淺析BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用

郭麗娟 王慧玲

Analysis of the Application of BIM Technology in the Detection and

Reinforcement of Existing Buildings

GUO Li-juan， WANG Hui-ling

（Zunyi Vocational and Technical College， Zunyi 563000， China）

【摘? 要】目前，關(guān)于BIM技術(shù)的應(yīng)用研究主要集中在新建建筑物上，但是對(duì)既有建筑的檢測(cè)加固以及后續(xù)應(yīng)用維護(hù)仍然研究較少。論文根據(jù)BIM技術(shù)的應(yīng)用要求總結(jié)了其在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用方向以及需要解決的問(wèn)題，為相關(guān)工程人員和研究人員提供參考。

【Abstract】At present， the research on the application of BIM technology is mainly focused on new buildings， but the research on the detection and reinforcement of existing buildings and the subsequent application and maintenance is still less. According to the application requirements of BIM technology， this paper summarizes the application direction of BIM technology in the detection and reinforcement of existing buildings and the problems to be solved， so as to provide a reference for relevant engineering personnel and researchers.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);既有建筑;檢測(cè)加固;應(yīng)用

【Keywords】BIM technology; existing buildings; detection and reinforcement; application

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU17;TU746.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）05-0188-02

1 引言

建筑信息模型（簡(jiǎn)稱(chēng)BIM）是使用數(shù)字信息來(lái)表達(dá)有關(guān)工程建筑的詳細(xì)參數(shù)信息，它基于數(shù)字3D技術(shù)和3D模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括設(shè)計(jì)、建設(shè)以及完成拆除等各個(gè)階段的信息與數(shù)據(jù)。它將工程圖、工程數(shù)據(jù)模型、模型各類(lèi)參數(shù)以及與管理有關(guān)的行為過(guò)程的所有信息集成在一起，是建筑物的面向?qū)ο髤?shù)化和智慧化的數(shù)字表示形式，可支持建筑中模擬的各種操作。實(shí)現(xiàn)了“模型等于工程圖”和“模型高于工程圖”的目標(biāo)，并具有渲染、協(xié)調(diào)、建模、優(yōu)化和工程圖5個(gè)特征。以往BIM技術(shù)的應(yīng)用主要集中在新建建筑物上，對(duì)既有建筑物的應(yīng)用研究較少，近年來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展，其在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用逐漸受到重視。

2 既有建筑概述

既有建筑通常是指經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用的建筑物，主要包括已經(jīng)建成的民用建筑。其中包含公共建筑和居住建筑、歷史建筑物、文物建筑、建筑遺產(chǎn)等。例如，歷史建筑物應(yīng)理解為具有一定歷史紀(jì)念價(jià)值的建筑物，在人類(lèi)文明或歷史發(fā)展過(guò)程中仍保留了科學(xué)和文化研究?jī)r(jià)值以及藝術(shù)和美學(xué)價(jià)值。這些建筑通常與主要?dú)v史事件相關(guān)聯(lián)，見(jiàn)證了國(guó)家歷史進(jìn)程或發(fā)展，具有重要的紀(jì)念意義和教育價(jià)值，也是歷史研究的重要證據(jù)。

3 BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中應(yīng)用的要求

當(dāng)前的BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越深入，并逐漸向著全生命周期管理方向發(fā)展，必然會(huì)在將來(lái)應(yīng)用于整個(gè)建筑生命周期的所有階段。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將建筑物的生命周期劃分為5個(gè)階段：規(guī)劃、勘測(cè)和設(shè)計(jì)、建造和監(jiān)督、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，拆除或改造和加固。當(dāng)前，BIM技術(shù)的應(yīng)用研究主要集中在建筑設(shè)計(jì)和新建筑的建設(shè)上，而在既有建筑的檢測(cè)加固、重建和設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用研究較少。

由于BIM技術(shù)在近年來(lái)才開(kāi)始得到大力推廣應(yīng)用，因此，以前設(shè)計(jì)和建造的大多數(shù)建筑未采用BIM技術(shù)進(jìn)行集成設(shè)計(jì)。這些既有建筑缺乏足夠的BIM模型用于實(shí)際維護(hù)。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的普及和應(yīng)用以及智慧城市建設(shè)和發(fā)展的需要，有必要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果創(chuàng)建既有建筑的BIM信息模型。此外，在使用期間對(duì)既有建筑進(jìn)行檢測(cè)加固的設(shè)計(jì)和建造新建筑的設(shè)計(jì)之間存在許多差異，主要表現(xiàn)在：①檢測(cè)加固應(yīng)考慮到既有建筑的現(xiàn)狀，包括材料的實(shí)際強(qiáng)度、性能和結(jié)構(gòu)要素的實(shí)際空間布置。②既有建筑通常位于建筑物較密集的區(qū)域，在施工過(guò)程中必須將對(duì)工程周?chē)用竦挠绊懡档阶畹汀４藭r(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行合理的現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃非常重要。③檢測(cè)加固既有建筑通常很難在設(shè)計(jì)和施工之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)行施工時(shí)有時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行多次校正。同時(shí)，既有建筑的檢測(cè)加固包括多項(xiàng)內(nèi)容，管理較為復(fù)雜。此外，在信息表達(dá)、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)用趨勢(shì)方面，既有建筑檢測(cè)加固與新建筑之間存在許多差異。因此，在既有建筑檢測(cè)加固的勘測(cè)、評(píng)估、翻新和設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)是非常必要和重要的。

4 BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的具體應(yīng)用

4.1 BIM模型應(yīng)用

對(duì)于既有建筑加固應(yīng)用，建筑企業(yè)可以使用BIM技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件來(lái)創(chuàng)建建筑模型。在構(gòu)建既有建筑模型時(shí)，管理人員需要在專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入和輸出數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)和應(yīng)用BIM信息管理界面和顯示模型時(shí)，管理人員可使用Autodesk Revit API平臺(tái)將語(yǔ)言和軟件應(yīng)用于開(kāi)發(fā)界面管理和功能編輯。在此平臺(tái)上，管理人員需要使用平臺(tái)的資源共享功能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息來(lái)獲取有關(guān)數(shù)據(jù)的信息。在應(yīng)用既有建筑信息模型的過(guò)程中，首先將模型信息輸入軟件，檢測(cè)和預(yù)防空間碰撞現(xiàn)象;其次將有關(guān)既有建筑空間的信息輸入BIM模型應(yīng)用軟件中，并對(duì)既有建筑的加固和重建進(jìn)行三維建模;最后在既有建筑模型中引入加固措施。要?jiǎng)?chuàng)建既有建筑加固的BIM模型，管理人員需要在軟件中各項(xiàng)設(shè)施處輸入位置信息（例如，地下電纜和管道），以防止在加固建筑期間破壞地下空間的結(jié)構(gòu)。在輸入既有建筑的建筑信息時(shí)，應(yīng)評(píng)估空間合理性、建筑物的安全和隔離措施與標(biāo)準(zhǔn)的符合性，以及打孔位置的一致性。

4.2 BIM技術(shù)加固施工應(yīng)用

在檢測(cè)加固既有建筑時(shí)，建筑企業(yè)可以使用BIM技術(shù)模擬施工，在建筑模型中執(zhí)行鋪裝和拆除模擬分析，從而提供施工指導(dǎo)，減少對(duì)建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的損壞。在檢測(cè)加固既有建筑的過(guò)程中，管理人員可以使用BIM技術(shù)分析現(xiàn)有加固處理結(jié)果的參數(shù)，并更新和調(diào)整建筑信息的參數(shù)，從而加快建筑驗(yàn)收和施工進(jìn)度。BIM技術(shù)的可視化和虛擬化功能可用于協(xié)作管理既有建筑檢測(cè)加固施工，優(yōu)化建筑布局并提高建筑管理的效率。在完成既有建筑檢測(cè)加固后，建筑企業(yè)需要將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)備的管理、操作和維護(hù)。

4.3 BIM檢測(cè)應(yīng)用

在對(duì)既有建筑進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，有必要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)，并收集施工建筑的內(nèi)部、結(jié)構(gòu)以及規(guī)劃數(shù)據(jù)。檢測(cè)人員需要對(duì)既有建筑的破壞情況進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，檢測(cè)建筑材料的強(qiáng)度和建筑物的沉降，并記錄檢測(cè)結(jié)果。在檢測(cè)既有建筑時(shí)，傳統(tǒng)方法主要使用文本信息、圖形設(shè)計(jì)和照片來(lái)記錄檢測(cè)結(jié)果。所收集信息的內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，無(wú)法直接反映建設(shè)建筑的當(dāng)前狀態(tài)。關(guān)于BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑企業(yè)可以將該技術(shù)與智慧城市管理平臺(tái)相結(jié)合，并使用該管理平臺(tái)運(yùn)營(yíng)維護(hù)并管理既有建筑物加固和翻新。

5 BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中應(yīng)用的過(guò)程

5.1 檢測(cè)階段

既有建筑檢測(cè)通常包括以下任務(wù)：房屋結(jié)構(gòu)的建筑、結(jié)構(gòu)平面和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪;建筑損壞的統(tǒng)計(jì)研究和校準(zhǔn)記錄等。應(yīng)用BIM模型不僅詳細(xì)直觀(guān)，而且可以直接用于后續(xù)的加固設(shè)計(jì)。該模型還可以集成到智慧城市管理平臺(tái)中，以進(jìn)行既有建筑的進(jìn)一步操作和維護(hù)。對(duì)于某些具有清晰平面圖和外觀(guān)的建筑物，可以直接通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)生成BIM模型，并將其與原始工程圖紙結(jié)合使用。對(duì)于一些缺乏原始圖且難以測(cè)量和繪制的建筑，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件生成既有建筑的點(diǎn)云圖像，并與3D掃描結(jié)合使用，識(shí)別既有建筑的空間分布、結(jié)構(gòu)變形等，并將其集成到BIM模型中。

5.2 加固設(shè)計(jì)階段

BIM技術(shù)可以直觀(guān)地顯示既有建筑的信息，并使用3D模型可視化地表達(dá)既有建筑的當(dāng)前狀態(tài)，該模型反映既有建筑物檢測(cè)加固與新建之間的差異。在此階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下過(guò)程：①根據(jù)已建立的BIM模型，快速提取既有建筑的設(shè)計(jì)信息，并在完成后比較既有建筑加固前后的建筑物功能、結(jié)構(gòu)形式、關(guān)鍵性能等。預(yù)測(cè)加固是否會(huì)影響建筑物的功能或結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化加固設(shè)計(jì)。②基于已建立的BIM模型，劃定加固技術(shù)的可用工作空間，以避免在運(yùn)輸、安裝和使用維護(hù)過(guò)程中加固設(shè)計(jì)與既有建筑結(jié)構(gòu)之間發(fā)生沖突。③當(dāng)通過(guò)添加輔助部件來(lái)加固既有建筑時(shí)，使用BIM技術(shù)可以快速檢測(cè)不同部件之間的碰撞，從而避免了不必要的浪費(fèi)。此外，BIM模型在執(zhí)行局部拆除的同時(shí)還可以發(fā)揮更好的指導(dǎo)作用，從而有助于制定拆除計(jì)劃。

5.3 施工應(yīng)用階段

在既有建筑的施工應(yīng)用階段，BIM技術(shù)可用于以下方面：①采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)建模和將新添加或拆除的組件應(yīng)用于模型中的既有建筑結(jié)構(gòu)，以指導(dǎo)構(gòu)造并減少對(duì)原始結(jié)構(gòu)的損壞。②BIM技術(shù)可以根據(jù)建筑物加固處理的實(shí)際結(jié)果，使用參數(shù)化手段（自適應(yīng)）來(lái)修改和更新既有建筑原始信息模型，提高施工效率以及優(yōu)化加固效果。③將BIM技術(shù)應(yīng)用于既有建筑施工應(yīng)用階段，用于檢測(cè)加固既有建筑會(huì)對(duì)未來(lái)的建設(shè)、維護(hù)和資產(chǎn)管理運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生重大影響，其經(jīng)濟(jì)利益是長(zhǎng)期的。隨著B(niǎo)IM技術(shù)在建筑行業(yè)中的使用越來(lái)越多，應(yīng)不斷滿(mǎn)足各種檢測(cè)加固既有建筑的需求，提高檢測(cè)加固技術(shù)的水平，最終改變行業(yè)思維方式并提高BIM技術(shù)在既有建筑檢測(cè)加固中的應(yīng)用效能。

6 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，BIM技術(shù)在既有建筑的檢測(cè)加固中的應(yīng)用研究比較少。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于既有建筑檢測(cè)加固以及隨后的運(yùn)行維護(hù)管理具有明朗而廣闊的應(yīng)用前景。隨著大型公共既有建筑的信息化和現(xiàn)代化管理，以及智慧城市的推廣，各種既有建筑物檢測(cè)加固應(yīng)用需求越來(lái)越高。BIM技術(shù)在既有建筑的檢測(cè)加固方面具有強(qiáng)大的工程應(yīng)用能力，需要不斷進(jìn)行研究和探索以推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。

【參考文獻(xiàn)】

【1】牛金亮.建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)與加固方法[J].城市建筑，2020，17（20）：100-101.

【2】吳妍.基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)抗震加固強(qiáng)度自動(dòng)檢測(cè)方法[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（9）：116-119.

【3】勞榮國(guó).BIM技術(shù)在檢測(cè)鑒定階段的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2019（1）：31-32.