BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用方向與實(shí)施路徑

張軒笛 王穎

摘 要：現(xiàn)階段，新建工程領(lǐng)域當(dāng)中是 BIM 技術(shù)應(yīng)用研究的主要內(nèi)容，但是對(duì)于現(xiàn)有建筑加固與后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)的相關(guān)研究上，有關(guān)的研究還是相當(dāng)?shù)膮T乏的。本篇論文主要對(duì)現(xiàn)有建筑與新建建筑在 BIM 應(yīng)用的需求方面進(jìn)行了劃分，并且進(jìn)行了相應(yīng)的歸納，從而指出目前 BIM 技術(shù)在已有建筑檢測(cè)、加固設(shè)計(jì)等方面存在的不足，希望可以為相關(guān)的工程技術(shù)人員提供有效的參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；既有建筑；應(yīng)用

1 前言

建筑信息模型又被稱之為 BIM，該技術(shù)主要的發(fā)展基礎(chǔ)就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)，并且在這個(gè)基礎(chǔ)下建立起了多維建筑模型信息集成的管理技術(shù)，與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)建造模式不同的是，這種方式無(wú)疑是對(duì)其進(jìn)行了一定的改革，同時(shí)也有效的促進(jìn)了建筑綠色發(fā)展的進(jìn)度。從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)也是推進(jìn)智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)。在 2014 年的時(shí)候，《關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見(jiàn)》由住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)，該條例中對(duì)于建筑信息模型等信息技術(shù)進(jìn)行了明確的規(guī)定，即：不斷推進(jìn)建筑信息模型等技術(shù)在施工以及工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的運(yùn)用。在這之后，為了讓BIM 技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，很多地方省市也針對(duì)這一前提制定出了相關(guān)的實(shí)施方法，最主要的地方省市主要包括上海、山東、遼寧等等。另外，在進(jìn)行 BIM 技術(shù)應(yīng)用推廣的過(guò)程中，我們必須使其充分發(fā)揮出可視化、協(xié)同管理等優(yōu)勢(shì)，這樣工程的決策、規(guī)劃等才可以有效的提升，這樣一來(lái)，施工的管理水平也能得到一定的提高。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，發(fā)揮出 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就可以提高工程的投資效益，并且還可以加強(qiáng)建設(shè)工程信息的透明度，這樣對(duì)于市場(chǎng)秩序的規(guī)范是十分有利的。

2 既有建筑概念界定

假設(shè)僅以時(shí)間維度判定建筑物所處的生命階段，有新建筑、舊建筑之分。舊建筑泛指己經(jīng)建成并使用過(guò)一定時(shí)間的建筑，與新建筑概念對(duì)立。但是隨著時(shí)間的推移，新建建筑都會(huì)逐漸成為舊建筑，因此單純時(shí)間概念強(qiáng)調(diào)建筑的新舊是片面的。建筑具有其使用價(jià)值，送也是建筑物存在的根本。若建筑物的使用價(jià)值為基礎(chǔ)，結(jié)合其時(shí)間維度進(jìn)行劃分，則可分為現(xiàn)有建筑、歷史建筑、文物建筑、建筑遺產(chǎn)等。歷史建筑是指在人類文明或者歷史發(fā)展的進(jìn)程演變過(guò)程中，遺留下來(lái)具有一定歷史紀(jì)念價(jià)值、科學(xué)文化研究?jī)r(jià)值和藝術(shù)審美價(jià)值的建筑物或構(gòu)筑物。《歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃規(guī)范》中將歷史建筑定義為"有一定歷史、科學(xué)、藝術(shù)價(jià)值的能夠反映某一城市歷史風(fēng)貌和地方特色的建筑物，這類建筑往往與重大歷史事件革命運(yùn)動(dòng)等或者影響歷史進(jìn)程或國(guó)家發(fā)展的著名人物相關(guān)，具有重要的紀(jì)念意義、教育意義，也是歷史研究資料的重要憑證。

但是由于地理區(qū)域或者國(guó)家發(fā)展歷程的特殊性，這些建筑是歷史發(fā)展過(guò)程的見(jiàn)證物，其紀(jì)念價(jià)值和教育價(jià)值往往多于科學(xué)文化研究?jī)r(jià)值，這些歷史建筑的文化特征具有偶然性，并不具有建筑領(lǐng)域上的科學(xué)文化研究?jī)r(jià)值，主要包括城堡宮殿、名人故居、宗教寺廟和橋梁等。文物建筑是融合了材料、建筑技術(shù)、美術(shù)、雕刻等綜合藝術(shù)的建筑物，不僅是人類智慧凝結(jié)的具體表達(dá)，同時(shí)也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化進(jìn)步的重要表現(xiàn)，反映了當(dāng)時(shí)的科技水平和生產(chǎn)力水平。文物建筑是更加具有特殊意義的歷史建筑范疇，通常具有較高的歷史價(jià)值或藝術(shù)價(jià)值的建筑物。歷史建筑的附加價(jià)值是其歷史價(jià)值，因此文物建筑的概念無(wú)法擴(kuò)展到涵蓋現(xiàn)存的所有有價(jià)值的歷史建筑，它只能作為一個(gè)特定的概念適用于特定的有意義的建筑類別。

3 BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用方向

目前，BIM 技術(shù)正在向深層次、全周期、協(xié)同化方向發(fā)展，未來(lái)必將應(yīng)用到建筑全生命周期的各個(gè)階段，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將建筑全壽命期階段劃分為策劃與規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)理、運(yùn)行與維護(hù)、拆除或改造與加固五個(gè)階段。既有建筑的檢測(cè)加固作為建筑使用過(guò)程中功能改善或運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重要技術(shù)支撐及參考依據(jù)，可以劃分在建筑全生命周期的第五階段。然而，BIM 技術(shù)目前的應(yīng)用研究主要集中在新建工程的建筑設(shè)計(jì)和施工方面，對(duì)于在既有建筑檢測(cè)鑒定，改造加固設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域的應(yīng)用研究尚未涉及。由于，BIM 技術(shù)是近幾年才得以大力推廣和應(yīng)用的，因此絕大多數(shù)設(shè)計(jì)和建造年代稍早的既有建筑都未采用 BIM 技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，這些既有建筑在實(shí)際使用和運(yùn)維過(guò)程中也缺乏相應(yīng)的模型。隨著國(guó)家信息技術(shù)的推廣應(yīng)用以及智慧城市建設(shè)發(fā)展的需要，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果建立符合實(shí)際情況的既有建筑，信息模型也是不可缺少。

另一方面，既有建筑在使用過(guò)程中的改造加固設(shè)計(jì)，施工與新建工程的設(shè)計(jì)，施工之間也存在較多區(qū)別，歸其本質(zhì)是工程條件的不同，主要表現(xiàn)在：第一，改造加固必須考慮既有建筑的現(xiàn)狀，包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際材料強(qiáng)度、損傷情況、力學(xué)性能、實(shí)際空間位置等；第二，既有建筑往往位于城市中心，需要盡量減少施工過(guò)程中對(duì)項(xiàng)目周邊居民的影響，此時(shí)根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)地情況進(jìn)行合理的場(chǎng)地規(guī)劃和布局是至關(guān)重要的；第三，改造加固項(xiàng)目往往設(shè)計(jì)，施工協(xié)同困難，待結(jié)構(gòu)構(gòu)件敲開(kāi)后，設(shè)計(jì)圖紙有時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況做多次調(diào)整，同時(shí)改造加固施工可能涉及到化學(xué)植筋、粘貼碳纖維、粘鋼、焊接、屈曲支撐和阻尼器等較多工藝和技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)管理繁雜。此外，改造加固工程與新建工程在信息表現(xiàn)形式，組織構(gòu)架以及應(yīng)用主體和趨向等方面也有較多不同。

4 BIM 技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的實(shí)施路徑

BIM 技術(shù)在既有建筑檢測(cè)鑒定改造加固設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用，具體可以分為以下三個(gè)階段。

第一，在檢測(cè)鑒定階段。既有建筑檢測(cè)一般包括以下工作，對(duì)房屋建筑、結(jié)構(gòu)平、立面布置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪；對(duì)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；對(duì)房屋損傷情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查并標(biāo)定記錄；對(duì)房屋沉降情況進(jìn)行測(cè)量并標(biāo)定，以往上述信息是以圖紙、照片及文字的形式在檢測(cè)報(bào)告中呈現(xiàn)的，內(nèi)容冗長(zhǎng)且不直觀，后續(xù)改造加固過(guò)程中設(shè)計(jì)人員還需再次對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次全面的調(diào)查。若以上信息以 BIM 模型作為載體呈現(xiàn)，不僅詳細(xì)直觀，在后續(xù)改造加固設(shè)計(jì)中直接使用，該模型還可融入智慧城市管理平臺(tái)，用于既有建筑的后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，這也可作為既有建筑檢測(cè)成果的一個(gè)附加值。

第二，在改造加固設(shè)計(jì)階段。BIM 技術(shù)將既有建筑的信息進(jìn)行具體化，可視化表達(dá)，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的既有建筑現(xiàn)狀通過(guò)三維模型的方式展示出來(lái)，體現(xiàn)出既有建筑改造加固與新建工程的本質(zhì)區(qū)別，即工程限制條件結(jié)構(gòu)形式、操作空間、構(gòu)件損傷與力學(xué)性能等。

第三，在施工階段。在改造加固工程的施工階段，BIM 技術(shù)主要可應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：首先，采用BIM 技術(shù)模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，在模型中疊加既有建筑結(jié)構(gòu)中新增或準(zhǔn)備拆除的構(gòu)件，指導(dǎo)施工，減少對(duì)原有結(jié)構(gòu)的破壞；然后，BIM 技術(shù)可根據(jù)實(shí)際發(fā)生的建筑加固處理結(jié)果，采用參數(shù)化對(duì)既有建筑原有的建筑信息模型進(jìn)行修改并更新，提高改造加固施工與驗(yàn)收效率；最后，BIM 技術(shù)可以同步提供關(guān)于建筑質(zhì)量，進(jìn)度以及成本的信息。

綜上所述我們可以看出，現(xiàn)階段的 BIM 技術(shù)仍存在一定的不足，造成這一現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因就是既有建筑檢測(cè)加固等方面的研究較為匱乏。對(duì)于既有建筑檢測(cè)加固的實(shí)現(xiàn)而言，BIM 技術(shù)起到的作用是十分重要的，而且 BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用不僅可以促進(jìn)大型公共既有建筑全面信息化的管理，同時(shí)還可以有效促進(jìn)智慧城市建設(shè)的發(fā)展。尤其是對(duì)于現(xiàn)階段各種各樣的既有建筑檢測(cè)加固項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)對(duì)其具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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