數字化建造技術在既有建筑改造過程中的運用分析

周園 姚漢臣 戴君

(1.吉林建筑科技學院; 2.長春復遠房地產開發有限公司;3.吉林建筑科技學院 吉林 長春 130000)

隨著我國經濟的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，很多老舊建筑已經無法滿足現代生活的需求，為解決這些問題，需要對既有建筑進行改造。既有建筑改造主要是對舊建筑進行改造，不僅能夠改善既有建筑存在的問題，還能夠有效提高施工質量和效率。而數字化建造技術是一種新型的建筑技術，通過數字化建造技術能夠有效解決舊建筑存在的問題，并能有效提升施工質量和效率。但是在實際應用過程中還存在很多問題，需要進一步解決。基于此，本文主要對既有建筑改造過程中數字化建造技術的應用進行探究，希望幫助相關工作者更好地開展工作。

1 數字化建造技術的概念

數字化建造技術是指利用計算機輔助工程設計、工程建造，通過工程信息模型、工程仿真模擬和可視化等方式，對工程項目的設計、施工全過程進行模擬仿真，并能實現對整個項目施工過程的控制與管理的一種技術。數字化建造技術在工程項目中的應用，能有效提升建筑施工質量和效率，是現代社會發展的必然趨勢。在建筑行業發展中，數字化建造技術被廣泛應用，通過對數字信息的處理和分析，可以實現對建筑施工過程的控制與管理。目前，我國數字化建造技術還處于發展階段，建筑施工企業需要認識數字化建造技術的重要性，并積極應用數字化建造技術。

數字化建造技術在建筑施工過程中的應用，主要包括施工前的準備工作、施工過程中的設計與施工、施工完成后的檢驗與驗收等幾個方面，通過數字化建造技術的應用，能有效解決工程項目存在的問題，提升建筑工程質量和效率[1]。

2 數字化建造技術的優勢

數字化建造技術是一種新型的建筑技術，通過運用數字化建造技術可有效提升施工效率和施工質量。通過數字化建造技術可以實現建筑改造的信息化、數字化，可以實現建筑改造的可視化管理。傳統的建筑工程項目管理方法是通過手工操作，這種方法不僅需要工作人員耗費大量的時間和精力，而且在工作中容易產生失誤，容易影響施工質量和造成安全隱患，因此在建筑改造過程中，傳統的建筑工程管理方法已經無法滿足現代建筑工程的要求，需要通過數字化建造技術實現施工管理的信息化、數字化，以此來提升建筑工程項目管理的效率和質量。

數字化建造技術在既有建筑改造過程中的運用，主要體現在建立模型上。在既有建筑改造過程中，通過建立相關的模型，可更好地進行建筑改造工作。建立模型的主要目的是對建筑改造方案進行分析，在進行建筑改造方案分析時，可以運用數字化建造技術實現建筑改造方案的三維建模，并通過計算機模擬技術對建筑改造方案進行模擬和分析，以此來確定最優的建筑改造方案。

3 既有建筑改造過程中存在的問題

通過對既有建筑改造過程中數字化建造技術的運用進行分析，發現其在應用過程中存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。

3.1 技術應用不到位，無法滿足工程要求

當前，我國的數字化建造技術還處于發展階段，還存在很多不足，主要表現在數字化建造技術的應用還不到位，很多技術人員并未深入了解數字化建造技術的相關知識，因此無法更好地開展工作。同時，在實際應用過程中，由于工作人員水平有限，很多工作都是由幾個人共同完成的，在此過程中也會出現很多問題，無法滿足工程要求。

3.2 缺乏人才培養機制

建筑行業屬于勞動密集型行業，但是當前我國建筑行業的從業人員數量卻呈逐年遞增的趨勢，這在一定程度上會影響數字化建造技術的應用和推廣。因此，在既有建筑改造過程中，需要積極探索和應用數字化建造技術，這樣才能有效提升工程質量和效率。但是由于缺乏相關人才培養機制，導致數字化建造技術的應用效果不佳。

3.3 管理模式落后，缺乏創新意識

現階段，在既有建筑改造過程中，管理模式落后，主要表現在以下方面：管理人員的能力水平有限，無法滿足工程需要；管理方式不科學，難以滿足現代化建筑工程要求；管理方法較為落后，難以提升工作效率；管理人員缺乏創新意識，無法適應現代化社會發展的需要；管理制度不完善，無法促進數字化建造技術的應用和推廣。因此，需要創新數字化建造技術的管理模式，促進數字化建造技術的應用和推廣。

4 數字化建造技術在既有建筑改造過程中的作用

數字化建造技術可以利用計算機輔助設計、虛擬仿真等方式，提高既有建筑改造過程的工作效率和質量，實現既有建筑改造過程的數字化[2]。通過運用數字化建造技術可有效提升工作效率，同時還可優化建筑工程施工流程，改善施工質量和安全。通過運用數字化建造技術，可以充分發揮計算機的優勢，在工程項目設計、施工中的應用更加便捷、高效。另外，還可以將計算機仿真技術和BIM技術應用到既有建筑改造過程中，通過運用計算機仿真技術和BIM技術，可有效預測在施工過程中可能出現的問題和風險，并及時采取相應措施，提高工程質量[3-4]。

5 既有建筑改造在設計階段的數字化應用

5.1 三維掃描與逆向建模技術應用

隨著數字技術的快速發展，三維掃描與逆向建模技術在既有建筑改造中的應用越來越廣泛，在既有建筑改造中發揮著重要的作用。在進行既有建筑改造設計時，三維掃描與逆向建模技術可以快速獲取建筑物的結構數據，從而為后續工作提供重要的數據支撐。

三維掃描技術的應用不僅可以有效解決傳統設計模式中存在的數據獲取周期長、成本高等問題，而且可以使建筑物的外觀更加真實，提升了建筑物設計水平。例如：某一既有建筑需要進行改造設計，但原有建筑的結構數據并不能滿足后續工作的要求，這時就需要采用三維掃描技術對原有建筑物進行逆向建模。

三維掃描技術可以對既有建筑的外觀進行快速掃描，獲取該建筑物的模型數據，為建筑物的后續工作提供重要的數據支撐。同時，三維掃描技術還可以在原有建筑物模型的基礎上進行逆向建模，還原建筑物的外觀，對既有建筑的外觀進行快速掃描，為后續工作提供數據支撐。

5.2 BIM技術正向設計

BIM 技術正向設計是以建筑模型為基礎，以工程項目為目標，進行建筑空間的參數化設計。通過BIM技術可以對建筑物的性能、功能、質量進行仿真模擬，從而有效解決了建筑設計中存在的問題。通過BIM技術可以將項目信息集成在一個模型上，實現建筑設計、施工和運維等環節的有效銜接。在工程項目的建設過程中，通過運用BIM技術可以對建筑物進行三維建模，為項目建設提供全面、準確的數據，從而保證建筑工程質量。在既有建筑改造過程中運用BIM技術，可有效降低施工成本，提高工作效率和工程質量。

6 既有建筑改造在施工階段的數字化應用

6.1 數字化的圖紙深化

在既有建筑改造過程中，設計圖紙的深化是十分重要的，只有通過設計圖紙的深化才能將改造后的建筑進行準確的定位。由于建筑改造涉及的技術問題較多，并且建筑結構千變萬化，因此在進行既有建筑改造工程時，需要通過數字化圖紙來對既有建筑改造工程進行深化。在進行既有建筑改造工程的過程中，需要根據項目特點選擇合適的數字化圖紙，并對數字化圖紙進行優化。在既有建筑改造過程中，施工企業可以采用BIM 技術來對既有建筑改造工程進行模擬，從而對既有建筑改造工程的施工進行優化，并提升既有建筑改造工程的質量和效率[5]。

在數字化圖紙深化過程中需注意以下幾點。（1）對原有結構進行檢測。在既有建筑改造過程中，需要對建筑原有結構進行檢測，如果發現結構存在問題，就需要對原有結構進行改造，并及時處理問題。在檢測過程中，需要對建筑的安全、消防以及抗震性能等方面進行檢測，確保既有建筑改造工程的安全性。（2）對原有結構進行復核。在既有建筑改造工程中，由于存在許多不確定因素，因此在改造工程進行之前，需要對既有建筑原有結構進行復核，并且還要結合現場實際情況進行分析，以確保既有建筑改造工程的安全性和合理性。（3）對原有結構進行評估。在既有建筑改造工程中，由于建筑結構的復雜性，因此需要對既有建筑原有結構進行評估，并對既有建筑原有結構進行鑒定，如果發現既有建筑原有結構存在問題，需要及時處理，以確保既有建筑改造工程的安全性。

6.2 信息化物流管理

建筑施工項目具有較大的施工規模，在施工過程中，需要使用大量的機械設備和材料。這些物資在運輸過程中會產生一定的成本，影響到建筑項目的經濟效益。建筑改造過程中，需要對建筑材料進行運輸。目前，我國已經開發出了智能物流管理系統，通過該系統可以實現建筑材料的高效運輸，提高建筑材料的利用率。在該系統中，可以將建筑材料進行分類、標記，然后使用數據分析技術對數據進行處理和分析。在此基礎上可以制訂合理的運輸方案和路徑，提高物流管理水平。在傳統建筑施工過程中，需要依賴大量人力、物力資源。

傳統的物流管理模式效率較低，而且還存在信息孤島問題，很難實現一體化管理。在建筑改造過程中，可以通過構建信息化物流管理平臺，實現信息共享、資源整合等。在該平臺中，可以有效利用大數據、云計算等技術，實現信息的交互和共享。將建筑改造過程中所涉及的相關信息進行整合和共享，如工程項目進度、質量、安全、成本等信息，構建一體化物流管理平臺，為工程項目提供一體化物流服務。在該平臺中可以有效利用大數據技術對運輸方案進行優化和選擇，降低物流成本，提高工程項目的經濟效益和社會效益。此外，還可以有效實現信息共享，為數字化建造技術的應用提供可靠依據。

6.3 基于BIM可視化技術的施工場地布置

施工場地的布置是影響既有建筑改造質量和安全的重要因素，在對既有建筑進行改造時，施工場地的布置會影響到施工質量和安全，所以在進行既有建筑改造時需要考慮到施工場地的布置問題。在進行既有建筑改造時，可以通過BIM 可視化技術對施工場地進行布置，從而確保既有建筑改造過程中的施工安全。在進行既有建筑改造時，需要將相應的施工機械設備安放到指定位置上，這樣可以減少材料在運輸過程中出現的不必要損耗。同時，施工設備也可以為工程施工提供便利，從而確保工程順利進行。

通過運用BIM 可視化技術，可以實現對既有建筑改造過程中的施工場地進行布置。首先，將既有建筑進行三維建模，然后將BIM 模型導入CAD 軟件中，最后將CAD模型和BIM模型進行碰撞檢查，從而確保施工場地布置得合理。對既有建筑進行三維建模時需要考慮到以下問題：（1）改造后的施工安全問題；（2）施工場地的交通便利程度；（3）施工過程中的材料運輸等問題[6]。

7 既有建筑改造在運維階段的數字化應用

既有建筑改造過程會經歷較長的時間，因此，在既有建筑改造過程中，需要對建筑進行維護和管理，提高既有建筑的使用壽命，減少成本支出。同時，需要定期對既有建筑進行檢查和維修，提高建筑的使用效率。而通過運用數字化建造技術，可以實現對既有建筑運行狀態的監測和控制，如可以通過監測建筑物的溫度、濕度等信息，并將這些信息傳遞到遠程監控中心。同時，可以根據監控中心給出的數據進行相應的調整和控制，從而達到對建筑物運行狀態的控制。這種方式可以有效減少人力成本和時間成本，并且提高建筑運行效率和質量。最后，在既有建筑改造過程中，通過數字化建造技術，可以對建筑改造設計進行模擬，例如：可以通過虛擬建造技術構建虛擬工程的設計模型，并根據建筑改造設計的實際情況，對建筑改造設計進行優化。

8 數字化建造技術在既有建筑改造過程中的運用策略

8.1 加強對數字化建造技術人才的培養

當前建筑行業正處于轉型升級的關鍵時期，傳統的施工管理方式已不能滿足行業的發展要求，傳統的施工方式是一種勞動密集型，在市場競爭越來越激烈的情況下，這種生產方式已經越來越不適應市場發展要求。而數字化建造技術是一種先進的施工管理技術，通過運用數字化建造技術可有效提高施工效率，保證施工質量。然而，要想實現數字化建造技術在既有建筑改造過程中的有效運用，就必須加強對數字化建造技術人才的培養。

一方面，施工企業要在發展過程中不斷引進專業的數字化建造技術人才；同時，要充分發揮高校人才培養作用，結合行業發展實際，在各高校開展數字化建造技術相關的教學課程，以提高學生的專業素養。另一方面，要制訂一系列科學合理的人才培養計劃，為數字化建造技術人才提供良好的發展平臺，確保數字化建造技術人才能夠及時了解和掌握數字化建造技術的最新發展趨勢，以便更好地發揮數字化建造技術的作用，進而不斷提高數字化建造技術在建筑施工管理中的應用水平，進而推動我國建筑行業的健康發展。

8.2 重視建筑企業與數字化建造技術人員的交流和合作

建筑企業需要與數字化建造技術人員展開交流和合作，及時了解技術人員在建筑過程中遇到的問題，并且根據實際情況采取有效措施進行解決，這樣既可以提高既有建筑改造過程中數字化建造技術的應用效果，又可以保證數字化建造技術人員的工作效率。

由于數字化建造技術的應用具有很強的專業性，要重視與數字化建造技術人員之間的交流和合作，雙方共同探討和分析問題，提出有效措施解決問題，這樣既可以保證建筑企業與數字化建造技術人員之間的關系和諧發展，又可以提高數字化建造技術在既有建筑改造過程中的應用效果。

因此，建筑企業要重視與數字化建造技術人員之間的交流和合作，一方面可以保證數字化建造技術人員對新的施工方法、施工材料有更加深刻的了解，另一方面也可以保證數字建造技術在既有建筑改造過程中能夠得到較高應用。

9 結語

數字化建造技術在建筑工程領域的應用具有廣闊的發展前景，目前存在的問題主要包括以下幾點：在既有建筑改造中數字化建造技術運用時間較短，還處于發展階段；缺少數字化建造技術專業人才，導致數字化建造技術的應用受到阻礙；建筑企業對數字化建造技術的重視程度不夠，沒有將其作為主要工作內容。針對上述問題，本文建議采取以下幾點對策：加強對數字化建造技術人才的培養，提高其應用水平；制定完善的規章制度，并加大對制度執行情況的檢查力度；重視建筑企業與數字化建造技術相關工作人員的交流和合作，提高數字化建造技術水平，希望能夠為我國建筑事業的發展提供幫助。