吳少強(qiáng)

（甘肅省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000）

既有建筑物的檢測加固工作過程中，會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，增加了工程的設(shè)計(jì)、管理的難度。為了滿足對既有建筑物檢測和加固的要求，需要在檢測加固工作中應(yīng)用BIM技術(shù)，改善傳統(tǒng)模式下工作中的問題，為提升建筑物的質(zhì)量創(chuàng)造提供的保證。

1 既有建筑檢測加固改造中的問題

1.1 信息精度差

國內(nèi)大部分需要進(jìn)行加固改造的既有建筑，其竣工交付的材料均以紙質(zhì)材料為主，文檔保護(hù)和保存工作難度較大。建筑物的文檔信息會因管理不善導(dǎo)致材料缺失，紙質(zhì)文檔在保存過程中易出現(xiàn)污損、褪色和變形等問題，導(dǎo)致部分重要的建筑設(shè)計(jì)信息存在較大的模糊性和不確定性。雖然在后期完成鑒定、檢測后，可對原本信息進(jìn)行補(bǔ)充，但若繼續(xù)采用紙質(zhì)文件仍存在信息保存效率差等問題，易導(dǎo)致信息傳遞出現(xiàn)失真的情況[1]。

在缺少高精度信息的情況下，難以完成反饋信息的傳遞，不利于對建筑工程的施工精確性控制。

1.2 既有信息的利用率低

紙質(zhì)的文檔信息，存在信息提取困難的問題，難以對信息開展查詢工作，降低了工程的施工效率。對既有建筑進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時，文檔信息繁雜，設(shè)計(jì)人員難以高效使用文檔完成對既有建筑的改造方案設(shè)計(jì)，不利于完善提取信息。

建筑物的改造過程中，設(shè)計(jì)專業(yè)間會因信息交流不暢導(dǎo)致信息孤島存在，改造設(shè)計(jì)會存在頻繁的變動，需要在設(shè)計(jì)的過程中考慮空間帶來的限制，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)難度大，不同專業(yè)間難以進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)優(yōu)化。

進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)等工作時，涉及跨專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，缺少有效的信息交流，會影響建筑物的優(yōu)化效率，導(dǎo)致不同設(shè)計(jì)間存在矛盾和沖突，造成改造后的建筑物仍缺少穩(wěn)固性，破壞了原本的環(huán)境協(xié)調(diào)，存在空間應(yīng)用不合理問題等[2]。

1.3 對建筑物缺少有效的維護(hù)管理

我國建筑物缺少有效的日常維護(hù)工作，部分建筑物沒有案例維護(hù)檔案，建筑物維護(hù)檔案缺少維護(hù)前后的相關(guān)信息記錄。部分建筑物的業(yè)主的信息維護(hù)意識欠缺，或存在建筑物的維護(hù)主體不明確等問題，缺少對建筑物維護(hù)工管理作的有效統(tǒng)籌。

除此之外，存在建筑物的維護(hù)管理流程建設(shè)問題，缺少規(guī)范化的管理手段，導(dǎo)致對相關(guān)計(jì)算機(jī)管理軟件的應(yīng)用效率較低。

2 BIM技術(shù)在既有建筑物檢測加固中的應(yīng)用需求

BIM技術(shù)具有可視化、全生命周期管理等優(yōu)勢，可滿足建筑工程協(xié)同建設(shè)的要求。BIM技術(shù)在建筑物的檢測加固工作中具備一定的優(yōu)勢和應(yīng)用意義，可通過其對數(shù)據(jù)的高效管理能力，改變傳統(tǒng)建筑物的施工方法，并嚴(yán)格控制檢測、改造加固工作，提高建筑物加固施工質(zhì)量、水平。

傳統(tǒng)建筑工程檢測加固施工中，難以對信息開展有效管理，增加了對建筑物進(jìn)行加固改造工作的難度。使用BIM技術(shù)可對建筑物建設(shè)和運(yùn)營進(jìn)行全程管理，借助數(shù)據(jù)庫采用智能化模型，可實(shí)現(xiàn)對建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營的集成協(xié)同管理[3]。

在建筑物的改造過程中，BIM系統(tǒng)可保證設(shè)計(jì)人員之間的信息交流，避免出現(xiàn)信息孤島問題。在對既有建筑完成檢測工作后，應(yīng)建立BIM信息模型，其具有良好的共享性，并直觀展示建筑模型。在建筑物加固改造的過程中，可對現(xiàn)場信息實(shí)時同步，記錄施工改造過程，為管理和日后的運(yùn)營提供良好的數(shù)據(jù)支持。

3 BIM技術(shù)在既有建筑檢測加固中應(yīng)用

3.1 檢測階段的應(yīng)用

既有建筑的檢測工作中，包括測繪房屋建筑的結(jié)構(gòu)、平面布置、立面布置情況等信息，應(yīng)分析建筑的結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度，檢查房屋的損傷情況，并做好調(diào)查記錄工作，對房屋建筑的沉降情況進(jìn)行檢測標(biāo)定。獲取的信息主要以圖紙、照片和文字的形式呈現(xiàn)在檢測報(bào)告中，存在信息內(nèi)容過于冗長、不夠直觀等問題，應(yīng)在后續(xù)的改造和加固工作中對房屋建筑進(jìn)行二次調(diào)查[4]。

通過使用BIM技術(shù)進(jìn)行檢測，可直觀展示建筑物狀況，將其導(dǎo)入建筑物的模型后，可在改造的管理工作中直接使用，還可將模型融入智慧城市管理平臺，提升建筑后期運(yùn)營維護(hù)工作的效率，充分應(yīng)用建筑物的檢測成果。

在布置較簡單、明晰的建筑物改造工作中，可使用原來的設(shè)計(jì)圖紙建立BIM模型，若設(shè)計(jì)圖紙遺失，且測繪工作難度較大時，可根據(jù)現(xiàn)場情況使用3D掃描儀進(jìn)行既有建筑物的點(diǎn)云圖像，可分析建筑物的空間分布、結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件狀況、構(gòu)件損傷開裂等情況，將形成的三維模型導(dǎo)入BIM系統(tǒng)中，以供后期使用。

3.2 改造加固設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有可視化、具體化的表現(xiàn)優(yōu)勢，利用建筑物的三維模型，可使設(shè)計(jì)人員更了解工程的限制條件、結(jié)構(gòu)形式、施工中的操作空間、構(gòu)件的損傷情況、總體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能等，使設(shè)計(jì)人員可根據(jù)建筑物的整體情況，制定較合理的設(shè)計(jì)方案，滿足加固需求。BIM技術(shù)可通過三維動畫展現(xiàn)建筑物的整體改造過程，充分展現(xiàn)建筑物在加固前、后存在的差異。

結(jié)合建筑物檢測鑒定階段獲得的數(shù)據(jù)，建立BIM模型，快速提取結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)，通過對比建筑物在加固改造前后的建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度、建筑物構(gòu)造和力學(xué)性能等情況，對后期的加固效果進(jìn)行預(yù)判，分析加固是否影響原本結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是否對建筑的功能造成影響，判斷施工的合理性。

利用BIM模型可以劃定加固改造的可操作空間，防止在選定加固方案后，存在施工設(shè)備材料運(yùn)輸、安裝等工作中與建筑原有的場地存在沖突，確保改造施工正常進(jìn)行。

使用增加輔助構(gòu)件的方法對建筑物進(jìn)行改造時，使用BIM技術(shù)可自動完成對不同構(gòu)件間的碰撞檢查工作，防止因設(shè)計(jì)、施工存在不合理等情況增加修改費(fèi)用，可有效避免浪費(fèi)的問題出現(xiàn)。在對建筑物局部進(jìn)行拆除時，利用BIM模型可起到較好的指導(dǎo)作用，可幫助工作人員制定建筑完善、合理的拆除方案。

3.3 施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

（1）使用BIM技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場的模擬施工，可在模型中對建筑既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行疊加，對建筑原本的構(gòu)件進(jìn)行拆除，為施工提供足夠的指導(dǎo)，避免建筑物原有結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。

（2）在使用BIM技術(shù)后，建筑物原有的信息模型可進(jìn)行修改，在建筑物結(jié)構(gòu)被改變后，BIM系統(tǒng)中的模型可同步更新，并對施工過程進(jìn)行準(zhǔn)確的管理，提升工程的施工效率、管理精確性。

（3）利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理時，可實(shí)時進(jìn)行建筑物質(zhì)量、進(jìn)度分析，并自動化計(jì)算工程的成本，系統(tǒng)能夠以動畫的形式完成可視化模擬、可視化管理，保證施工現(xiàn)場項(xiàng)目有足夠的協(xié)同能力，充分優(yōu)化現(xiàn)場的場地布局，結(jié)合工程施工的狀況進(jìn)行管理工作，提升管理效率。

4 BIM技術(shù)在既有建筑檢測加固中的具體應(yīng)用

4.1 基于BIM技術(shù)進(jìn)行管線的優(yōu)化

建筑物的管線是實(shí)現(xiàn)建筑物各項(xiàng)功能的關(guān)鍵，在建筑物的加固工作中，需要對管線進(jìn)行優(yōu)化改造，并根據(jù)既有建筑物的管線情況制定改造方案。使用BIM模型可方便設(shè)計(jì)人員在虛擬環(huán)境下對建筑管道、配件等設(shè)施進(jìn)行查看，專業(yè)的工程師可根據(jù)模型的位置、疊加情況調(diào)整施工方案，并完成硬碰撞、軟碰撞的檢測工作，保證施工的可行性。

針對建筑的給排水、通風(fēng)管道系統(tǒng)導(dǎo)出三維圖，可進(jìn)行碰撞檢測，可分析工程施工中的條件限制，可明確樓板開洞位置，進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記和剔鑿，如果需要斷筋，須根據(jù)要求進(jìn)行處理。

4.2 基于BIM技術(shù)的節(jié)能改造

部分既有建筑物因結(jié)構(gòu)落后，相比新式建筑存在較多限制，建筑物會存在較高的能耗。在加固改造工作中，可通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，確保改造后的節(jié)能水平，降低建筑的運(yùn)行成本。

依靠BIM技術(shù)具有的數(shù)據(jù)可重復(fù)性修改的特性、不同參數(shù)間聯(lián)動驅(qū)動的特性，可對建筑物進(jìn)行能耗建模分析，并構(gòu)建可降低建筑物能耗的模型。使用revit建筑模型可根據(jù)構(gòu)件的尺寸，確定建筑構(gòu)件的強(qiáng)度，并對建筑物的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對耗能進(jìn)行評估，幫助完成建筑物能耗方案的優(yōu)化工作。系統(tǒng)可對建筑物的年度能耗進(jìn)行判斷，并針對不同月份的能量負(fù)荷進(jìn)行分析。

5 結(jié)語

綜上所述，使用BIM技術(shù)開展建筑物的檢測加固工作，可降低建筑物在施工過程中的事故發(fā)生率、圖紙出錯率，保證加固施工過程中各環(huán)節(jié)間的配合，避免設(shè)計(jì)問題，提升加固工作的效率。在進(jìn)行改造加固施工后，其竣工后的BIM模型可應(yīng)用在工程的管理工作中，在維護(hù)和設(shè)施管理中具有重要價值，有利于提升工程的生產(chǎn)效率。