摘要:随着我国城市化进程的加快,大量工业厂房外迁遗留下来许多闲置或废弃的工业建筑,在当今资源节约型社会背景下,废弃厂房改造再利用对于城市可持续发展具有实际意义。BIM是在建设工程及设施全生命期内,对其进行物理和功能特性的数字化表达,并依此进行设计、施工、运营的过程和结果的总称,能实现建筑工程精细化管理。本文结合BIM技术的优势和和废弃厂房改造的特点,探讨了BIM技术与废弃厂房改造的适应性。
关键词:废弃厂房;BIM技术;适应性
废弃厂房作为城市建筑的一部分,与城市经济、文化以及工业的发展息息相关,在城市结构转型期间,对废弃厂房进行改造已经成为社会关注的焦点。科学、合理改造废弃厂房不仅可以节省重建开支、重新发挥场地价值,还能完善城市形象,带动周边地区发展。而BIM理念的推广应用是建筑行业未来发展的主要趋势之一,通过实地调查和查阅文献资料,深入分析了BIM技术在废弃厂房改造中的应用,以及为相关从业者提供一定参考。
1.BIM技术
BIM技术是通过建筑绘图软件、3D建模教程等数字化技术建立虚拟的建筑工程三维模型。这个模型不仅包含了建筑构建的集合信息,构建属性和状态信息,还包括了非物质的状态信息[1]。信息模型一般具有以下几个特点:
可视性,在传统的建筑工程中,常常利用CAD等绘图软件设计图纸,图纸中标出构建的几何信息,设计人员和施工人员需要凭自己想象进行设计和施工。但随着建筑工程智能化、复杂化发展,传统二维设计往往会导致设计、施工存在矛盾,只能后期变更方案,而这无疑会增加施工成本、影响工程进度。而通过BIM技术能够在使设计和施工人员在三维空间清楚地了解工程中各个构件、工序,以便更好地进行设计和施工。
协调性,建筑工程会涉及到承包方、施工方和业主等多方利益主体,施工方中也存在多个施工团队,利益主体之间、施工团队之间都需要信息沟通和协调才能提高工程效率,利用BIM技术可以构建一体化三维模型,并生成覆盖工程全过程的中心文件,有利于项目信息沟通与协调。
模拟性,BIM技术不仅可以构建建筑信息模型,同时还能对建筑进行动态模拟,在施工之前,通过施工技术与建筑质量适应性模拟,制定出最佳施工方案,还可以实现施工事故模拟,以提高施工人员的安全施工技术。
优化性,BIM技术能够覆盖工程全过程,从前期决策、设计到后期施工、运营维护,都能够为工程主体提供优化方案。
2.废弃厂房改造中存在主要问题
我国废弃厂房分布较为分散,用途差异性大,而且不同地域内废弃厂房的损害程度也不同,其可利用性和可开发程度亦存在很大差异,导致改造方案具有独特性,很少能直接拿来借鉴。同时在设计阶段,部分工作人员往往只注重废弃厂房本身的设计,忽视了与外界环境的有机结合,导致许多废弃厂房改造后与周围环境格格不入,违背了改造的初衷。而且在施工阶段,废弃厂房改造工程对施工作业的要求更为严格,废弃厂房大多年代久远、墙体风化、开裂现象严重,结构承载力严重不足,改造时应系统、全面整合废弃厂房结构性能,并合理制定加固方案,而由于传统设计和作业的局限性,很难保证各个施工环节和谐统一,一旦发生碰撞,势必会延误施工进度。而且改造不是重建,作业空间有限,很多大型施工器械无法使用,一旦施工方案不合理,也将会增加施工成本。
3.BIM技术在废弃厂房改造中的应用
3.1BIM技术在决策阶段
废旧厂房改造不仅仅是利用简单的现代景观设计和室内设计改善自身功能和性能,更要使改造后的项目融入到周围环境中,与周边交通环境、地理位置和周围设施相适应。
废旧厂房决策阶段的主要内容是对改造方案进行技术与经济可行性分析,从改造后项目的功能适应性、质量适应性和市场适应性等方面进行分析。而废弃厂房形式多样、内部空间复杂,给项目决策带来一定难度。这一过程中利用BIM技术构建三维可视模型,使工作人员能够系统、全面地分析厂房结构形式、地理位置、周围设施和交通环境,以制定出最佳决策方案,降低方案决策风险。
3.2 BIM技术在设计阶段
BIM技术在设计阶段的应用主要包括参数化设计、协同设计和建筑性能分析等,参数是BIM技术的核心元素,是三维建模的基础,不仅包括构件的几何信息,也包含材料特性、刚度、荷载分布等多元信息[2]。基于BIM技术的参数设计能够在软件中实现方案的迅速变更和出图,既提高设计效率,也能避免因信息不对等造成施工碰撞。
协同设计的目的是为了减少碰撞,废旧厂房改造是一项复杂的工程,包含土建、电气、暖通、给排水、电力等多项施工内容,在传统的二维设计期间,由于施工团队不同、施工标准不同,在设计阶段,很难发现方案中存在的不合理之处,导致施工时出现管线矛盾、结构预留洞口矛盾等问题,常常需要返工,不仅耽误施工进度,而且还增加成本。基于BIM技术的协同设计可以使不同施工团队的设计人员在同一中心信息平台上进行沟通,时刻保持各项参数的修改与更新,待各个专业施工协调好之后,再进行施工,极大地避免了返工和中途变更风险。
建筑性能分析,现代建筑不仅要在外观上具有一定的美感,同时也要能为人们提供舒适的休息场所。在以往的改造设计时,由于缺少这方面分析,很多改造后项目性能不能满足人们对生活质量的要求,运营效果并不理想。而利用BIM技术能够直观地对改造后项目的热环境、光环境、声环境、风环境和周边自然景观进行模拟分析,从而不断调整设计方案,优化建筑物各项性能。
3.3 BIM技术在施工阶段
工程施工是建筑工程的核心环节,对废弃厂房改造质量影响重大,在施工阶段利用BIM技术能够实现施工信息化跟踪管理,有效提高施工水平。第一,对施工现场进行模拟,合理布置施工场地,优化施工环境,同时针对大型机械施工进行预演,发现可能存在的安全隐患,及时进行改正,避免施工风险[3];第二,施工动态管理,按照既定工期交付工程是建筑单位的责任,但由于传统施工管理的局限性以及人为判断主观失误,常会出现工期延误现象,严重影响建筑单位信誉。基于BIM技术的施工管理能够精确地计算出每天工程量,使管理层结合目前施工进度合理优化施工规划,实现对施工进度的动态掌控,避免施工进度风险。
3.4 BIM技术在运营维护阶段
与传统建筑物运营维护不同,废旧厂房改造后对运营维护要求更高,不仅仅是对建筑物低碳、环保、节能要求的实现,同样也需要解决安全隐患和突发事件。基于BIM技术的运营维护能够实现可视化、精细化、智能化管理,建筑物中每一个构建参数都直观的体现在建筑信息模型中,能够为相关人员提供科学的理论依据。而且将BIM技术与互联网技术相融合,也有利于实现对建筑物的动态监管,以满足绿色建筑的要求。
结语
总而言之,废弃厂房改造再利用对于城市可持续发展具有现实意义,不仅可以节省重建开支、重新发挥场地价值,还能完善城市形象,带动周边地区发展。将BIM技术应用于废弃厂房改造中能有效降低改造难度,提高改造的可行性与科学性,优化决策阶段、设计阶段、施工阶段和运营维护阶段的工程质量,最大程度发挥废弃厂房改造的价值。
参考文献
[1] 肖成志, 薛鑫磊. BIM技术应用的研究现状及发展趋势[J]. 建筑技术, 2019(7):798.
[2] 李冕. BIM技术应用于建筑改造的探讨[J]. 科技风, 2019(16):111.
[3] 陈晶晶, 崔蓬勃. 基于BIM技术的施工阶段项目管理研究[J]. 建材与装饰, 2018(2):165.