BIM技術(shù)在老舊小區(qū)改造中的應(yīng)用策略

梁 博 蘇曉春

（1.陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 咸陽 71200； 2.建筑與測(cè)繪工程學(xué)院， 陜西 咸陽 712000）

0 引言

城市中老舊小區(qū)的改造工作面臨著諸多困難，因?yàn)榧扔薪ㄖ匣?，許多基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)年久失修，所以改造工程面臨著許多的困難。為了使城市老舊小區(qū)改造工程得以順利進(jìn)行，建設(shè)方可以利用BIM技術(shù)建立數(shù)字模型，對(duì)改造工程進(jìn)行規(guī)劃。利用BIM技術(shù)需要建設(shè)方深入研究BIM技術(shù)的特點(diǎn)，使之與老舊小區(qū)的改造工作可以有機(jī)融合，并從老舊小區(qū)已有的建筑形式出發(fā)，將BIM技術(shù)作為一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的輔助手段，解決老舊建筑改造的復(fù)雜性，使之可以朝向現(xiàn)代化建筑的方向發(fā)展。

1 國內(nèi)老舊小區(qū)改造的現(xiàn)狀及BIM技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1 老舊小區(qū)改造的現(xiàn)狀

自改革開放以來，我國城市化進(jìn)程明顯加快，區(qū)域穩(wěn)定發(fā)展，多數(shù)城市不再盲目地新建工程，而是進(jìn)入到改造建設(shè)與適當(dāng)新建的共生階段，政府部門對(duì)老城區(qū)建筑的處理方式也不再是“拆后重建”，而是以改造舊建筑的方式，減少對(duì)建筑資源的浪費(fèi)。老舊小區(qū)改造的過程比較復(fù)雜，涉及的內(nèi)容非常多，包括社會(huì)方面、經(jīng)濟(jì)方面及歷史方面等要素，需要相關(guān)部門經(jīng)過詳細(xì)地實(shí)地勘察、驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)以后，才能開展詳細(xì)的改造設(shè)計(jì)工作。先由設(shè)計(jì)部門結(jié)合舊建筑的圖紙信息繪制出二維圖形，但原有建筑的二維圖紙中可能會(huì)出現(xiàn)顏色褪色、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等問題，因?yàn)槟甏^久，可能還會(huì)出現(xiàn)信息失真等問題，也會(huì)增加改造的難度。另外，在老舊小區(qū)的改造設(shè)計(jì)階段，結(jié)合已經(jīng)存在的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，還會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)較多而面臨著較大的分析困難，各設(shè)計(jì)階段之間的信息傳遞是否完整，都會(huì)影響著專業(yè)之間的交接效率，而且工種之間的改造設(shè)計(jì)也面臨著溝通不足的問題，這些都需要建設(shè)方不斷地返修與協(xié)調(diào)。正是因?yàn)槎喹h(huán)節(jié)的工作重復(fù)，使設(shè)計(jì)工作效率有所降低，所以工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)并不靈活，而且在老舊小區(qū)改造中參與工作的人員比較復(fù)雜，多數(shù)工作人員只了解本專業(yè)的內(nèi)容，對(duì)其他環(huán)節(jié)的施工內(nèi)容并不了解，所以容易導(dǎo)致工程管理方面的混亂。施工任務(wù)的分工不夠明確時(shí)，就會(huì)給整體工程的改造設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)帶來壓力。

1.2 BIM技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)

BIM技術(shù)就是建筑信息模型，是融合建筑學(xué)、工程學(xué)與土木工程學(xué)等內(nèi)容的一種新形式的建筑技術(shù)，利用這一技術(shù)可以經(jīng)過計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)完成三維圖形的設(shè)計(jì)，將建筑工程中的所有信息集成，建立起與三維模型有關(guān)的信息數(shù)據(jù)庫，可以對(duì)改造工程施工形成良好的輔助作用。建設(shè)方在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，能夠借助信息技術(shù)提升施工效率，有效地降低施工成本與施工過程中的資源消耗，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。BIM技術(shù)屬于數(shù)字化技術(shù)的新型模式，包含了老舊建筑改造中的各類組合結(jié)構(gòu)，包含著工程建設(shè)中各類材料的綜合建筑信息，可以為參與改造工程的各建設(shè)方提供模擬分析的數(shù)據(jù)及模型。從本質(zhì)上來說，BIM技術(shù)就是一種數(shù)字化的表達(dá)方法，能夠插入其他領(lǐng)域及專業(yè)的信息，促使改造工程的各參建方更深層地實(shí)現(xiàn)合作。正因?yàn)锽IM技術(shù)中數(shù)據(jù)的集成度非常高，所以項(xiàng)目的管理效率更好，有助于從項(xiàng)目模型中提取信息，完成高準(zhǔn)確率的工程預(yù)算[1]。

1.3 BIM技術(shù)對(duì)老舊小區(qū)改造的影響

BIM技術(shù)作為數(shù)字化領(lǐng)域中重要的參數(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)物，是以數(shù)字模型為平臺(tái)向參建各方提供服務(wù)。由于老舊建筑工程自身具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，所以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分地分析是非常重要的，而BIM技術(shù)恰好能夠?yàn)槔吓f小區(qū)改造提供必要的技術(shù)支持。老舊小區(qū)的改造與設(shè)計(jì)較為特殊，需要處理的問題非常多，傳統(tǒng)的改造方法難以適應(yīng)舊建筑的改造，需要以BIM技術(shù)作為核心，以BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來改造老舊建筑，可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的許多不足之處，比如信息處理速度不高、二維平面圖紙的局限性等，都可以利用BIM技術(shù)來完成優(yōu)化[2]。

2 BIM技術(shù)在老舊小區(qū)改造中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在老舊小區(qū)改造前期的應(yīng)用

在老舊小區(qū)建筑收集的資料中，各項(xiàng)資料的復(fù)雜程度要比新建項(xiàng)目的數(shù)據(jù)高。所以工程設(shè)計(jì)師要先對(duì)原有建筑做深入地調(diào)研與分析，才能統(tǒng)籌所有的數(shù)據(jù)。老舊小區(qū)的建筑已經(jīng)歷了幾十年的風(fēng)風(fēng)雨雨，所以整體建筑的結(jié)構(gòu)體系與狀況都不如新建項(xiàng)目，建設(shè)方需要先對(duì)這類建筑的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行檢查，再比對(duì)原有的工程信息資料，做出合理的判斷。因?yàn)檫\(yùn)行的年代較長(zhǎng)，一些基礎(chǔ)資料已經(jīng)發(fā)生了改變，還需要建設(shè)方重新進(jìn)行計(jì)算，才能判斷當(dāng)下老舊小區(qū)建筑的實(shí)際情況，比如舊建筑的材料性能是否滿足現(xiàn)代建筑的需求。隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，國家有關(guān)部門對(duì)建筑工程的要求也逐漸提高，以往建筑標(biāo)準(zhǔn)下建設(shè)的工程是否能夠滿足當(dāng)下建筑的要求，都在建設(shè)方的考慮范圍之內(nèi)，以往設(shè)計(jì)中通常會(huì)缺少能量分析項(xiàng)目。但在老舊小區(qū)建筑改造前期，建設(shè)方必須對(duì)原有建筑的空間環(huán)境做出全面的分析，包括建筑的光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境分析等，依靠BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)快速的能量分析是最為有效的。BIM技術(shù)可以依照建筑的數(shù)據(jù)建立起虛擬的三維模型，并給出老舊小區(qū)原有建筑功能布局的改造設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)立體化的既有工程造型的整體改造，而不僅僅是從某一方面完成既有建筑的改造，而是進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

另外，建設(shè)方也要考慮到老舊小區(qū)建筑所保存的資料十分有限的問題。果依賴現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方式，前期測(cè)繪與調(diào)研的方法是比較費(fèi)時(shí)的，而且容易在測(cè)量中出現(xiàn)較大的誤差。如果建設(shè)方能夠在老舊小區(qū)建筑改造中融入BIM技術(shù)，則可以有效地提升前期測(cè)繪的效率，使前期調(diào)研工作變得客觀并且準(zhǔn)確。比如建設(shè)方可以通過激光掃描的方式，將原有建筑工程的三維信息錄入計(jì)算機(jī)中，借助BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)老舊小區(qū)建筑的性能狀況予以分析，將其作為老舊小區(qū)的建筑模型底圖，可以將設(shè)計(jì)與原型進(jìn)行逆向比較?？偟膩碚f，就是借助三維掃描儀等工具來記錄建筑的信息，這種方式支持逆向工程的設(shè)計(jì)手段，要比傳統(tǒng)的手繪設(shè)計(jì)方式更加便捷、高效，有助于提升老舊小區(qū)建筑改造的調(diào)研效率[3]。

2.2 BIM技術(shù)在老舊小區(qū)改造設(shè)計(jì)的應(yīng)用

老舊小區(qū)的建筑改造設(shè)計(jì)需要科學(xué)性地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，否則設(shè)計(jì)成果就極容易出現(xiàn)各種問題，所以在其中應(yīng)用BIM技術(shù)是非常重要的。借助BIM技術(shù)的模型建立功能，可以提升改造設(shè)計(jì)的客觀性，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。建設(shè)方可以先應(yīng)用BIM技術(shù)錄入建筑信息，之后將信息數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的根據(jù)，通過三維模型的可視化特性，便于參建各方做出修改決策，可以減少改造方案設(shè)計(jì)的反復(fù)性。BIM技術(shù)為老舊小區(qū)的改造工作提供了統(tǒng)一的數(shù)字化模型式，所以建設(shè)方可以依照各專業(yè)、改造設(shè)計(jì)階段的有效信息傳遞資料，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的共融。BIM技術(shù)模型技術(shù)可以服務(wù)于舊建筑改造工程的全生命周期，涵蓋了虛擬的模型建設(shè)，可以支持多專業(yè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同作業(yè)，建立起信息共享的工作模式，可以為老舊小區(qū)建筑改造工程的全周期提供服務(wù)，對(duì)建筑的性能做出分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)做出計(jì)算等，能夠?qū)IM技術(shù)模型在施工建設(shè)中充分利用。實(shí)際運(yùn)用中，技術(shù)人員可以將BIM技術(shù)支持下建好的Revit模型導(dǎo)入以后，開展碰撞檢查，即查驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中是否存在專業(yè)技術(shù)碰撞的問題，比如結(jié)構(gòu)與建筑之間是否存在沖突、結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備安裝之間是否存在沖突，水及暖通工程等系統(tǒng)之間的管線是否存在沖突等，在BIM技術(shù)建立的虛擬模型之中都可以得到很好的驗(yàn)證。優(yōu)化模型以后，建設(shè)方要及時(shí)給出模型的圖片與二維圖紙，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料的采購、安裝給出指導(dǎo)方案，以此提升工作的效率，實(shí)現(xiàn)精益施工的目標(biāo)。BIM技術(shù)在老舊小區(qū)建筑改造的過程中，還可以幫助建設(shè)方減少設(shè)計(jì)變更，使整個(gè)改造設(shè)計(jì)過程變得順利[4]。

2.3 BIM技術(shù)在建筑性能改造設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在老舊小區(qū)建筑的性能改造設(shè)計(jì)中，僅是對(duì)建筑性能的優(yōu)劣進(jìn)行判斷，所以其中可能會(huì)存在不確定的因素。在BIM技術(shù)的支持下，通過三維虛擬模型來分析建筑的性能，比如老舊小區(qū)建筑的照明環(huán)境、太陽能輻射的分析等，查看改造工程的建設(shè)是否能夠滿足日常建筑的需求，都可在BIM技術(shù)的應(yīng)用中完成。BIM技術(shù)具有較為良好的信息兼容特性，所以設(shè)計(jì)師在改造過程中可以將各類信息融入到虛擬模型中，包括各種材料的性能統(tǒng)計(jì)，建設(shè)方只要將這些材料的信息導(dǎo)入到軟件中，就可以自動(dòng)對(duì)這些情況進(jìn)行具體的分析，對(duì)建筑的性能做出完整的評(píng)價(jià)，從眾多方案中給出性能參數(shù)綜合最優(yōu)的方案，以幫助建設(shè)方選擇方案，減少了建設(shè)方在方案選擇中需要的時(shí)間[5]。

2.4 BIM技術(shù)在改造工程成本預(yù)算的應(yīng)用

在BIM技術(shù)中應(yīng)用的軟件以Revit軟件為常用軟件，可以對(duì)改造工程中所用的建設(shè)材料的材質(zhì)、類別進(jìn)行分類和匯總，這在建筑改造工程設(shè)計(jì)中是非常強(qiáng)大的功能。以往的改造工程都需要設(shè)計(jì)師手工抄繪原有的工程圖紙，需要對(duì)老舊小區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，而原始建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各類數(shù)據(jù)非常多，容易在人工記錄中出現(xiàn)錯(cuò)誤，況且還會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，增加了人工成本，同時(shí)設(shè)計(jì)師們還需要承擔(dān)較大的工作壓力。在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，這些數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中自動(dòng)生成，每項(xiàng)類別中的數(shù)據(jù)都包含其材料的規(guī)格與價(jià)格，可以自動(dòng)生成明細(xì)表，參建各方只需要登錄信息管理平臺(tái)，查看這些明細(xì)表，就可以了解材料管理方面的事宜，而財(cái)務(wù)部門也可以在平臺(tái)中查閱明細(xì)表，進(jìn)而核算出整個(gè)老舊小區(qū)建筑改造工程中在建材方面所需要的預(yù)算。改造工程與新建工程有所不同，建設(shè)方要先統(tǒng)計(jì)需要改造的方面，再計(jì)算出用材，才能對(duì)成本做出預(yù)算，所以這些信息要比新建工程更多，也更為繁瑣，在BIM技術(shù)的支持下，數(shù)據(jù)庫可以快速地給出結(jié)果。

3 結(jié)束語

在當(dāng)下的老舊小區(qū)建筑改造工程中，BIM技術(shù)以其顯著的優(yōu)勢(shì)可以幫助建設(shè)方建立起數(shù)字化的模型，促進(jìn)改造工程效率和質(zhì)量提升，用精準(zhǔn)的預(yù)算來節(jié)約改造工程的成本，BIM技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的缺陷，對(duì)老舊小區(qū)建筑改造工程的綜合性能進(jìn)行合理評(píng)估，全面協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)信息，促進(jìn)建設(shè)各方的協(xié)同工作，以提升老舊小區(qū)建筑的改造效率。