BIM技術在既有建筑檢測加固中的應用

吳少強

（甘肅省城鄉規劃設計研究院有限公司，甘肅蘭州 730000）

既有建筑物的檢測加固工作過程中，會產生大量數據，增加了工程的設計、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用BIM技術，改善傳統模式下工作中的問題，為提升建筑物的質量創造提供的保證。

1 既有建筑檢測加固改造中的問題

1.1 信息精度差

國內大部分需要進行加固改造的既有建筑，其竣工交付的材料均以紙質材料為主，文檔保護和保存工作難度較大。建筑物的文檔信息會因管理不善導致材料缺失，紙質文檔在保存過程中易出現污損、褪色和變形等問題，導致部分重要的建筑設計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，可對原本信息進行補充，但若繼續采用紙質文件仍存在信息保存效率差等問題，易導致信息傳遞出現失真的情況[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。對既有建筑進行改造設計時，文檔信息繁雜，設計人員難以高效使用文檔完成對既有建筑的改造方案設計，不利于完善提取信息。

建筑物的改造過程中，設計專業間會因信息交流不暢導致信息孤島存在，改造設計會存在頻繁的變動，需要在設計的過程中考慮空間帶來的限制，導致設計的協調難度大，不同專業間難以進行有效的協調優化。

進行給排水設計、暖通空調設計等工作時，涉及跨專業的設計內容，缺少有效的信息交流，會影響建筑物的優化效率，導致不同設計間存在矛盾和沖突，造成改造后的建筑物仍缺少穩固性，破壞了原本的環境協調，存在空間應用不合理問題等[2]。

1.3 對建筑物缺少有效的維護管理

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

除此之外，存在建筑物的維護管理流程建設問題，缺少規范化的管理手段，導致對相關計算機管理軟件的應用效率較低。

2 BIM技術在既有建筑物檢測加固中的應用需求

BIM技術具有可視化、全生命周期管理等優勢，可滿足建筑工程協同建設的要求。BIM技術在建筑物的檢測加固工作中具備一定的優勢和應用意義，可通過其對數據的高效管理能力，改變傳統建筑物的施工方法，并嚴格控制檢測、改造加固工作，提高建筑物加固施工質量、水平。

傳統建筑工程檢測加固施工中，難以對信息開展有效管理，增加了對建筑物進行加固改造工作的難度。使用BIM技術可對建筑物建設和運營進行全程管理，借助數據庫采用智能化模型，可實現對建筑項目從設計、建造、運營的集成協同管理[3]。

在建筑物的改造過程中，BIM系統可保證設計人員之間的信息交流，避免出現信息孤島問題。在對既有建筑完成檢測工作后，應建立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，可對現場信息實時同步，記錄施工改造過程，為管理和日后的運營提供良好的數據支持。

3 BIM技術在既有建筑檢測加固中應用

3.1 檢測階段的應用

既有建筑的檢測工作中，包括測繪房屋建筑的結構、平面布置、立面布置情況等信息，應分析建筑的結構材料強度，檢查房屋的損傷情況，并做好調查記錄工作，對房屋建筑的沉降情況進行檢測標定。獲取的信息主要以圖紙、照片和文字的形式呈現在檢測報告中，存在信息內容過于冗長、不夠直觀等問題，應在后續的改造和加固工作中對房屋建筑進行二次調查[4]。

通過使用BIM技術進行檢測，可直觀展示建筑物狀況，將其導入建筑物的模型后，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，提升建筑后期運營維護工作的效率，充分應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，可使用原來的設計圖紙建立BIM模型，若設計圖紙遺失，且測繪工作難度較大時，可根據現場情況使用3D掃描儀進行既有建筑物的點云圖像，可分析建筑物的空間分布、結構變形、構件狀況、構件損傷開裂等情況，將形成的三維模型導入BIM系統中，以供后期使用。

3.2 改造加固設計階段的應用

BIM技術具有可視化、具體化的表現優勢，利用建筑物的三維模型，可使設計人員更了解工程的限制條件、結構形式、施工中的操作空間、構件的損傷情況、總體結構的力學性能等，使設計人員可根據建筑物的整體情況，制定較合理的設計方案，滿足加固需求。BIM技術可通過三維動畫展現建筑物的整體改造過程，充分展現建筑物在加固前、后存在的差異。

結合建筑物檢測鑒定階段獲得的數據，建立BIM模型，快速提取結構現有的信息數據，通過對比建筑物在加固改造前后的建筑功能、結構形式、關鍵節點強度、建筑物構造和力學性能等情況，對后期的加固效果進行預判，分析加固是否影響原本結構的穩定性，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，存在施工設備材料運輸、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行。

使用增加輔助構件的方法對建筑物進行改造時，使用BIM技術可自動完成對不同構件間的碰撞檢查工作，防止因設計、施工存在不合理等情況增加修改費用，可有效避免浪費的問題出現。在對建筑物局部進行拆除時，利用BIM模型可起到較好的指導作用，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技術的應用

（1）使用BIM技術進行現場的模擬施工，可在模型中對建筑既有結構進行疊加，對建筑原本的構件進行拆除，為施工提供足夠的指導，避免建筑物原有結構出現損壞。

（2）在使用BIM技術后，建筑物原有的信息模型可進行修改，在建筑物結構被改變后，BIM系統中的模型可同步更新，并對施工過程進行準確的管理，提升工程的施工效率、管理精確性。

（3）利用BIM技術進行施工管理時，可實時進行建筑物質量、進度分析，并自動化計算工程的成本，系統能夠以動畫的形式完成可視化模擬、可視化管理，保證施工現場項目有足夠的協同能力，充分優化現場的場地布局，結合工程施工的狀況進行管理工作，提升管理效率。

4 BIM技術在既有建筑檢測加固中的具體應用

4.1 基于BIM技術進行管線的優化

建筑物的管線是實現建筑物各項功能的關鍵，在建筑物的加固工作中，需要對管線進行優化改造，并根據既有建筑物的管線情況制定改造方案。使用BIM模型可方便設計人員在虛擬環境下對建筑管道、配件等設施進行查看，專業的工程師可根據模型的位置、疊加情況調整施工方案，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、通風管道系統導出三維圖，可進行碰撞檢測，可分析工程施工中的條件限制，可明確樓板開洞位置，進行準確標記和剔鑿，如果需要斷筋，須根據要求進行處理。

4.2 基于BIM技術的節能改造

部分既有建筑物因結構落后，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，可通過科學合理的設計，確保改造后的節能水平，降低建筑的運行成本。

依靠BIM技術具有的數據可重復性修改的特性、不同參數間聯動驅動的特性，可對建筑物進行能耗建模分析，并構建可降低建筑物能耗的模型。使用revit建筑模型可根據構件的尺寸，確定建筑構件的強度，并對建筑物的通風空調系統進行分析，對耗能進行評估，幫助完成建筑物能耗方案的優化工作。系統可對建筑物的年度能耗進行判斷，并針對不同月份的能量負荷進行分析。

5 結語

綜上所述，使用BIM技術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生率、圖紙出錯率，保證加固施工過程中各環節間的配合，避免設計問題，提升加固工作的效率。在進行改造加固施工后，其竣工后的BIM模型可應用在工程的管理工作中，在維護和設施管理中具有重要價值，有利于提升工程的生產效率。