BIM技术与互联网数据中心(IDC)项目是建筑业的两大发展重点,两者有机结合能够使BIM技术在IDC项目的快速建设下实现迅速壮大,IDC项目也在BIM技术的帮助下提升建造效率和施工质量。文章从BIM技术在实际IDC项目中的有效应用点出发,对实操性强、推广性强的应用点进行整理汇总,探讨BIM技术如何更好地适应IDC项目建造。1BIM技术在IDC项目中的应用优势BIM技术具有可视化、参数化、模拟化三大基础特性,在此基础上衍生出许多进阶性质的特性,如协调性、优化性等。就国内BIM技术发展现状来看,该技术还具有较强的技术融合性与开发性。在IDC项目建造过程中,可以基于BIM技术的三大基础特性及衍生特性辅助项目的施工生产管理,将具备基础特性的BIM应用点普及在各IDC项目中,将具备衍生特性的BIM应用点运用在有特殊需求的项目中,发挥BIM技术的优势。2实践项目背景阿里巴巴张北云计算数据中心察哈尔一期工程项目位于河北省张家口市张北县经开新村产业园,总占地面积20 万m2,建筑面积12 万m2,建设范围包括5栋数据中心机房楼、综合楼、柴发楼、门卫、消防泵房及相应室外配套工程。项目作为阿里巴巴在张北部署大规模云计算服务基础设施的重要基地之一,也是“中国数坝·张北云计算产业基地”计划的重要组成部分,建成后将成为北方最重要的大数据产业集聚地,是国家推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,全方位展现大数据产业价值的典型代表[1]。3基于实际IDC项目的常规BIM应用实践3.1模型的建立和优化项目在建模前对比了市面上常见的20款建模软件,研究仅针对IDC项目进行BIM技术应用,故选取主流建模软件进行比选,如SketchUp、Tekla、Bentley、ArchiCAD、Revit、Dynamo等,广联达系列建模软件对工程量计算功能生态强,但对复杂图形模型的支撑度一般,故在建模阶段不考虑。最终通过建模软件的分析及比选,确定主要核心建模软件为Autodesk与Trimble公司的系列软件,钢结构建模采用Tekla Structures进行精细化建模,钢混结构、机电、建筑模型采用Revit进行精细化建模,模型精度按照LOD 350执行,异性构件建模则使用自由度最高的Dynamo进行编程建模[2]。在模型优化方面,IDC项目机房的管线种类多、数量大,各专业交叉协调复杂,在平面设计阶段难以发现管道标高的位置冲突,因此多以此类节点作为优化重点。通过模型的搭建,以标高、使用功能、检修便捷性为优化侧重点,提前发现标高过低、管线交叉压缩检修空间、管线路由冗杂等问题,提出相应解决方案反馈给相关方。3.2机电管线的综合排布及碰撞测试模型建立完成后,通过Navisworks软件将不同专业、同一楼栋的模型进行合并,使用Navisworks软件中的碰撞测试功能,发现因设备机房集中、管线密集交叉情况严重、管道与阀门焊接接驳数量庞大等原因引起的管线碰撞问题,最终以报告的形式进行汇总,及时与相关方进行沟通协调,在施工前完成图纸及模型的调整[3]。Navisworks碰撞侧界面及报告如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F001图1Navisworks碰撞侧界面及报告3.3漫游技术的应用在IDC项目中,漫游技术更多应用在模拟施工阶段、检查模型尺寸、生态优化。(1)使用Lumion进行漫游模拟与平面布置优化。通过Revit导入Lumion的插件,将模型按照顺序导入,借助漫游技术对场地布置进行进一步分析和优化,使材料堆场、库房、移动厕所等临时设施取得更合理定位,减少临时设施多次移位而造成的经济损失。场布漫游模拟及优化如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F002图2场布漫游模拟及优化(2)通过Fuzor的模型漫游,检查房间净空高度及安全质量风险。将Revit模型导入Fuzor软件后,操作人员可通过仿真小人对各空间的尺寸进行检查,对高度要求严格的房间进行标注,对可能存在安全隐患的位置进行标记。Fuzor漫游界面与净空高度标注如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F003图3Fuzor漫游界面与净空高度标注(3)利用Lumion对楼体内进行生态优化。在前期建模阶段,为提高建模效率减小模型体量,不宜添加设备、机柜等构件,但为避免按图施工后效果不满足使用要求的问题,需要对其进行提前漫游模拟。Lumion软件中自带此类构件,添加所需构件后即可按照正常动线要求进行漫游,对完善建筑生态有一定帮助。建筑生态完善的漫游优化如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F004图4建筑生态完善的漫游优化3.4复杂节点的深化、工艺展示与交底IDC项目建造节奏快,对深化设计的效率和精度要求高,模型建立后应及时对各专业情况进行汇总,将管线交叉多、数量多、净高要求高的复杂节点位置进行专项深化。采用Revit进行节点深化相对方便且精准,在优化完成后将模型及导出的平面图纸进行报审,能够更快速、直观表达深化意图,加快报审流程效率。复杂节点二次深化如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F005图5复杂节点的二次深化在施工工艺展示与交底方面,可以利用Revit导出拟展示的节点三维图片,对节点内容进行细化标注,直观展现不同部位的施工工艺做法。施工节点的三维交底如图6所示。图6施工节点的三维交底10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F6a1(a)竖隐横明幕墙节点10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F6a2(b)铝合金百叶节点遇到复杂节点无法在一张三维效果图中进行详细展示及交底,可以借助3DMax、Fuzor、Lumion、广联达5D等软件进行三维动画模拟,广联达5D与Lumion的动画制作实用度更高,操作简单,适合在IDC项目中运用。施工节点的动画展示如图7所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F007图7施工节点的动画展示(广联达5D)3.5BIM 4D技术的进度管理应用BIM 4D技术是将静态BIM模型按照时间轴进行模拟生长,在3D模型的基础上添加时间维度即为4D模型,主要用于项目进度管理。区别于传统方式上采用Oracle Primavera P6、Project等软件的逻辑连接方式,BIM 4D技术采用建模挂接的方式进行编制,可以有效减少进度计划排布过程中的逻辑漏洞。完成BIM 4D进度计划编制后,可以直接生成项目建造动画,在直观的3D动画中能更有效地对进度计划合理性进行评估。目前使用较多且效果较好的4D软件主要有广联达5D、Navisworks Manage、Project Wise Navigator、Visual Simulation、Synchro 4D。Navisworks Manage可以兼容多种模型格式,且软件操作界面友好,便于掌握,经过实践测试,认为其较为适用于IDC项目,但如果考虑后期添加5D成本模拟,则选择广联达5D平台更划算。BIM 4D技术的应用可以给工期控制严格的IDC项目带来一定辅助,可以为工期调整与工期合理性带来更直观体现,在一定程度上实现了项目的动态管理理念。4D进度模拟如图8、图9所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F008图8基于Navisworks Manage平台的4D进度模拟10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F009图9基于广联达5D平台的4D进度模拟4基于实际IDC项目的BIM应用创新及拓展4.1即时力学计算的应用多数IDC项目自立项至图纸设计再到现场施工的总耗时不足3个月,无法给设计方留出更多的精细设计时间,多是由相似案例套图得来。因此对特别功能分区的管线调整后,不能及时对管线支吊架的细部构造结合受力分析结果进行图纸修改。项目借助BIM模型对管线进行了综合排布,在包间、走廊等位置采用联合支吊架代替原方案中的各专业单独支吊架。为保证支吊架的使用安全性,使用广联达MagiCAD组件对联合支吊架进行即时受力计算分析,并在多次管线优化排布中同步更新计算结果,使支吊架的理论安全性得到数据支撑。MagiCAD联合支吊架受力验算如图10所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.040.F010图10MagiCAD联合支吊架受力验算4.2复杂节点的模块化生产技术模块化生产建造主要流程为模型参数收集、建立模型、模型优化、模块分割、出具加工图和二维码。在深化设计前应确定加工生产所需的设备及材料的规格、型号、技术参数,编制专项设备及材料样本要求细则,严格按照设备及材料厂家提供的样本进行深化设计。根据二维图纸对设备布置、管线走向、标高控制等进行三维模型建立并优化,采用碰撞检测功能找出冲突位置并完善设计[4]。以项目的水泵房为例,在BIM深化设计时,结合施工区域内的管线综合布置情况和运输吊装条件,进行合理设备及管线预制模块划分,将水泵房内12台水泵拆分为2个泵组共4个模块,将主管道拆分成6个主管道模块,将设备进出口阀门及配管拆分为4个阀组模块。模块分割完成后,按照划分思路进行模型细化,形成工厂预制生产的施工图、现场模块化施工的模块组合图、机房施工平面图等。4.3BIM与VR技术的融合应用VR虚拟现实是集生态仿真技术、影像技术、人机连接技术、计算机图形学、体感传输技术、互联网同传技术等多种技术的集合。该技术的主要应用范畴包括真实环境模拟、人体体感感知和三维影像交互等方面,不仅是影像技术带来的视觉感知,还有听觉、触觉、体感运动传达等[5]。把BIM技术与VR技术融合后,可以将两者的应用优势相辅相成,以BIM技术对工程真实环境进行高精度的三维呈现,为VR技术提供可靠的真实环境影响模拟基础,以VR技术展现真实的BIM模型与施工现场真实环境。可以将工程项目的全寿命周期以分阶段的形式展现,在工程建设之初让参建者获得真实的项目各阶段施工安排、场地布置、施工技术、安全施工构思、工期进度、质量控制、工程成本造价、装饰装修效果展现等信息。BIM+VR技术是BIM应用的发展方向之一,可实现真实体验漫游、渲染、测量尺寸、查看材料属性等功能,将需要确认的样品进行实景搭建,将多种备选导入设备,即可实现VR实景展现,对不同材料单颜色、尺寸、材质信息进行空间展示,对于装饰装修工程中的装修效果确认、样品确认等工作具有辅助作用。在安全施工方面,将预建造模型导入VR设备,提前模拟现场施工环境,对临边洞口未封闭、临边部位未围护的位置提前发现和预防。5结语文章以实体工程为实践样板,总结适用于IDC项目工程特点的BIM技术应用体系,所介绍的BIM技术应用技术均是在目前较为成熟的BIM技术基础上进行实践和拓展。

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