BIM技术在旧建筑改造中的应用优势探析

    王钰

    摘要：BIM技术在信息化时代下对建筑业起到非常重要的影响，在部分领域内BIM技术都有所涉及。当前，在旧建筑改造中的应用能满足绿色建设发展的要求。虽然BIM技术在旧建筑改造中要顺应时代的发展，但也要从改造主体出发，细致介绍改造中的细节。基于此，文章概述了BIM技术对建筑物改造的具体实施流程以及分析了其应用的要点，目的是推进国内建筑业的节能发展，提升其信息化的发展速度，进而为旧建筑物改造中BIM技术的使用提供参考。

    关键词：BIM技术；旧建筑改造；应用优势；探析

    BIM技术是信息化时代下建筑行业发展的新趋势。当前，在很多范围内已经取得了具体的发展。使用目标范畴是在全寿命周期内使用信息工程模式，提升具体的BIM使用效果。故此在提升项目管理水平的前提下，降低原有工程项目开发成本投入，提升原有的项目投资效益，在满足信息质量的前提下，完善好项目能源的资源节约与利用。

    一、BIM的概念简述

    BIM即建筑信息模型，由于工程建设行业最近几年提出了很多新的技术，BIM技术的出现能够改善现有的工程项目协作模式，且能引发一场旷日持久的工程建设改革。

    BIM是建立三维模拟图形，将工程建筑行业由原有的二维平面时代带入到三维立体时代，并利用数字化模型技术，为该模型提供信息资源数据库。数据库内不仅要描述建筑几何构建信息、专业状态化信息、更有非构件信息，通过这些丰富的建筑模型，能提升信息集成化状况，从而为三维建筑方提供信息交换与共享平台，这些工程项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，提升整体建筑质量。

    二、旧建筑物改造的现状

    我国的建筑节能理念正在持续性更新，由于建筑节能技术和相关的研究发展已经有较大的发展。自从20世纪开始，我國的建筑发展始终奉行三步走战略，第一步是从1986年开始实施30%的节能目标；第二步是从2000年开始实施50%的节能标准，第三步是从2005年开始天津等大型城市以及沿线发达城市都要执行65%的节能标准，且该改造标准正在以持续稳健的步伐前行。

    随着我国建筑总量的逐年加大，建筑能耗正在急剧增多，改造中部分条件也将受到影响。部分建筑物由于围护结构老旧，导致结构的热工性能或者暖通空调系统不能满足现行的标准化要求，所以就要结合建筑物的实际情况进行分析和研究，确定合理改造方案后，运用BIM技术在项目的规划和设计上的应用能力，让施工或者运维的应用更为广泛，并为BIM技术的旧建筑改造提供新的思路和想法。

    三、BIM技术的旧建筑物改造流程

    （一）BIM在项目规划阶段的应用流程

    旧建筑物改造会受到很多因素影响。如，建筑物周边的现状。在人员无法控制的情况下，项目改造量化较难的情况下，可以建立以BIM模型为主的可视化技术。由于该模型的仿真性能较好，能改造项目方案的决策以及规划，并对其提供有利的实施条件。如图1所示，项目建筑中原有的建筑在工程扩建时要标识原有的扩建图，既在原有的办公楼或者员工宿舍楼上扩建办公区域，然后在项目进行规划的时候扩建整个办公楼的面积。该扩建方案的制定，能对园区的风景环境或者人的居住场地产生影响。故此，可以通过BIM模型为该项目搭建风场环境用以模拟原始的模型，在进行全部园区风场环境模拟的时候能获悉全部信息。扩建办公楼以后，园区内的办公楼或者员工宿舍之间的风场风速应做到适中。如在人员活动区域的1.5m处，风的速度集中与0.6～3.9m/s，在整个过程中为更好的满足风速要求，就应为项目改建提供有力的模拟验证。

    项目投资以及规划阶段，应结合建筑物的BIM模型标示现有的数据图形，然后利用原有拟建工程项目中的相似点进行工程数据改造。比如项目所在地的基本建材或者人力的价格统计，还有在进行模拟输出的时候要完善类似于工程的单方面造价信息等内容，在使用BIM模型技术的时候可以改造项目的总投资额度，然后在对项目开展规划，这样就能在项目的决策阶段为其提供有效的数据支持。

    （二）BIM技术在项目设计阶段的具体应用

    相较于传统的CAD技术，BIM技术主要是使用Revit设计软件满足其三维可视性的效果图。所有的设计均应摆脱原有平面立体剖面图，并建立二维模式图。作为设计人员进行三维平面图设计的时候就要在同步产生三维可视图的前提下，结合现有的设计要求做部分效果图的渲染和建筑设计的仿真，这样能全方位的观察建筑物，做到建筑的全方位修改。

    针对当前建筑物改造的既定方案，其中维护结构的节能改造以及空调，供暖的节能改造等都要做系统化操作。就冷热源系统改造为例，从冷热源改造的角度探寻问题，原有的冷热源机房改造中由于空间受限，设备或者管道在进行改造的时候有很多工作内容有待完成，相较于新建的建筑物的复杂性较大。但若使用BIM技术就能解决这一现状。第一，BIM自身是一种可视化的三维可视图，改造过程中要做好实际的情况考察，了解到具体的情况以后做好具体内容跟进，避免改造的面目全非，要通过改造做好具体的内容规划，使改造只是在原有的基础上进行变动，避免大范围的改造，浪费人力和物力；第二，针对改造我们能够获悉BIM模型中包含了很多建筑物的几何属性，特别是物理使用功能方面，不同信息的输入能让改造的可视化增大，其中可视化模型也会随着BIM设计模型的改变而进行动态化更新，其设计模型不仅能满足改造的需求，同时也能为施工提供重要的参考依据，这样就能让可视化与建筑设计的动态具有一致性。

    （三）项目施工中BIM技术的应用

    项目施工阶段对于旧建筑的改造非常重要。在对旧建筑进行施工改造的时候，各项要求都极为严格。例如在资源与成本的控制上要合理管控，防止资源浪费与成本攀升。对项目进度要严格监管，每一个环节都要按期或尽量提前完成。由于每个项目都有不同的情况出现，因此传统经验式的施工计划往往在实际施工过程中不能达到预期目标，工期常常被拖延。导致整体施工进度计划的差异性非常大，最终导致整体施工成本超出原有计划。

    BIM技术能够在施工阶段发挥重要的作用。首先，BIM建模可以为施工方提供可视化展示，能够清晰、准确表明改造方案中的要点。因此，当施工过程中如果出现了特殊情况，项目方与设计方可以在模型中进行最准确、最快速的沟通和改进。其次，BIM技术可以模拟出旧建筑在改造施工过程中的关键节点以及每一个环节的具体施工进度，并附加具体的施工工艺和技术模拟。BIM技术的应用能够有效把控施工进度，同时也为成本的控制工作提供了有力的技术支持。能够为把控实际施工效率以及提高管理工作的质量提供帮助。

    （四）BIM在项目运维阶段的应用

    旧建筑物改造完成以后，为实现建筑物的高效或者节能，就需要通过验证期，将改造效果作为重要的参考。通常，旧的建筑物改造主要是在BIM规划阶段通过不同的方案进行比较，特别是在设计阶段的建模开发以及应用的时候，为更好的实现施工模型的深化变革，就要在旧建筑改造的过程中。以BIM技术为基础，进行建筑运维的研究，结合现有的改造过程对空调、供暖、照明等系统进行可再生能源建筑应用系统性的规划建设与运行管理。

    （五）BIM在旧建筑设计中的协同设计

    协同设计，即网络化的设计沟通方式。协同设计是要建立共享资源库，让设计人员能获得一份完整的系统图，可以了解到整个设计的系统状况。若能对系统的整体规划有着直接的了解，在进行改造的时候就能结合具体的设计方案进行改动，可以保有原设计的精髓，加入实用性的内容。借用网络的形式，管理软件的运行，然后让项目组成员按照自己的角色登陆系统，保证成果的唯一性，满足科学化的设计流程管理。并结合设计行业的特殊性，可以在CAD平台上开发协同工作软件，满足共享平台的建设要求。BIM系统的使用，让不同地域的设计师处于同一设计空间内讨论设计细节和设计内容，然后借助网络高效的完成任务，及时解决出现问题的部分。

    四、BIM技术的应用实例

    以小型的住宅，就旧建筑改造未来建筑为例，借此分析BIM技术应用到建筑设计中的应用效果和要点。探究BIM融入到建筑设计中的不足之处，认知新技术的优势性，探究传统设计方案的优势和劣势，并将其应用到新的建筑设计使用中。

    该住宅是一座两层小型别墅，虽然整体建筑物的面积不大，但麻雀虽小五脏俱全，内部设施完整，空间分布合理。该项目需要利用Autodesk内的Revit软件创建BIM物理模型，需要在较短的设计周期内建立拓展项目深度，对接不同部门和专业，让该建筑物成为可以施工建造的产品。

    别墅建造的模型如图2所示，其中该别墅的建设由两方面主体构成，建筑师建立模型和结构工程师构造建筑结构，只有这两方相互配合，共享基础性数据信息，才能保障别墅住宅的质量和使用效能。Autodesk Revit平台工具能够在短时间内帮助工程师创建结构模型，根据被送往现场的施工图，检查协同问题。

    Autode Revit Structure 运用建筑信息模型（BIM）技术，其中运用到的数据、图纸、明细都是数据库内共享的信息。建筑团队处理项目时，要结合实际状况优化现有设计方案时，均要变更建筑结构。若没有此系统平台，这种变更就要通过信息传递的方式进行传输，不但实时性不好，且传递过程中信息數据容易丢失，接受方很有可能接收不到完整数据，出现设计误差。但Autode Revit Structure中的参数若出现变更能将所有的项目都反馈到数据可视图内，反馈的项目信息包括：模型可视图、图纸、明细表、截面图、平面图，网络实时更新的方式，能够让变更方及时查看变更状况，了解信息和数据变更情况，有问题能及时的解决和处理，使设计与文档做到和谐统一。

    五、结语

    通过上文的分析可知，基于BIM技术的建筑改造与传统的旧建筑物改造相比较，能更好的节约成本，做好资金的把控，从而实现建筑物的最优化发展。通过全方位的了解旧建筑物情况，能细致的看到建筑物中设计的不合理之处，通过细节改动和优化，实现其能源节约的成效，满足建筑在整体节能设计中的应用价值，提升BIM技术在建筑物中的具体使用价值，实现高新技术的旧建筑改造能效，从而让旧建筑物改造进入到新的“篇章”。

    参考文献：

    [1]舒绍云.BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J].工业，2015（35）.

    [2]徐长春.BIM技术在工业建筑改造中的应用[J].工业，2015（52）.

    [3]杨培德.BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J].四川水泥，2015（07）.

    [4]张顺宇.BIM技术在建筑改造结构设计中的应用初探[J].中国勘察设计，2014（11）.

    [5]张晓丽.绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用研究[J].科学咨询（教育科研），2016（01）.

    （作者单位：浙江财经大学）