BIM技術(shù)在舊建筑改造中的應(yīng)用優(yōu)勢探析

王鈺

摘要：BIM技術(shù)在信息化時代下對建筑業(yè)起到非常重要的影響，在部分領(lǐng)域內(nèi)BIM技術(shù)都有所涉及。當(dāng)前，在舊建筑改造中的應(yīng)用能滿足綠色建設(shè)發(fā)展的要求。雖然BIM技術(shù)在舊建筑改造中要順應(yīng)時代的發(fā)展，但也要從改造主體出發(fā)，細(xì)致介紹改造中的細(xì)節(jié)?；诖?，文章概述了BIM技術(shù)對建筑物改造的具體實施流程以及分析了其應(yīng)用的要點，目的是推進國內(nèi)建筑業(yè)的節(jié)能發(fā)展，提升其信息化的發(fā)展速度，進而為舊建筑物改造中BIM技術(shù)的使用提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；舊建筑改造；應(yīng)用優(yōu)勢；探析

BIM技術(shù)是信息化時代下建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢。當(dāng)前，在很多范圍內(nèi)已經(jīng)取得了具體的發(fā)展。使用目標(biāo)范疇是在全壽命周期內(nèi)使用信息工程模式，提升具體的BIM使用效果。故此在提升項目管理水平的前提下，降低原有工程項目開發(fā)成本投入，提升原有的項目投資效益，在滿足信息質(zhì)量的前提下，完善好項目能源的資源節(jié)約與利用。

一、BIM的概念簡述

BIM即建筑信息模型，由于工程建設(shè)行業(yè)最近幾年提出了很多新的技術(shù)，BIM技術(shù)的出現(xiàn)能夠改善現(xiàn)有的工程項目協(xié)作模式，且能引發(fā)一場曠日持久的工程建設(shè)改革。

BIM是建立三維模擬圖形，將工程建筑行業(yè)由原有的二維平面時代帶入到三維立體時代，并利用數(shù)字化模型技術(shù)，為該模型提供信息資源數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫內(nèi)不僅要描述建筑幾何構(gòu)建信息、專業(yè)狀態(tài)化信息、更有非構(gòu)件信息，通過這些豐富的建筑模型，能提升信息集成化狀況，從而為三維建筑方提供信息交換與共享平臺，這些工程項目不但能增加建筑工程方的效益，也能增加建筑生命周期效率，提升整體建筑質(zhì)量。

二、舊建筑物改造的現(xiàn)狀

我國的建筑節(jié)能理念正在持續(xù)性更新，由于建筑節(jié)能技術(shù)和相關(guān)的研究發(fā)展已經(jīng)有較大的發(fā)展。自從20世紀(jì)開始，我國的建筑發(fā)展始終奉行三步走戰(zhàn)略，第一步是從1986年開始實施30%的節(jié)能目標(biāo)；第二步是從2000年開始實施50%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，第三步是從2005年開始天津等大型城市以及沿線發(fā)達(dá)城市都要執(zhí)行65%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，且該改造標(biāo)準(zhǔn)正在以持續(xù)穩(wěn)健的步伐前行。

隨著我國建筑總量的逐年加大，建筑能耗正在急劇增多，改造中部分條件也將受到影響。部分建筑物由于圍護結(jié)構(gòu)老舊，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的熱工性能或者暖通空調(diào)系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)化要求，所以就要結(jié)合建筑物的實際情況進行分析和研究，確定合理改造方案后，運用BIM技術(shù)在項目的規(guī)劃和設(shè)計上的應(yīng)用能力，讓施工或者運維的應(yīng)用更為廣泛，并為BIM技術(shù)的舊建筑改造提供新的思路和想法。

三、BIM技術(shù)的舊建筑物改造流程

（一）BIM在項目規(guī)劃階段的應(yīng)用流程

舊建筑物改造會受到很多因素影響。如，建筑物周邊的現(xiàn)狀。在人員無法控制的情況下，項目改造量化較難的情況下，可以建立以BIM模型為主的可視化技術(shù)。由于該模型的仿真性能較好，能改造項目方案的決策以及規(guī)劃，并對其提供有利的實施條件。如圖1所示，項目建筑中原有的建筑在工程擴建時要標(biāo)識原有的擴建圖，既在原有的辦公樓或者員工宿舍樓上擴建辦公區(qū)域，然后在項目進行規(guī)劃的時候擴建整個辦公樓的面積。該擴建方案的制定，能對園區(qū)的風(fēng)景環(huán)境或者人的居住場地產(chǎn)生影響。故此，可以通過BIM模型為該項目搭建風(fēng)場環(huán)境用以模擬原始的模型，在進行全部園區(qū)風(fēng)場環(huán)境模擬的時候能獲悉全部信息。擴建辦公樓以后，園區(qū)內(nèi)的辦公樓或者員工宿舍之間的風(fēng)場風(fēng)速應(yīng)做到適中。如在人員活動區(qū)域的1.5m處，風(fēng)的速度集中與0.6～3.9m/s，在整個過程中為更好的滿足風(fēng)速要求，就應(yīng)為項目改建提供有力的模擬驗證。

項目投資以及規(guī)劃階段，應(yīng)結(jié)合建筑物的BIM模型標(biāo)示現(xiàn)有的數(shù)據(jù)圖形，然后利用原有擬建工程項目中的相似點進行工程數(shù)據(jù)改造。比如項目所在地的基本建材或者人力的價格統(tǒng)計，還有在進行模擬輸出的時候要完善類似于工程的單方面造價信息等內(nèi)容，在使用BIM模型技術(shù)的時候可以改造項目的總投資額度，然后在對項目開展規(guī)劃，這樣就能在項目的決策階段為其提供有效的數(shù)據(jù)支持。

（二）BIM技術(shù)在項目設(shè)計階段的具體應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)的CAD技術(shù)，BIM技術(shù)主要是使用Revit設(shè)計軟件滿足其三維可視性的效果圖。所有的設(shè)計均應(yīng)擺脫原有平面立體剖面圖，并建立二維模式圖。作為設(shè)計人員進行三維平面圖設(shè)計的時候就要在同步產(chǎn)生三維可視圖的前提下，結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)計要求做部分效果圖的渲染和建筑設(shè)計的仿真，這樣能全方位的觀察建筑物，做到建筑的全方位修改。

針對當(dāng)前建筑物改造的既定方案，其中維護結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造以及空調(diào)，供暖的節(jié)能改造等都要做系統(tǒng)化操作。就冷熱源系統(tǒng)改造為例，從冷熱源改造的角度探尋問題，原有的冷熱源機房改造中由于空間受限，設(shè)備或者管道在進行改造的時候有很多工作內(nèi)容有待完成，相較于新建的建筑物的復(fù)雜性較大。但若使用BIM技術(shù)就能解決這一現(xiàn)狀。第一，BIM自身是一種可視化的三維可視圖，改造過程中要做好實際的情況考察，了解到具體的情況以后做好具體內(nèi)容跟進，避免改造的面目全非，要通過改造做好具體的內(nèi)容規(guī)劃，使改造只是在原有的基礎(chǔ)上進行變動，避免大范圍的改造，浪費人力和物力；第二，針對改造我們能夠獲悉BIM模型中包含了很多建筑物的幾何屬性，特別是物理使用功能方面，不同信息的輸入能讓改造的可視化增大，其中可視化模型也會隨著BIM設(shè)計模型的改變而進行動態(tài)化更新，其設(shè)計模型不僅能滿足改造的需求，同時也能為施工提供重要的參考依據(jù)，這樣就能讓可視化與建筑設(shè)計的動態(tài)具有一致性。

（三）項目施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

項目施工階段對于舊建筑的改造非常重要。在對舊建筑進行施工改造的時候，各項要求都極為嚴(yán)格。例如在資源與成本的控制上要合理管控，防止資源浪費與成本攀升。對項目進度要嚴(yán)格監(jiān)管，每一個環(huán)節(jié)都要按期或盡量提前完成。由于每個項目都有不同的情況出現(xiàn)，因此傳統(tǒng)經(jīng)驗式的施工計劃往往在實際施工過程中不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，工期常常被拖延。導(dǎo)致整體施工進度計劃的差異性非常大，最終導(dǎo)致整體施工成本超出原有計劃。

BIM技術(shù)能夠在施工階段發(fā)揮重要的作用。首先，BIM建?？梢詾槭┕し教峁┛梢暬故?，能夠清晰、準(zhǔn)確表明改造方案中的要點。因此，當(dāng)施工過程中如果出現(xiàn)了特殊情況，項目方與設(shè)計方可以在模型中進行最準(zhǔn)確、最快速的溝通和改進。其次，BIM技術(shù)可以模擬出舊建筑在改造施工過程中的關(guān)鍵節(jié)點以及每一個環(huán)節(jié)的具體施工進度，并附加具體的施工工藝和技術(shù)模擬。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效把控施工進度，同時也為成本的控制工作提供了有力的技術(shù)支持。能夠為把控實際施工效率以及提高管理工作的質(zhì)量提供幫助。

（四）BIM在項目運維階段的應(yīng)用

舊建筑物改造完成以后，為實現(xiàn)建筑物的高效或者節(jié)能，就需要通過驗證期，將改造效果作為重要的參考。通常，舊的建筑物改造主要是在BIM規(guī)劃階段通過不同的方案進行比較，特別是在設(shè)計階段的建模開發(fā)以及應(yīng)用的時候，為更好的實現(xiàn)施工模型的深化變革，就要在舊建筑改造的過程中。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，進行建筑運維的研究，結(jié)合現(xiàn)有的改造過程對空調(diào)、供暖、照明等系統(tǒng)進行可再生能源建筑應(yīng)用系統(tǒng)性的規(guī)劃建設(shè)與運行管理。

（五）BIM在舊建筑設(shè)計中的協(xié)同設(shè)計

協(xié)同設(shè)計，即網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計溝通方式。協(xié)同設(shè)計是要建立共享資源庫，讓設(shè)計人員能獲得一份完整的系統(tǒng)圖，可以了解到整個設(shè)計的系統(tǒng)狀況。若能對系統(tǒng)的整體規(guī)劃有著直接的了解，在進行改造的時候就能結(jié)合具體的設(shè)計方案進行改動，可以保有原設(shè)計的精髓，加入實用性的內(nèi)容。借用網(wǎng)絡(luò)的形式，管理軟件的運行，然后讓項目組成員按照自己的角色登陸系統(tǒng)，保證成果的唯一性，滿足科學(xué)化的設(shè)計流程管理。并結(jié)合設(shè)計行業(yè)的特殊性，可以在CAD平臺上開發(fā)協(xié)同工作軟件，滿足共享平臺的建設(shè)要求。BIM系統(tǒng)的使用，讓不同地域的設(shè)計師處于同一設(shè)計空間內(nèi)討論設(shè)計細(xì)節(jié)和設(shè)計內(nèi)容，然后借助網(wǎng)絡(luò)高效的完成任務(wù)，及時解決出現(xiàn)問題的部分。

四、BIM技術(shù)的應(yīng)用實例

以小型的住宅，就舊建筑改造未來建筑為例，借此分析BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計中的應(yīng)用效果和要點。探究BIM融入到建筑設(shè)計中的不足之處，認(rèn)知新技術(shù)的優(yōu)勢性，探究傳統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)勢和劣勢，并將其應(yīng)用到新的建筑設(shè)計使用中。

該住宅是一座兩層小型別墅，雖然整體建筑物的面積不大，但麻雀雖小五臟俱全，內(nèi)部設(shè)施完整，空間分布合理。該項目需要利用Autodesk內(nèi)的Revit軟件創(chuàng)建BIM物理模型，需要在較短的設(shè)計周期內(nèi)建立拓展項目深度，對接不同部門和專業(yè)，讓該建筑物成為可以施工建造的產(chǎn)品。

別墅建造的模型如圖2所示，其中該別墅的建設(shè)由兩方面主體構(gòu)成，建筑師建立模型和結(jié)構(gòu)工程師構(gòu)造建筑結(jié)構(gòu)，只有這兩方相互配合，共享基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)信息，才能保障別墅住宅的質(zhì)量和使用效能。Autodesk Revit平臺工具能夠在短時間內(nèi)幫助工程師創(chuàng)建結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)被送往現(xiàn)場的施工圖，檢查協(xié)同問題。

Autode Revit Structure 運用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，其中運用到的數(shù)據(jù)、圖紙、明細(xì)都是數(shù)據(jù)庫內(nèi)共享的信息。建筑團隊處理項目時，要結(jié)合實際狀況優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計方案時，均要變更建筑結(jié)構(gòu)。若沒有此系統(tǒng)平臺，這種變更就要通過信息傳遞的方式進行傳輸，不但實時性不好，且傳遞過程中信息數(shù)據(jù)容易丟失，接受方很有可能接收不到完整數(shù)據(jù)，出現(xiàn)設(shè)計誤差。但Autode Revit Structure中的參數(shù)若出現(xiàn)變更能將所有的項目都反饋到數(shù)據(jù)可視圖內(nèi)，反饋的項目信息包括：模型可視圖、圖紙、明細(xì)表、截面圖、平面圖，網(wǎng)絡(luò)實時更新的方式，能夠讓變更方及時查看變更狀況，了解信息和數(shù)據(jù)變更情況，有問題能及時的解決和處理，使設(shè)計與文檔做到和諧統(tǒng)一。

五、結(jié)語

通過上文的分析可知，基于BIM技術(shù)的建筑改造與傳統(tǒng)的舊建筑物改造相比較，能更好的節(jié)約成本，做好資金的把控，從而實現(xiàn)建筑物的最優(yōu)化發(fā)展。通過全方位的了解舊建筑物情況，能細(xì)致的看到建筑物中設(shè)計的不合理之處，通過細(xì)節(jié)改動和優(yōu)化，實現(xiàn)其能源節(jié)約的成效，滿足建筑在整體節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用價值，提升BIM技術(shù)在建筑物中的具體使用價值，實現(xiàn)高新技術(shù)的舊建筑改造能效，從而讓舊建筑物改造進入到新的“篇章”。

參考文獻：

[1]舒紹云.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用[J].工業(yè)，2015（35）.

[2]徐長春.BIM技術(shù)在工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用[J].工業(yè)，2015（52）.

[3]楊培德.BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用[J].四川水泥，2015（07）.

[4]張順宇.BIM技術(shù)在建筑改造結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用初探[J].中國勘察設(shè)計，2014（11）.

[5]張曉麗.綠色節(jié)能技術(shù)在舊工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2016（01）.

（作者單位：浙江財經(jīng)大學(xué)）