数字化建造技术在既有建筑改造过程中的运用分析

周园 姚汉臣 戴君

(1.吉林建筑科技学院; 2.长春复远房地产开发有限公司;3.吉林建筑科技学院 吉林 长春 130000)

随着我国经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，很多老旧建筑已经无法满足现代生活的需求，为解决这些问题，需要对既有建筑进行改造。既有建筑改造主要是对旧建筑进行改造，不仅能够改善既有建筑存在的问题，还能够有效提高施工质量和效率。而数字化建造技术是一种新型的建筑技术，通过数字化建造技术能够有效解决旧建筑存在的问题，并能有效提升施工质量和效率。但是在实际应用过程中还存在很多问题，需要进一步解决。基于此，本文主要对既有建筑改造过程中数字化建造技术的应用进行探究，希望帮助相关工作者更好地开展工作。

1 数字化建造技术的概念

数字化建造技术是指利用计算机辅助工程设计、工程建造，通过工程信息模型、工程仿真模拟和可视化等方式，对工程项目的设计、施工全过程进行模拟仿真，并能实现对整个项目施工过程的控制与管理的一种技术。数字化建造技术在工程项目中的应用，能有效提升建筑施工质量和效率，是现代社会发展的必然趋势。在建筑行业发展中，数字化建造技术被广泛应用，通过对数字信息的处理和分析，可以实现对建筑施工过程的控制与管理。目前，我国数字化建造技术还处于发展阶段，建筑施工企业需要认识数字化建造技术的重要性，并积极应用数字化建造技术。

数字化建造技术在建筑施工过程中的应用，主要包括施工前的准备工作、施工过程中的设计与施工、施工完成后的检验与验收等几个方面，通过数字化建造技术的应用，能有效解决工程项目存在的问题，提升建筑工程质量和效率[1]。

2 数字化建造技术的优势

数字化建造技术是一种新型的建筑技术，通过运用数字化建造技术可有效提升施工效率和施工质量。通过数字化建造技术可以实现建筑改造的信息化、数字化，可以实现建筑改造的可视化管理。传统的建筑工程项目管理方法是通过手工操作，这种方法不仅需要工作人员耗费大量的时间和精力，而且在工作中容易产生失误，容易影响施工质量和造成安全隐患，因此在建筑改造过程中，传统的建筑工程管理方法已经无法满足现代建筑工程的要求，需要通过数字化建造技术实现施工管理的信息化、数字化，以此来提升建筑工程项目管理的效率和质量。

数字化建造技术在既有建筑改造过程中的运用，主要体现在建立模型上。在既有建筑改造过程中，通过建立相关的模型，可更好地进行建筑改造工作。建立模型的主要目的是对建筑改造方案进行分析，在进行建筑改造方案分析时，可以运用数字化建造技术实现建筑改造方案的三维建模，并通过计算机模拟技术对建筑改造方案进行模拟和分析，以此来确定最优的建筑改造方案。

3 既有建筑改造过程中存在的问题

通过对既有建筑改造过程中数字化建造技术的运用进行分析，发现其在应用过程中存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

3.1 技术应用不到位，无法满足工程要求

当前，我国的数字化建造技术还处于发展阶段，还存在很多不足，主要表现在数字化建造技术的应用还不到位，很多技术人员并未深入了解数字化建造技术的相关知识，因此无法更好地开展工作。同时，在实际应用过程中，由于工作人员水平有限，很多工作都是由几个人共同完成的，在此过程中也会出现很多问题，无法满足工程要求。

3.2 缺乏人才培养机制

建筑行业属于劳动密集型行业，但是当前我国建筑行业的从业人员数量却呈逐年递增的趋势，这在一定程度上会影响数字化建造技术的应用和推广。因此，在既有建筑改造过程中，需要积极探索和应用数字化建造技术，这样才能有效提升工程质量和效率。但是由于缺乏相关人才培养机制，导致数字化建造技术的应用效果不佳。

3.3 管理模式落后，缺乏创新意识

现阶段，在既有建筑改造过程中，管理模式落后，主要表现在以下方面：管理人员的能力水平有限，无法满足工程需要；管理方式不科学，难以满足现代化建筑工程要求；管理方法较为落后，难以提升工作效率；管理人员缺乏创新意识，无法适应现代化社会发展的需要；管理制度不完善，无法促进数字化建造技术的应用和推广。因此，需要创新数字化建造技术的管理模式，促进数字化建造技术的应用和推广。

4 数字化建造技术在既有建筑改造过程中的作用

数字化建造技术可以利用计算机辅助设计、虚拟仿真等方式，提高既有建筑改造过程的工作效率和质量，实现既有建筑改造过程的数字化[2]。通过运用数字化建造技术可有效提升工作效率，同时还可优化建筑工程施工流程，改善施工质量和安全。通过运用数字化建造技术，可以充分发挥计算机的优势，在工程项目设计、施工中的应用更加便捷、高效。另外，还可以将计算机仿真技术和BIM技术应用到既有建筑改造过程中，通过运用计算机仿真技术和BIM技术，可有效预测在施工过程中可能出现的问题和风险，并及时采取相应措施，提高工程质量[3-4]。

5 既有建筑改造在设计阶段的数字化应用

5.1 三维扫描与逆向建模技术应用

随着数字技术的快速发展，三维扫描与逆向建模技术在既有建筑改造中的应用越来越广泛，在既有建筑改造中发挥着重要的作用。在进行既有建筑改造设计时，三维扫描与逆向建模技术可以快速获取建筑物的结构数据，从而为后续工作提供重要的数据支撑。

三维扫描技术的应用不仅可以有效解决传统设计模式中存在的数据获取周期长、成本高等问题，而且可以使建筑物的外观更加真实，提升了建筑物设计水平。例如：某一既有建筑需要进行改造设计，但原有建筑的结构数据并不能满足后续工作的要求，这时就需要采用三维扫描技术对原有建筑物进行逆向建模。

三维扫描技术可以对既有建筑的外观进行快速扫描，获取该建筑物的模型数据，为建筑物的后续工作提供重要的数据支撑。同时，三维扫描技术还可以在原有建筑物模型的基础上进行逆向建模，还原建筑物的外观，对既有建筑的外观进行快速扫描，为后续工作提供数据支撑。

5.2 BIM技术正向设计

BIM 技术正向设计是以建筑模型为基础，以工程项目为目标，进行建筑空间的参数化设计。通过BIM技术可以对建筑物的性能、功能、质量进行仿真模拟，从而有效解决了建筑设计中存在的问题。通过BIM技术可以将项目信息集成在一个模型上，实现建筑设计、施工和运维等环节的有效衔接。在工程项目的建设过程中，通过运用BIM技术可以对建筑物进行三维建模，为项目建设提供全面、准确的数据，从而保证建筑工程质量。在既有建筑改造过程中运用BIM技术，可有效降低施工成本，提高工作效率和工程质量。

6 既有建筑改造在施工阶段的数字化应用

6.1 数字化的图纸深化

在既有建筑改造过程中，设计图纸的深化是十分重要的，只有通过设计图纸的深化才能将改造后的建筑进行准确的定位。由于建筑改造涉及的技术问题较多，并且建筑结构千变万化，因此在进行既有建筑改造工程时，需要通过数字化图纸来对既有建筑改造工程进行深化。在进行既有建筑改造工程的过程中，需要根据项目特点选择合适的数字化图纸，并对数字化图纸进行优化。在既有建筑改造过程中，施工企业可以采用BIM 技术来对既有建筑改造工程进行模拟，从而对既有建筑改造工程的施工进行优化，并提升既有建筑改造工程的质量和效率[5]。

在数字化图纸深化过程中需注意以下几点。（1）对原有结构进行检测。在既有建筑改造过程中，需要对建筑原有结构进行检测，如果发现结构存在问题，就需要对原有结构进行改造，并及时处理问题。在检测过程中，需要对建筑的安全、消防以及抗震性能等方面进行检测，确保既有建筑改造工程的安全性。（2）对原有结构进行复核。在既有建筑改造工程中，由于存在许多不确定因素，因此在改造工程进行之前，需要对既有建筑原有结构进行复核，并且还要结合现场实际情况进行分析，以确保既有建筑改造工程的安全性和合理性。（3）对原有结构进行评估。在既有建筑改造工程中，由于建筑结构的复杂性，因此需要对既有建筑原有结构进行评估，并对既有建筑原有结构进行鉴定，如果发现既有建筑原有结构存在问题，需要及时处理，以确保既有建筑改造工程的安全性。

6.2 信息化物流管理

建筑施工项目具有较大的施工规模，在施工过程中，需要使用大量的机械设备和材料。这些物资在运输过程中会产生一定的成本，影响到建筑项目的经济效益。建筑改造过程中，需要对建筑材料进行运输。目前，我国已经开发出了智能物流管理系统，通过该系统可以实现建筑材料的高效运输，提高建筑材料的利用率。在该系统中，可以将建筑材料进行分类、标记，然后使用数据分析技术对数据进行处理和分析。在此基础上可以制订合理的运输方案和路径，提高物流管理水平。在传统建筑施工过程中，需要依赖大量人力、物力资源。

传统的物流管理模式效率较低，而且还存在信息孤岛问题，很难实现一体化管理。在建筑改造过程中，可以通过构建信息化物流管理平台，实现信息共享、资源整合等。在该平台中，可以有效利用大数据、云计算等技术，实现信息的交互和共享。将建筑改造过程中所涉及的相关信息进行整合和共享，如工程项目进度、质量、安全、成本等信息，构建一体化物流管理平台，为工程项目提供一体化物流服务。在该平台中可以有效利用大数据技术对运输方案进行优化和选择，降低物流成本，提高工程项目的经济效益和社会效益。此外，还可以有效实现信息共享，为数字化建造技术的应用提供可靠依据。

6.3 基于BIM可视化技术的施工场地布置

施工场地的布置是影响既有建筑改造质量和安全的重要因素，在对既有建筑进行改造时，施工场地的布置会影响到施工质量和安全，所以在进行既有建筑改造时需要考虑到施工场地的布置问题。在进行既有建筑改造时，可以通过BIM 可视化技术对施工场地进行布置，从而确保既有建筑改造过程中的施工安全。在进行既有建筑改造时，需要将相应的施工机械设备安放到指定位置上，这样可以减少材料在运输过程中出现的不必要损耗。同时，施工设备也可以为工程施工提供便利，从而确保工程顺利进行。

通过运用BIM 可视化技术，可以实现对既有建筑改造过程中的施工场地进行布置。首先，将既有建筑进行三维建模，然后将BIM 模型导入CAD 软件中，最后将CAD模型和BIM模型进行碰撞检查，从而确保施工场地布置得合理。对既有建筑进行三维建模时需要考虑到以下问题：（1）改造后的施工安全问题；（2）施工场地的交通便利程度；（3）施工过程中的材料运输等问题[6]。

7 既有建筑改造在运维阶段的数字化应用

既有建筑改造过程会经历较长的时间，因此，在既有建筑改造过程中，需要对建筑进行维护和管理，提高既有建筑的使用寿命，减少成本支出。同时，需要定期对既有建筑进行检查和维修，提高建筑的使用效率。而通过运用数字化建造技术，可以实现对既有建筑运行状态的监测和控制，如可以通过监测建筑物的温度、湿度等信息，并将这些信息传递到远程监控中心。同时，可以根据监控中心给出的数据进行相应的调整和控制，从而达到对建筑物运行状态的控制。这种方式可以有效减少人力成本和时间成本，并且提高建筑运行效率和质量。最后，在既有建筑改造过程中，通过数字化建造技术，可以对建筑改造设计进行模拟，例如：可以通过虚拟建造技术构建虚拟工程的设计模型，并根据建筑改造设计的实际情况，对建筑改造设计进行优化。

8 数字化建造技术在既有建筑改造过程中的运用策略

8.1 加强对数字化建造技术人才的培养

当前建筑行业正处于转型升级的关键时期，传统的施工管理方式已不能满足行业的发展要求，传统的施工方式是一种劳动密集型，在市场竞争越来越激烈的情况下，这种生产方式已经越来越不适应市场发展要求。而数字化建造技术是一种先进的施工管理技术，通过运用数字化建造技术可有效提高施工效率，保证施工质量。然而，要想实现数字化建造技术在既有建筑改造过程中的有效运用，就必须加强对数字化建造技术人才的培养。

一方面，施工企业要在发展过程中不断引进专业的数字化建造技术人才；同时，要充分发挥高校人才培养作用，结合行业发展实际，在各高校开展数字化建造技术相关的教学课程，以提高学生的专业素养。另一方面，要制订一系列科学合理的人才培养计划，为数字化建造技术人才提供良好的发展平台，确保数字化建造技术人才能够及时了解和掌握数字化建造技术的最新发展趋势，以便更好地发挥数字化建造技术的作用，进而不断提高数字化建造技术在建筑施工管理中的应用水平，进而推动我国建筑行业的健康发展。

8.2 重视建筑企业与数字化建造技术人员的交流和合作

建筑企业需要与数字化建造技术人员展开交流和合作，及时了解技术人员在建筑过程中遇到的问题，并且根据实际情况采取有效措施进行解决，这样既可以提高既有建筑改造过程中数字化建造技术的应用效果，又可以保证数字化建造技术人员的工作效率。

由于数字化建造技术的应用具有很强的专业性，要重视与数字化建造技术人员之间的交流和合作，双方共同探讨和分析问题，提出有效措施解决问题，这样既可以保证建筑企业与数字化建造技术人员之间的关系和谐发展，又可以提高数字化建造技术在既有建筑改造过程中的应用效果。

因此，建筑企业要重视与数字化建造技术人员之间的交流和合作，一方面可以保证数字化建造技术人员对新的施工方法、施工材料有更加深刻的了解，另一方面也可以保证数字建造技术在既有建筑改造过程中能够得到较高应用。

9 结语

数字化建造技术在建筑工程领域的应用具有广阔的发展前景，目前存在的问题主要包括以下几点：在既有建筑改造中数字化建造技术运用时间较短，还处于发展阶段；缺少数字化建造技术专业人才，导致数字化建造技术的应用受到阻碍；建筑企业对数字化建造技术的重视程度不够，没有将其作为主要工作内容。针对上述问题，本文建议采取以下几点对策：加强对数字化建造技术人才的培养，提高其应用水平；制定完善的规章制度，并加大对制度执行情况的检查力度；重视建筑企业与数字化建造技术相关工作人员的交流和合作，提高数字化建造技术水平，希望能够为我国建筑事业的发展提供帮助。