摘要:随着社会经济的发展,古建筑的脆弱性和不可再生性越来越突出。怎么样保护古建筑及其历史信息的完整性是古建筑保护中迫切需要解决的难题。BIM技术的出现和应用,为人类社会古建筑的修复提供了先进的技术手段,为保护古建筑的完整性做出了巨大贡献。据有关部门统计,BIM技术已深入应用于古建筑修复的各个方面。本文探讨了BIM在我国古建筑修复中的应用,为古建筑的保护和研究提供参考,以达到最大限度地满足我国古建筑保护的要求。
关键词:BIM技术 古建筑 修复 应用
1引言
年代久远受到历史因素及人类活动的影响,部分古建筑出现不同程度的毁损。由于缺乏历史资源资料,毁坏后难以完全复原,传统手段无法有效传承与保护珍贵的建筑遗产,如何维修、保护、管理利用好这些历史文化遗产已成各个国家或城市急需解决的问题。我们通常依赖文字、影像、图、表等来储存古建筑传统的信息,但这些方式受到诸多因素限制。通常的施工图纸对古建筑的描述往往不够直观,难以形象直观地反映古建筑的真实原貌。尽管历史影像资料视觉形象,却没有准确提取古建筑的相关尺寸数据。由于各种历史原因,很多古建筑图纸信息亦不完整全更,有甚者有的完全没有任何资料文档。这样导致对古建筑信息数据解析和真伪甄别工作效率低,大大增加了修复和保护古建筑工作难度,难以达到文物建筑信息化保护与文化传承的需求。
2中国古建筑保护现状分析
古建筑保护与利用的矛盾是我国乃至世界各国古建筑领域一直以来存在的关键问题。我国古代建筑造形式多种多样,造型优美,结构复杂,大部分由木材构建。与砖石结构相比,木结构的更易受到自然条件的影响。另外人类活动更是有些古建筑损毁重要原因之一。有不少古建筑就这样逐渐退出了历史舞台。通常我们根据古建筑的损害程度来确定如何保护和及修缮:比如受到一般损坏的, 要保持古建筑原有的状态对损坏部分进行修复;如果破坏严重,已经不具有修缮的价值,只能进行复原重建。这两种古建筑保护形式都需要对原建筑进行信息测绘、记录。古建筑保护和修缮记录还是以文字、表格、图纸或者影像的形式等,但是这些信息通常多媒体展示,难以形成通用的古建筑的三维模型建立方法。
2 BIM技术在中国古建筑维护中的优势
2.1 BIM技术在古建筑可以将有关的数据转化数据模型
通过BIM技术对古建筑工程中的重要数据进行详尽的分析,在古建筑修复工程施工的过程中将分析结果建成数据模型。有了数据模型工作人员就可以对比具体的工程,在施工过程中就可以开展查漏补缺,或者有新的方案也可以很快实施到修复过程中来。
2.2BIM技术可以为古建筑修复提供信息与资源的整合平台
BIM技术在古建筑修复工作中提供信息与资源的整合平台,古建筑修复过程中轻松实现信息资源共享。古建筑修复过程中应用BIM技术对施工的环节管理,在时间允许的情况下及时提出最优的解决措施,减少工程中的损失,使得修复工程顺利的完工,减少时间上的浪费,最大限度的保护中国古建筑。
3 BIM技术在中国古建筑维护中各个阶段的应用分析
3.1 BIM技术在古建筑维护的初始设计阶段的应用
设计阶段是工程建设的初始阶段,决定了工程建设的形式和方向。在中国古建筑的修复工程的设计阶段,BIM技术主要将古建筑维护的设计图纸转化成相应的数据,并建立对应的数据模型。将建立的数据模型与古建筑实体之间进行各种形式对比,作为修复设计的参考评定。在设计阶段应用BIM技术可以及早发现设计方案的纰漏。通过方案补救与修改,避免这些缺点在施工过程中才被发现,延误了工期。
3.2 BIM技术在古建筑修复施工阶段的应用
古建筑修复工程的施工阶段是实现对古建筑修复和保护的的实际工作过程。
在实际工作过程中应用BIM技术根据原有设计方案建立的模型对施工的质量和进度进行全方位管理和控制。利用BIM技术对施工各个因素进行协调,减少古建筑修复工程的返工现象,提高修复工作效率,保障工程的质量。
3.3 BIM技术在古建筑修复工程验收阶段的应用
在古建筑的修复和保护工作中,除了要加强古建筑的基本修复之外,更重要的是对古建筑进行系统的保护。而对于古建筑工程的验收是整个修复工程的最后阶段,应用BIM技术将实际建设效果建立模型与设计方案的要求相比较,评定修复工程的优劣。
4 BIM 技术的古建筑的应用过程
4.1 信息采集
古建筑的信息采集通常包括实体空间信息以及其承载的历史文化信息。空间信息指的是文物古建筑具体的形状、尺寸、大小和方位等情况,一般通过三维激光扫描仪来获得。历史文化信息包括古建筑构建的形式和过程的,所用的材料及工艺,以及时代地域特征等,通过实地考察或者查阅文献,最后通过人工分析整理出来。
4.2 模型构建
模型的构建是通过BIM软件,利用GIS技术逆向建立古建筑的三维模型之后,再利用其它软件可以建立古建筑的"群”模型,最后就可以从前往后建立古建筑精确的三维模型。
4.3 属性信息录入
文物古建筑模型所包含的属性信息极其复杂,涉及到方方面面。首先进行属性信息录入时,系统会按照用户所输入的构造信息、材质信息以及物理信息等等进行对文物古建筑的备注。所录入的属性信息与之前所存储的空间信息都处于同一个数据库当中。在此数据库当中,各个信息之间是相互关联的,因为信息涉及到各个构件以及构件之间相互匹配的尺寸大小,如果一处做了修改,那么其他地方也会随其做相应的改动。
4.4 VR 虚拟展示
虚拟现实技术是是科学发展到现在这个地步,所诞生出的一种计算机技术。虚拟现实,顾名思义就是说它是一种虚拟的能够三维反应物体本身的一种手段方法。它通过计算机本身在模拟状态下生成一个虚构的三维空间。在此虚构的三维空间中,工作人员可以参与在屏幕上形成一种非常逼近现实的、人与环境共处一个空间的虚拟情境。所构建的虚拟环境,能够让人真切的感受到在现实中所感受到的一切,包括人的视觉、听觉以及动作,都会跟真实的世界联系起来。通过虚拟现实技术将抽象的图形、文字转化成直观的、可视化的三维空间模型,这种数字化模拟手段大大提升了对于古建筑建模的设计的工作效率。
5结束语
古代建筑是人类社会发展的印记。随着社会的不断进步,由于古建筑的特殊属性,其承载的历史意义和传递信息显得愈加重要,古建筑的修复和保护逐渐引起社会各界的重视。BIM技术作为建筑业的信息技术,通过数字化手段,建立了覆盖古建筑修复全过程的完整的空间模型。其信息的传输和共享完全符合古建筑保护的特殊性。但是,BIM技术在古建筑保护中的应用起步比较晚,如何将BIM技术合理高效应用于古建筑的修复和保护,使古建筑保护工作由传统形式向数字化保护转变,是古建筑保护的必然发展趋势。
参考文献
[1] 王英华;苏永玲.BIM技术在古建筑保护中的应用研究[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2019.12
[2]李凯新.BIM技术在泰安古建筑研究和保护中的应用探析[J].居舍,2019
.09
[3] 杨晓军;范广顺;王涛;张晨颐.BIM技术在古建筑保护中的应用研究[J].软件 2020.03
[4] 李欣.BIM技术在古建筑保护中的应用研究[J].绿色环保建材,2019.03
作者简介:林雨桥(1982- ),男,助理工程师,主要从土木工程研究。
通讯作者*:林德有(1997- ),男,本科生,主要从事土木工程研究。
资助项目:2018国家大学生创新创业计划项目(贺州古建筑墙体修复技术研究,项目编号:201811838006)