BIM+GIS技术在既有建筑节能改造中的应用_高洪政.pdf

：技术在既有建筑节能改造中的应用收稿日期：作者简介：高洪政（），男，工程师，从事房建工程施工和管理工作高洪政（中铁十四局集团建筑工程有限公司，山东 济南）摘 要：针对老旧小区改造任务量大、占地面积广、施工环境复杂、工期紧、任务繁重等特点，以淄博市既有居住建筑节能改造项目为例展开深入研究，运用 技术对项目全过程进行了信息化管理，优化场地布置、施工流程，精细化管控施工过程中的人、材、机，总结出一套老旧小区改造的标准化施工管理方法，以解决老旧小区改造环境复杂，楼体基础资料缺失，施工精准程度难以控制等技术难题，应用高科技手段和方法，对需要改造的老旧小区进行了信息化管控。关键词：；老旧小区；节能改造；信息化管理中图分类号：文献标识码：文章编号：（）概述当前，我国正大力推进碳中和和碳达峰，推动经济社会绿色发展，建筑节能是全社会重点关注的领域之一。许多城镇都在进行老旧小区改造工程，这不仅是重大民生工程，也是满足人民群众对美好生活向往的民心工程。在我国 以上老旧建筑是高能耗建筑，随着城镇化进程的不断加速，居民对生活条件的改善和居住舒适度要求不断提高，加之当前国家对节能减排工作的重视，推进城镇老旧小区建筑节能改造是当前的重中之重。将 技术应用于城市改造中，将形成建筑改造、提升、运营管理新模式。通过将信息进行集成化、智慧化管理，提升管理效率、降低运营的人力成本，为建筑用户提供更优质的运营服务。可通过 在建筑的设施设备信息管理、空间管理、应急响应、建筑运营服务等方面提供完善的信息化支撑和直观高效的管理手段。工程实例淄博市既有居住建筑节能改造项目，抗震和结构安全性能较好，本次改造建筑面积约 万，按照节能标准 要求。改造的主要内容为外墙保温、屋面保温、外窗更换、地下室顶板保温以及楼宇门更换等工程。项目改造规模大、施工区域广、作业面多、管理难度大、工期紧、安全风险高、材料用量大，通过 技术着力解决施工中的重难点。城市老旧小区改造的难点 现场环境复杂老旧小区改造建筑建设时间集中在二十世纪七八十年代，楼体多为砖混结构，竣工时间长，沉降、开裂、结构变形严重，阳台、挑檐等部位风化破损严重；由于老旧建筑结构变形，导致窗户洞口尺寸不一，对窗户加工难度大，现场进行窗户更换施工时，窗框、玻璃分类存放，由于尺寸不同，管理难度大，老旧小区楼体分布不规则，楼体间距小，无法满足大型机械设备作业空间。施工规模大，工期紧根据淄博市市政府、住建局要求，我项目负责淄博市淄川区约 万 的改造任务，需改造老旧小区约 个，老旧建筑约 栋。淄川区作为淄博市老城区，基础设施破旧，环境尤为复杂，老旧建筑建成时间早，违建众多，原有建筑图纸缺失，现场人工复测周期长、效率低、数据可靠性差。技术应用成效 基于无人机倾斜摄影技术应用针对大规模老旧小区进行改造，要对建筑物进行立面图绘制。传统方式是测量人员利用测距仪、全站仪根据建筑物特征点进行测量绘制，效率慢、工期长、容易受楼体周围环境和天气等因素影响，并且在遇到复杂结构楼体无法完整获取其各个立面数据，特殊节点部位量测精度难有保障。项目通过无人机倾斜摄影技术完成施工区影像数据采集，利用 技术完成地面像控点测量，利用 进行空中三角测量，利用 集群建模方式建立施工区实景三维模型，基于实景三维模型进行老旧小区楼体面积量测、窗户面积测量、距离量测等工作。这些技术较传统方式，效率提升了 倍以上，并可进行快速大面积测量，获取观测目标的海量数据，而且细部描述精确，几乎没有累计误差。基于倾斜摄影模型的 数据测量 数据测量流程如图 所示。首先，通过无人机倾斜摄影技术，生成老旧小区实景三维模型（如图 所示），利用 地理信息工作站对将要进行改造的楼体各个立面进行精确测量（如图 所示），导出 格式图纸（如图 所示），通过对比该方法与传统测量数据精度，实景三维数据精度可以控制在厘米级，测量效率提升以上，倾斜摄影技术在城市大规模老旧小区改造中具有显著优势。第 卷 第 期 年 月 山西建筑 图 1GIS 数据测量流程图新建测图工程，将待测模型导入软件中，设置二、三维影像窗口确定立面方向，以待测立面为准正交法侧立面，逐个绘制房屋立面构筑物完成立面绘制，将立面成果导入 CAD数据成果整合图 2淄川区域某小区整体实景模型模型矢量点云基础地理标准 _500-2017-6数据检查1 线水系帮助平台常用功能测量控制点居民地交通管线境界地貌植被调整矢量高程手绘等高线提取高程17 图式 CASS 转换文件绘图编辑三维测图处理工具视图设置帮助地模处理直线70.10 mmDEFAULT工作空间3D 空间29450工作空间图 3正交法测立面图 4矢量图幅导入 CAD221.486 m222.591 2 m2 基于精准三维数字化模型的 造价模式根据已有绘制的 图纸与业主要求，创建项目施工范围内小区楼宇外部模型（如图 所示），要求能够精确提取以下部位的工程量，并提供清单数量表。基于精准三维数字化模型的 造价模式，运用 技术精准的计量和前瞻性的技术全过程成本管理，降低工程成本，提高建设效率。基于 协同管理平台的施工现场应用运用 管理协同平台（如图 所示）能够实现专业间数据交互，保证交付数据的及时性、一致性、安全性和可靠性。借助平台，工程的施工信息、内业资料、工程影像等数据一目了然。图 5创建外部模型图 6BIM 协同管理平台 协同管理 窗户信息化管理老旧小区改造中，门窗更新改造占有很大比重。平台解决窗户尺寸的多样性，为确保窗户的准确加工、安装，采用物料跟踪手段，对门窗的尺寸、生产、运输、安装等进行全过程信息化管理，确保项目施工准确无误（见图）。图 7窗户拆装全过程信息化管理 协同管理 设备管理运用 平台设置重要设备的进场时间、施工信息、专项方案信息、现场操作人员证件、设备相关合格证书、保养维护时间提醒、安全预警等信息及时上传平台形成数据库，可随时查看（如图 所示）。协同管理 数据管理对窗户、外立面、屋顶的施工质量、挂篮等设备的安全进行管控（如图 所示），将现场质量安全问题拍照上传到云端与 模型对应的位置关联并通知相关责任人整改，责任人整改后将结果发回云端模型对应位置形成安全质量管理闭环，一键打印安全质量管理报告，形成安全质量管理大数据。应用与评价淄川区内老旧小区大部分建于 世纪 年代，无 第 卷 第 期 年 月 高洪政：技术在既有建筑节能改造中的应用图 8挂篮等设备管理运用 BIM 平台设置重要设备的进场时间、施工信息、专项方案信息、现场操作人员证件、设备相关合格证书、保养维护时间提醒、安全预警等信息及时上传平台形成数据库图 9安全管控图标段整改排名坑臂支护开挖、凿孔及爆破 临边防护钻孔灌注桩基础 劳动保护安全带 现场交通 土方挖掘临边、洞口防护高边坡施工 安全帽 就地现浇挖孔、沉管灌注桩基础明挖基础 套箱围堰检查分项隐患情况6%24%25%31%R1 总监办EPC+F-3施工标EPC+F-1-1施工标隐患总数隐患状态统计逾期未整改按期整改中待整改逾期整改按期整改1402321924.14%0%39.66%3.45%32.76%32.521.510.50数量未整改趋势 整改数变化趋势第 1 周第 2 周第 3 周第 4 周第 2 周及时整改率50%未整改3逾期未整改3逾期未整改重大隐患 0未整改逾期未整改逾期未整改重近一周逾期未消全部隐患逾期未消重大隐患即将逾期重大隐患即将逾期未消隐患未消隐患未消重大隐患安全生产天数重大危险源逾期未检查特种设备综合150100037042226论是继续使用年限，还是建筑外形，都无法满足新时期建筑结构及节能减排的要求，通过 技术的应用，取得了良好的效果。）技术可以对建筑结构进行数据建模，从而发现内部结构是否出现变化，进一步确定材料性能与整个建筑结构能否达到一致。）可以更为直观地检测出建筑结构的多元化信息，及时作出应对措施。例如，利用激光扫描技术，可以将建筑结构中所呈现出的各类参数及结构内部缺陷进行全方位映射，保证参数之间的对接性。后期若还要进行改造，能够结合参数变化，设定出相对应的计划措施，而且有利于工程维修。）可进行实时数据变更，将整个改造过程进行数字化罗列。以成本控制为例，通过 软件的图表生成功能，可以将各工序的材料和人工消耗进行数据统计，分析出不同价格参数所产生的损耗率，通过与基准数据库进行比对，快速进行成本核算，找出各类超标数据，为总消耗量的确定及下一步人工、材料、机具等的控制重点提供数据支撑。结语本工程首次提出了 智慧建造技术在老旧小区节能环保改造中的应用，通过 技术的应用，为项目快速高效形成三维点云模型、精确出具相关图纸、核算工程数据，并且与 技术、技术、智慧施工、智能管理、能耗分析、环保改造等结合，实现了老旧小区改造的全生命周期管理。通过多种测绘软件及信息处理平台的联合使用，克服了传统设计信息传递效率低下、周期长、精度差的弊端，减少了改造设计的时间，节约了设计成本，加快了施工进度，适用于老旧小区节能环保改造施工的需求。将该技术应用于其他类似改造工程施工项目，可大大提高施工效率，为工程建设的顺利进行提供有力的安全、质量、工期保障。参考文献：中华人民共和国住房和城乡建设部 年 月全国新开工改造城镇老旧小区 万个重庆建筑，（）：薛炳勇，张 云，姜 岳 在老旧小区改造中的应用 科技资讯，（）：李波 建筑节能设计中 技术的应用策略 山西建筑，（）：赵 迟，曾华建，葛志强，等 技术在老旧小区改造中的应用 现代物业（中旬刊），（）：李雪梅 城市更新中旧改关键技术融合方法研究 四川建材，（）：储 虹 基于 分析的老旧小区适老化改造选址研究 建设科技，（）：王米山 利用 进行城市老旧小区改造动态管理 北京测绘，（）：（，）：，：；第 卷 第 期 年 月 山西建筑