BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用

王亞非 張宴賓 吳強(qiáng)

【摘要】當(dāng)今時(shí)代，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展，人們對(duì)于精神文化的追求也越來(lái)越高，在此背景下，越來(lái)越多的人開始關(guān)注古建筑保護(hù)問(wèn)題。古建筑是中國(guó)傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的重要組成部分，保護(hù)古建筑就是在保護(hù)我們的傳統(tǒng)文化。但是，隨著現(xiàn)代城市化進(jìn)程的不斷加快，很多古建筑都受到了不同程度的損壞，面對(duì)這一現(xiàn)象，我們?nèi)粝胗行ПＷo(hù)古建筑，就必須要積極運(yùn)用一些先進(jìn)的新技術(shù)。BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，它在古建筑保護(hù)中有著十分重要的應(yīng)用。本文主要針對(duì)BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);古建筑保護(hù);應(yīng)用

古建筑指的是在建國(guó)之前所建造的具有歷史意義的建筑，在我國(guó)大部分城市和古鎮(zhèn)當(dāng)中，都仍舊保留有許多古建筑，它們雖然看似離現(xiàn)代很遙遠(yuǎn)，但卻是我們中華文明中的燦爛一筆，其中蘊(yùn)含著豐富的歷史文化和傳統(tǒng)文化元素，更反映了古代人民的智慧與才能。因此，作為炎黃子孫的我們，有莫大的責(zé)任和義務(wù)去保護(hù)古建筑，這同時(shí)也是對(duì)傳統(tǒng)文化的傳承和發(fā)揚(yáng)。而在古建筑保護(hù)過(guò)程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)重要措施。

1、BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是一種以建筑工程的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，依據(jù)它們來(lái)建立建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑真實(shí)信息的技術(shù)。BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于它的信息完備性、一致性及關(guān)聯(lián)性、模擬性、可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性以及可出圖性。應(yīng)用BIM技術(shù)可以全面細(xì)致地還原建筑形貌，使建筑以數(shù)字化的形式保存于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中。

2、古建筑保護(hù)的必要性

古建筑包括傳統(tǒng)宗教寺觀、古村落群、文物建筑、歷史建筑等等。我國(guó)是一個(gè)歷史悠久的文明古國(guó)，建筑文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在每個(gè)朝代中都有著獨(dú)具代表性的建筑物，它們?yōu)闅v史、文化、藝術(shù)、技藝及民俗等的研究均做出了十分巨大的貢獻(xiàn)。而這些被保存下來(lái)的中國(guó)古建筑，不但是古代人民智慧與勞動(dòng)的結(jié)晶，更是中華文明的重要組成部分。可見，保護(hù)古建筑，就是在保護(hù)中華民族的骨血，每一個(gè)炎黃子孫都有責(zé)任和義務(wù)來(lái)為古建筑保護(hù)貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

3、BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)中的主要應(yīng)用

3.1古建筑信息采集

在采集古建筑信息的過(guò)程，需要分為兩方面進(jìn)行信息采集：一者是對(duì)古建筑的實(shí)體空間信息進(jìn)行采集，實(shí)體空間信息具體是指其的方位、形狀、大小及各構(gòu)件尺寸等;二者是對(duì)古建筑身上所承載的歷史文化信息（或稱屬性信息）進(jìn)行采集，歷史文化信息具體是指其的設(shè)計(jì)方法、建設(shè)材料、建設(shè)工藝、地域特征、建設(shè)年代的時(shí)代特征、人文社科價(jià)值等。其中，在對(duì)古建筑的實(shí)體空間信息進(jìn)行采集之時(shí)，一般是先利用三維激光掃描儀精確快速地掃描出建筑的三維坐標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并利用保存數(shù)字化技術(shù)捕捉建筑中那些難以用肉眼發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，最后再應(yīng)用BIM技術(shù)建立出古建筑的三維模型。而在對(duì)古建筑身上所承載的歷史文化信息進(jìn)行采集之時(shí)，則一般是先進(jìn)行實(shí)地考察和相關(guān)文獻(xiàn)查閱，再經(jīng)由人工分析整理而出。

3.2古建筑模型構(gòu)建

古建筑模型構(gòu)建是BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)中應(yīng)用的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先利用GIS技術(shù)建立出基本的古建筑三維模型后，然后利用其它相關(guān)軟件建立出古建筑的“群”模型，最后再應(yīng)用BIM技術(shù)建立出古建筑的精確三維模型。在應(yīng)用BIM技術(shù)建模之時(shí)，需要將之前所采集到的古建筑信息，包括其的方位、形狀、大小及各構(gòu)件尺寸等，均準(zhǔn)確輸入到BIM軟件當(dāng)中，以保證三維建模的精確性。在古建筑保護(hù)工作中，對(duì)古建筑的建模往往不是只建模一次，而需要反復(fù)、多次建模，而在多次建模過(guò)程中會(huì)自然而然地總結(jié)出古建筑的關(guān)鍵參數(shù)，工作人員可以將這些參數(shù)總結(jié)整理成一個(gè)集合，并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，以為后續(xù)的古建筑保護(hù)工作提供有力的指導(dǎo)。

3.3古建筑屬性信息錄入

如前文所述，古建筑模型中包含著非常復(fù)雜的屬性信息，涉及到了古建筑的設(shè)計(jì)方法、建設(shè)材料、建設(shè)工藝、地域特征、建設(shè)年代的時(shí)代特征、人文社科價(jià)值等，所以在對(duì)這些屬性信息進(jìn)行錄入之時(shí)務(wù)必要做到詳實(shí)詳盡。

3.4古建筑情境VR虛擬展示

將BIM技術(shù)與先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)古建筑的VR虛擬展示，以方便人們對(duì)古建筑進(jìn)行體驗(yàn)和感受，進(jìn)而加深對(duì)古建筑的了解、提升對(duì)古建筑的熱愛。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種通過(guò)虛擬的方法反應(yīng)出三維反應(yīng)物體本身的手段，其一般是先在計(jì)算機(jī)中模擬生成一個(gè)虛構(gòu)的三維空間，再在此三維空間中建立出逼近現(xiàn)實(shí)的虛擬情境，將人的視覺、聽覺、感覺及動(dòng)作等與真實(shí)的三次元世界聯(lián)系起來(lái)，使人與環(huán)境可以共處于這個(gè)虛擬情境之中。在構(gòu)建完虛擬情境后，即可將之前已經(jīng)應(yīng)用BIM技術(shù)建立好的古建筑三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到虛擬情境之中，這樣人們只需要戴上特制的VR眼鏡，即可宛如真正進(jìn)入到古建筑當(dāng)中一般親身感受到古建筑中的情境。

3.5古建筑修復(fù)施工輔助

目前很多古建筑的主體都出現(xiàn)了不同程度的損壞，一者古建筑大多已經(jīng)歷經(jīng)了千百年的風(fēng)吹雨打，本身就比較脆弱，包括外部色彩出現(xiàn)了不同程度的退化、內(nèi)部石料產(chǎn)生了不同程度的風(fēng)化、木料構(gòu)件發(fā)生了不同程度的變形或腐爛等，再加之建筑物本身的沉降作用，所以主體損毀問(wèn)題是必然存在的;二者隨著現(xiàn)代社會(huì)城市化進(jìn)程的不斷加快，人們?cè)诔鞘兄写笈d土木工程進(jìn)行城市改建的過(guò)程中，難免會(huì)對(duì)一些原本的古建筑產(chǎn)生不同程度的影響，一不小心即可能會(huì)傷害到古建筑。針對(duì)古建筑主體的這些損毀問(wèn)題，必須要給予有效的修復(fù)，才能夠使古建筑長(zhǎng)久地保存下去。而在古建筑修復(fù)施工過(guò)程中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以給予有效的輔助。BIM技術(shù)中包含了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)及三維可視化技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)它們可以對(duì)施工過(guò)程中的基礎(chǔ)設(shè)施和材料堆放區(qū)域、器械設(shè)備擺放區(qū)域等進(jìn)行合理規(guī)劃。其次，還可以利用BIM技術(shù)中的沖突檢查功能對(duì)相關(guān)管線、零部件等進(jìn)行提前檢查，以保證它們均符合相關(guān)要求且互相匹配，而不會(huì)出現(xiàn)交叉碰撞的情況。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，保護(hù)古建筑是現(xiàn)代人的責(zé)任和義務(wù)，在古建筑保護(hù)過(guò)程中，需要運(yùn)用到很多先進(jìn)的新技術(shù)，BIM技術(shù)就是其中之一。BIM技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在古建筑信息采集、古建筑模型構(gòu)建、古建筑屬性信息錄入、古建筑情境VR虛擬展示以及古建筑修復(fù)施工輔助等方面。

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