各種豎向管井為滿足防火要求，會采用獨立設置的方式，管線一般布置在豎井中。平面上，管線一般布置在數據中心房間的吊頂、技術層或夾層中。一般都是空間比較狹小的位置，所以安裝管線時，需要提前考慮好操作距離、施工的先后順序，日后檢修的余地，各種配件吊架的空間。通過BIM全面預先排除在施工階段管線鋪設中可能出現的各種設計問題。③BIM的具有信息傳遞過程技術能夠充分利用現代信息技術和互聯網絡，完整并且實時，通過云端與施工各方分享設計計劃，各方都能通過數據庫進行及時的信息傳輸，保證工作進度和計劃調配。

3 BIM在數據中心管線鋪排中的應用及相關案例

3.1 BIM在數據中心管線鋪排中的應用

①過去的管線施工需要人工對圖紙進行審核，從而利用圖紙判斷管線排布的難點和要點，這樣會造成人為的失誤，增加了過程損耗和鋪排時間。如今利用BIM模型的虛擬化與可視化，能夠提前捕捉施工難點和關鍵點，提高施工效率。通過施工工藝模擬展示，實施三維模型交底，使施工人員對工作內容直觀認知，提升了土建、機電安裝等各專業協同溝通效率。在應對各種復雜空間時，通過采用BIM技術結合施工方案、施工模擬，進一步優化了施工過程的管理，可以大幅降低施工質量問題，減少了返工和整改，降低施工周期，提高了工作效率。②BIM技術的出現，能夠制定出精準的專業化多維安裝進度表，合理安排數據中心的復雜管線，使復雜的施工環境變得比較方便。傳統的施工中，各施工方的管線并不經過統一的協調控制，大家都只圖自己方便，但卻帶來了各種不必要的麻煩。引入BIM技術多維技術后，能夠實現對施工項目的預先進度的可視化管理，合理安排施工工序、安裝進度，減少浪費及提高效率，有效的減少窩工、人工的浪費，提高經濟效益。

3.2 實際案例

以某數據中心二樓西走廊為例，首先劃出CAD模型圖（如圖1），使用BIM技術對管廊管線進行三維建模，剖面圖及三維模型（見圖2）。

從剖面圖和模型圖中我們可以發現，強電橋架與400×200新風管發生碰撞；1000×1000新風管與土建梁發生碰撞；1000×1000新風管與工藝排風風管發生碰撞；架設后的強電橋無法放置電纜，沒有預留維修空間；水管支管與與新風管、工藝排風管發生碰撞。

通過三維模型可以直觀的看到碰撞的位置與效果，提升協同效率。管線綜合平衡深化設計。通過分析暖通、給排水、電氣、消防及建筑自動化各專業的圖紙，對機電各專業管線進行二次布局，剖面圖見圖3。

將新風管1000×1000變更為1600×630，可以節省370mm吊頂空間；將送風管800×320及回風管630×250調整至房間內布局，不占用吊頂空間；重新調整各管線的標高次序，將強電橋架擺放在最低層，方便電纜施工及日后檢修。

對二次深化設計綜合平衡后的管線進行三維建模，模型可見圖4。

從三維模型很容易得出，原設計圖紙存在的問題已經全部解決。

4 結束語

BIM技術由于其直接關系到人們的日常生活，所以其發展目前是我國一個比較受關注的方面。這種建筑施工技術重新影響了數據中心管線鋪排的形式，成本更低，也提供了更好的設計思路，而且還可以為建筑施工個各個環節單位提供新的工作思路，BIM技術目前也已經涌現出越來越多的科研成果。無論怎樣，BIM所提供的技術基礎，是為了能夠跟更多的盈利模式相結合，為客戶提供服務、促進市場和技術發展的雙贏過程。

參考文獻

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[2]肖良麗，方婉蓉，吳子昊，王小濤.淺析BIM技術在建筑工程設計中的應用優勢[J].工程建設與設計，2013（01）.

[3]朱建國.BIM技術在施工階段的應用策略研究[J].建筑施工，2013（07）.

收稿日期：2018-9-9