BIM 技术在古建筑保护中的应用研究

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:丁金莲
[导读] 自我国工程建设行业引入BIM技术之后,在各个大型公建等比较复杂的项目中的应用取得了

        摘要:自我国工程建设行业引入BIM技术之后,在各个大型公建等比较复杂的项目中的应用取得了一致好评。但在历史古建筑的保护领域,BIM技术的应用仍处在初级阶段,存在大量的研究空白。利用BIM技术在对历史建筑修缮上展开对历史建筑测绘,对历史古建筑的现状予以记录。鉴于此,本文对BIM技术在古建筑保护中的应用进行分析,以供参考。
        关键词:BIM技术;古建筑;应用可行性;保护途径
引言
        自从改革开放以来,对历史建筑的保护是我国一直在做的,随着历史建筑保护发展越来越复杂,传统的历史建筑保护方法己经无法满足现阶段的时代步伐。在技术方面遇到层层阻碍,古建筑保护工作人员之间互相协助能力比较差,对数字技术手段和信息管理方法也比较缺乏。BIM技术经过各种不一样的建筑模型类软件和分析类的软件来完成对建筑物的功能模仿、设计绿色环保建筑的指标、可持续发展建筑、施工优化等更好的开展保护古建筑[4]。通过将现代化信息技术手段相融合,来方便快速的建立一个历史文物建筑的三维动态模型,建立了历史文物建筑的科技技术信息资料库,支持了对历史古建筑物的恢复建成和历史意义的传承,更好的保护了历史古建筑物。
1BIM技术介绍
        随着中国经济水平的不断提高,建筑业发生了重大变化。越来越多的新技术被应用于工程建设。特别是BIM技术,该技术在一定限度上提高了工程建设的效率。BIM技术具有良好的协调性,优化性和可视性。通常,BIM可以集成数字信息,这对于在工程建设的所有阶段合理应用数字信息比较有用。有效利用BIM技术可以快速识别项目建设中遇到的问题并及时制定优化计划,以减少对项目的不利影响,有效降低成本,从源头上改善并提高项目的经济和社会效益。
2维修与保护古建筑的意义
        从自然条件来说,古代人的生活环境远不如现代人。现代建筑可以通过空调、地暖等方式实现房屋“冬暖夏凉”,而古代没有这些科学技术。且由于给排水等居家生活必备系统的缺失,为了尽可能的提高居住的舒适程度,古代人民积极开动智慧,在设计建筑时,需要考虑的因素非常多。房屋布局、楼阁装饰、风水朝向等都有说法。时至今日,很多古代工艺已经失传,人们只有通过现存的古代建筑,了解中国古老文明的独特艺术风格与历史特点。除此之外,中国古建筑自成体系,园林、山水、房屋等建筑要素,处于社会不同阶层的人们必须遵守相应的要求,这也是阶级制度的重要体现方式。目前,我国现存的古建筑数量越来越少,除了故宫、苏州园林等规模较大的古代建筑群能够得到较好的维修与保护之外,很多民间古建筑正在快速消失不见,这对今人通过古建筑探索部分已经消逝的古代文明造成了消极的影响。
3中国古建筑的主要特点
        我国古建筑历史悠久、形态多样,具有直线与曲线相结合的特点。大多数的古建筑非常的庄重、复杂、精致。不同层级建筑构件和装饰构件宛如一件件工艺制品,但因为大多数的古建筑都是以木材、石材为主要建筑材料,在长时间历史进程中出现受损、变质等问题,严重影响古建筑的安全性。大多数古建筑采用木质架构,很容易被腐蚀、风化、虫蛀。在新时期,要想充分发挥古建筑的历史价值,必须要采用先进技术和方法对现有的古建筑进行及时修复,提高古建筑结构整体稳定性和安全性。①
4通过BIM技术实现保护古建筑的途径
        4.1历史建筑物的信息收集
        古建筑物的资料采集,可以分为两个部分,一部分是对实体建筑的信息资料收集,还有对其所承受的历史文化故事进行收集。实体建筑的信息是指建筑物的实际样貌、尺寸和方位朝向等。可以使用三维激光技术进行全面的扫描,来建立历史文物建筑的表面点云数据,获取需要的表面点云数据后,对收集到的所有数据进行集中处理,然后得到一个准确的建筑物模型。历史故事资料信息又可以叫做属性类信息,其中包括了建造建筑物的时候使用的材料和工艺,历史建筑物能够很好地呈现以前的地方特征和人文社会拥有的价值。

历史文化故事信息获得的途径相对麻烦,需要到实地去观察记录或者是去找相关的文字记载,最后通过整合分析,整理出建筑物的属性信息。
        4.2实际属性信息录入
        BIM技术的历史文物建筑数字化保护是通过三维激光技术扫描建筑物表面,并将扫描数据传送到数据库中,通过导入BIM的软件就能建立出所采集到的三维模型。也可以根据我国对历史建筑物的保护要求,对相关软件进行设置。历史建筑物的年代和材料,还有其损坏的程度,现在保存的情况和表面具有的划痕、复建记录等都可以收集在数据库中。模型建好之后还能在建立的虚拟模型中录入实际建筑的测绘图、照片、周围环境信息特征、相关的历史文献、修缮记录和管理部门信息等,还可将现存的历史影像资料导入,这样可以再现出相对完整、虚拟的建筑物景象。BIM建构出的可视化、交互式的资料共享平台,对历史建筑物的维护和传承历史价值有着极其重要的意义。也方便了从事古建筑物维护的工作人员可以及时的掌握建筑物的动态和维护的工作。
        4.3文物保护工程也需要法律法规来规范
        近年来破坏文物、破坏历史建筑的事屡见不鲜、屡禁不止。有些工程打着保护的旗号,任意选择施工队伍,任意改变建筑原状;有些工程打着复古的招牌,拆真古董、造假古董,无中生有、画蛇添足;有些国家级文物保护工程中标单位没有文物保护资质等等,这些充分说明文物与历史建筑保护工程市场存在许多违法违纪问题。如果不能用法制从根本上解决这些问题,破坏、修坏文物和历史建筑的行为就不会停止。文物保护法需进一步明确规范招投标行为,对违法、违规行为要追究法律责任,建立问责制。
        4.4模型建构
        利用BIM技术可以建立古建筑三维精度模型,还能按照古建筑构建的内在规律和参数变化情况进行分析。用户只需要输入相应的参数就可以自动优化并调整结构内容,满足古建筑物构建的相关参数指标。在用户改变某一项参数时,其他的关键参数也会发生变化,确保整个模型更加的精准,避免因为人工输入数据信息而出现错误。
        4.5参照保护文物的方式进行维修与保护
        古建筑能够集中体现古代工艺。陶瓷、铁器等古代制品做工精巧、水平极高。但这些物品只是古代人民日常生活中的次要角色,如果出现损坏的情况,只需要重新打造或购买即可。但房屋不一样,作为遮风挡雨的重要设施,其制作工艺的精巧程度远远超过生活用品。古代没有钢筋混凝土等现代常见的坚固材料,最佳的选择是木材,利用机巧原理,无需钉入铁器,即可保持建筑物屹立不倒,这正是现代人探索古建筑的重要目标之一。因此在维修与保护古建筑时,需要以对待文物的态度谨慎处理,很多不能确定具体用途的建筑部位,内部可能隐藏着失传的木匠技艺。
结束语
        作为四大文明古国之一,我们的文化从未断流。“黄河远上白云间”、“黄山归来不见岳”,是大自然留给我们的鬼斧神工;“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,是我们的祖先将生活智慧与山水诗意巧妙地融合。时至今日,形态各异的古代建筑已经带给我们太多的震撼,见证了岁月变迁的古建筑,必须在我们的手中得到维修与保护,从而永久地传承下去。
参考文献
[1]戚欣,王新英.集安城市古建筑遗址保护对策研究[J].遗产与保护研究,2019,4(02):1-4.
[2]高豫宛.古建筑保护修复技术及加固措施探析[J].中国民族博览,2019(02):203-204.
[3]郑国洪.古建筑文物保护工程中的施工管理关键点分析[J].四川建材,2019,45(02):201+203.
[4]陈明孝.古建筑数字化保护关键技术探讨[J].遗产与保护研究,2018,3(12):71-73.
[5]吴虓.古建筑文物的修缮与保护探索[J].建材与装饰,2018(51):166-167.
       
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