淺析BIM技術在既有建筑檢測加固中的應用

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，關于BIM技術的應用研究主要集中在新建建筑物上，但是對既有建筑的檢測加固以及后續應用維護仍然研究較少。論文根據BIM技術的應用要求總結了其在既有建筑檢測加固中的應用方向以及需要解決的問題，為相關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.

【關鍵詞】BIM技術;既有建筑;檢測加固;應用

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

【中圖分類號】TU17;TU746.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）05-0188-02

1 引言

建筑信息模型（簡稱BIM）是使用數字信息來表達有關工程建筑的詳細參數信息，它基于數字3D技術和3D模型的數據庫，包括設計、建設以及完成拆除等各個階段的信息與數據。它將工程圖、工程數據模型、模型各類參數以及與管理有關的行為過程的所有信息集成在一起，是建筑物的面向對象參數化和智慧化的數字表示形式，可支持建筑中模擬的各種操作。實現了“模型等于工程圖”和“模型高于工程圖”的目標，并具有渲染、協調、建模、優化和工程圖5個特征。以往BIM技術的應用主要集中在新建建筑物上，對既有建筑物的應用研究較少，近年來，隨著BIM技術的發展，其在既有建筑檢測加固中的應用逐漸受到重視。

2 既有建筑概述

既有建筑通常是指經過一段時間使用的建筑物，主要包括已經建成的民用建筑。其中包含公共建筑和居住建筑、歷史建筑物、文物建筑、建筑遺產等。例如，歷史建筑物應理解為具有一定歷史紀念價值的建筑物，在人類文明或歷史發展過程中仍保留了科學和文化研究價值以及藝術和美學價值。這些建筑通常與主要歷史事件相關聯，見證了國家歷史進程或發展，具有重要的紀念意義和教育價值，也是歷史研究的重要證據。

3 BIM技術在既有建筑檢測加固中應用的要求

當前的BIM技術在建筑工程中的應用越來越深入，并逐漸向著全生命周期管理方向發展，必然會在將來應用于整個建筑生命周期的所有階段。國家標準將建筑物的生命周期劃分為5個階段：規劃、勘測和設計、建造和監督、運營和維護，拆除或改造和加固。當前，BIM技術的應用研究主要集中在建筑設計和新建筑的建設上，而在既有建筑的檢測加固、重建和設計方面的應用研究較少。

由于BIM技術在近年來才開始得到大力推廣應用，因此，以前設計和建造的大多數建筑未采用BIM技術進行集成設計。這些既有建筑缺乏足夠的BIM模型用于實際維護。隨著BIM技術的普及和應用以及智慧城市建設和發展的需要，有必要根據現場測量結果創建既有建筑的BIM信息模型。此外，在使用期間對既有建筑進行檢測加固的設計和建造新建筑的設計之間存在許多差異，主要表現在：①檢測加固應考慮到既有建筑的現狀，包括材料的實際強度、性能和結構要素的實際空間布置。②既有建筑通常位于建筑物較密集的區域，在施工過程中必須將對工程周圍居民的影響降到最低。此時，根據現場實際情況進行合理的現場規劃非常重要。③檢測加固既有建筑通常很難在設計和施工之間進行協調，進行施工時有時會根據實際情況對設計圖進行多次校正。同時，既有建筑的檢測加固包括多項內容，管理較為復雜。此外，在信息表達、組織結構和應用趨勢方面，既有建筑檢測加固與新建筑之間存在許多差異。因此，在既有建筑檢測加固的勘測、評估、翻新和設計中應用BIM技術是非常必要和重要的。

4 BIM技術在既有建筑檢測加固中的具體應用

4.1 BIM模型應用

對于既有建筑加固應用，建筑企業可以使用BIM技術和數據庫管理軟件來創建建筑模型。在構建既有建筑模型時，管理人員需要在專用數據庫中輸入和輸出數據。在設計和應用BIM信息管理界面和顯示模型時，管理人員可使用Autodesk Revit API平臺將語言和軟件應用于開發界面管理和功能編輯。在此平臺上，管理人員需要使用平臺的資源共享功能通過數據庫的信息來獲取有關數據的信息。在應用既有建筑信息模型的過程中，首先將模型信息輸入軟件，檢測和預防空間碰撞現象;其次將有關既有建筑空間的信息輸入BIM模型應用軟件中，并對既有建筑的加固和重建進行三維建模;最后在既有建筑模型中引入加固措施。要創建既有建筑加固的BIM模型，管理人員需要在軟件中各項設施處輸入位置信息（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構。在輸入既有建筑的建筑信息時，應評估空間合理性、建筑物的安全和隔離措施與標準的符合性，以及打孔位置的一致性。

4.2 BIM技術加固施工應用

在檢測加固既有建筑時，建筑企業可以使用BIM技術模擬施工，在建筑模型中執行鋪裝和拆除模擬分析，從而提供施工指導，減少對建筑結構現有結構的損壞。在檢測加固既有建筑的過程中，管理人員可以使用BIM技術分析現有加固處理結果的參數，并更新和調整建筑信息的參數，從而加快建筑驗收和施工進度。BIM技術的可視化和虛擬化功能可用于協作管理既有建筑檢測加固施工，優化建筑布局并提高建筑管理的效率。在完成既有建筑檢測加固后，建筑企業需要將BIM技術應用于建筑設備的管理、操作和維護。

4.3 BIM檢測應用

在對既有建筑進行檢測過程中，有必要對施工現場進行勘測，并收集施工建筑的內部、結構以及規劃數據。檢測人員需要對既有建筑的破壞情況進行調查和統計，檢測建筑材料的強度和建筑物的沉降，并記錄檢測結果。在檢測既有建筑時，傳統方法主要使用文本信息、圖形設計和照片來記錄檢測結果。所收集信息的內容相對復雜，無法直接反映建設建筑的當前狀態。關于BIM技術的應用，建筑企業可以將該技術與智慧城市管理平臺相結合，并使用該管理平臺運營維護并管理既有建筑物加固和翻新。

5 BIM技術在既有建筑檢測加固中應用的過程

5.1 檢測階段

既有建筑檢測通常包括以下任務：房屋結構的建筑、結構平面和現場測繪;建筑損壞的統計研究和校準記錄等。應用BIM模型不僅詳細直觀，而且可以直接用于后續的加固設計。該模型還可以集成到智慧城市管理平臺中，以進行既有建筑的進一步操作和維護。對于某些具有清晰平面圖和外觀的建筑物，可以直接通過現場檢測生成BIM模型，并將其與原始工程圖紙結合使用。對于一些缺乏原始圖且難以測量和繪制的建筑，可以根據現場檢測條件生成既有建筑的點云圖像，并與3D掃描結合使用，識別既有建筑的空間分布、結構變形等，并將其集成到BIM模型中。

5.2 加固設計階段

BIM技術可以直觀地顯示既有建筑的信息，并使用3D模型可視化地表達既有建筑的當前狀態，該模型反映既有建筑物檢測加固與新建之間的差異。在此階段，BIM技術的應用主要包括以下過程：①根據已建立的BIM模型，快速提取既有建筑的設計信息，并在完成后比較既有建筑加固前后的建筑物功能、結構形式、關鍵性能等。預測加固是否會影響建筑物的功能或結構，并優化加固設計。②基于已建立的BIM模型，劃定加固技術的可用工作空間，以避免在運輸、安裝和使用維護過程中加固設計與既有建筑結構之間發生沖突。③當通過添加輔助部件來加固既有建筑時，使用BIM技術可以快速檢測不同部件之間的碰撞，從而避免了不必要的浪費。此外，BIM模型在執行局部拆除的同時還可以發揮更好的指導作用，從而有助于制定拆除計劃。

5.3 施工應用階段

在既有建筑的施工應用階段，BIM技術可用于以下方面：①采用BIM技術進行施工現場建模和將新添加或拆除的組件應用于模型中的既有建筑結構，以指導構造并減少對原始結構的損壞。②BIM技術可以根據建筑物加固處理的實際結果，使用參數化手段（自適應）來修改和更新既有建筑原始信息模型，提高施工效率以及優化加固效果。③將BIM技術應用于既有建筑施工應用階段，用于檢測加固既有建筑會對未來的建設、維護和資產管理運營產生重大影響，其經濟利益是長期的。隨著BIM技術在建筑行業中的使用越來越多，應不斷滿足各種檢測加固既有建筑的需求，提高檢測加固技術的水平，最終改變行業思維方式并提高BIM技術在既有建筑檢測加固中的應用效能。

6 結語

現階段，BIM技術在既有建筑的檢測加固中的應用研究比較少。而BIM技術的應用對于既有建筑檢測加固以及隨后的運行維護管理具有明朗而廣闊的應用前景。隨著大型公共既有建筑的信息化和現代化管理，以及智慧城市的推廣，各種既有建筑物檢測加固應用需求越來越高。BIM技術在既有建筑的檢測加固方面具有強大的工程應用能力，需要不斷進行研究和探索以推動技術創新。

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