古建筑保护修复技术及加固措施探析

发表时间:2021/4/19   来源:《建筑实践》2021年1月第2期   作者: 杜振华
[导读] 在社会经济水平高速发展的今天,应更加重视对于历史文化的弘扬与传承,加强人们对于古建筑物所体现出的思想方面教育,提高人们对于古建筑物建设性保护意识,促使其在城市化进程中,充分发挥古建筑的历史价值意义。
        杜振华
        北京文博产业运营管理有限责任公司 北京 100000
        摘要:在社会经济水平高速发展的今天,应更加重视对于历史文化的弘扬与传承,加强人们对于古建筑物所体现出的思想方面教育,提高人们对于古建筑物建设性保护意识,促使其在城市化进程中,充分发挥古建筑的历史价值意义。
        关键词:古建筑保护;修复技术;加固措施
        前言
        古建筑作为城市历史文化的载体,在城市发展过程中起到了至关重要的作用。但由于在进行改造过程中,工作人员对于古建筑物保护管理意识不足,相应的管理制度体系也不完善,致使古建筑物在城市化建设中受到了不同程度地破坏,导致原有的城市特色逐渐消失,严重影响了城市经济的发展。因此,加强古建筑保护是城市信息化发展过程中的工作重点。对于古建筑来说,对其进行维护与建筑就是给子建筑工程第二次生命。BIM技术的应用是适应时代发展的技术设计。当前最新技术为利用三维扫描技术、无人机倾斜摄影技术以及BIM技术,并采集并处理其中的点云数据,使用Revit软件,建立古建筑BIM三维信息模型,并生成修复生长动画,进一步指导修复过程。与传统的修复方法相比,现代技术显示诸多优势,如提高恢复效率、使古建筑修复更准确、更完善。因此,探索BIM技术在中国古建筑养护中的应用具有十分重要的意义,能够促进古建筑的保护。
        1城市化进程下古建筑保护中现存问题
        1.1建设性破坏
        近年来,由于社会经济水平逐年提升,人口数量也随之逐渐增多,人们对于建筑物的需求也不断提高,在满足人们需求的基础上,还能以此来获得相应的利益,在各方面因素驱动下,城市建设呈逐年上升的趋势。但随之而来的弊端也日益凸显出来,部分政府部门为使自己在政治上的业绩达到一定预期目标,完全不顾古建筑原有存储的价值,便对其进行无情地摧毁,导致可遗留下来的历史古建筑,在这种趋势下逐年减少。此外,还有部分投资管理者,只是从利益的角度出发,在实施建设项目工作过程中,对于建筑物地址的选择,未曾考虑过是否有古建筑物的存在,为了达到自身盈利目的,不惜毁坏已经屹立于上百的古老建筑。虽然现在较为流行的将古老建筑物进行复刻,外观形状几乎与原有建筑物无所差别,但古建筑物的存在,不仅仅是个客观物体,最弥足珍贵的是古建筑物自身经历时间洗礼,而储存下来内在蕴含的历史文化精神是无法在新建筑中无法展现的。
        1.2保护意识相对薄弱
        随着城市现代化的脚步不断推进,由于有关部门对于古建筑物保护的意识较为薄弱,对于古建筑物的重要作用还未深刻体会到,导致在对古建筑物相关保护宣传措施上,工作开展的不够全面,未对其价值意义进行大面积推广,致使未发挥出人民群众日常行为保护的力量。此外,有关政府部门为促使古建筑保护工作在进行开展过程中,能够有合法依据进行推动,虽出台了一系列有关古建筑物保护的法律法规,但进行实际考察的结果看来,由于制定的相关法律条例存在漏洞,一些文字用法不够明确清晰,定位不准确,无法依此严格执法,导致部分法律标准文献的实际应用性较低,执法人员不能依此从严执法。
        1.3开发性破坏
        部分开发商依据古建筑原有的历史价值,对其进开发利用。人们可通过在古建筑物中浏览参观,更加深入地感受古建筑中历史文化的气息,回顾及缅怀历史,在弘扬历史文化精神提高古建筑物知名度的同时,还能增加当地人民群众经济收益,一时间受到了广大投资者的热捧,掀起了开发古建筑发展旅游业的热潮。但由于,将古建筑物进行开放式供人们参观,开发管理者对于古建筑的保护意识不强,导致古建筑物极易受到人为的破坏。


        2待修复古建筑概况
        2017年12月,四川省绵竹市九龙寺突发火灾。起火地点位于大殿,起火后引燃旁边的释迦塔。该塔采用中国传统卯榫结构,建于辽清宁二年(公元1056年),是国内外现存最古老的纯木结构楼阁式建筑,。通高41.31米,底层直径30.27米,总重量约7400吨。塔高九层,一层比一层小的优美轮廓。
        3BIM技术的应用过程
        3.1信息采集与建模
        释迦塔修复项目采用了无人机和站式两种扫描方法。两种扫描方式各有特点,结合使用更适用于古建筑复杂的信息采集。点云数据采集主要利用了无人机扫描仪和站立式扫描仪。通过对无人机和站立式两种三维激光扫描方式的配合,分步骤采集古建筑的相信数据信息,利用Revit软件,生成BIM模型。考虑到文物古建筑的修复多是局部性的,以及文物古建筑修复大多是局部部分,本次针对未烧毁塔体进行了三维激光扫描,利用处理软件完成了点云模型的搭建。
        3.2确定修复效果
        将三维激光扫描点云模型导入Revit,建立BIM三维信息构件模型。通过BIM构件模型测量出未烧毁塔体的尺寸为外轮廓宽32354mm、高25696mm。根据古建筑修复管理部门的具体要求,经过多次设计、对比及论证,最终在BIM模型中将烧毁部分进行修复,生成释迦塔的修复效果图。通过对BIM模型的建立,并将原始释迦塔与BIM修复效果图进行对比,利用三维激光扫描可以准确收集信息,建立BIM信息数据库,可有效保存古建筑各方面信息,以便于指导古建筑修复工作下一步的开展。
        3.3整理出图
        使用的图框族来表示图纸信息,然后将保存的平面、立面、剖面等信息放入图框中,然后对每张图纸的位置进行精确的调整和排列。所有图纸整理好后,导出为CAD文件,方便打印。同时可使用Lumion软件,经过布设、渲染生成三维立体模型的生长动画。
        4技术服务创新点
        将三维激光扫描技术和BIM技术应用于古建筑保护与修复,可以充分发挥这两种技术的优势。通过“物理修复”的实现,三维激光扫描充分展示了三维激光扫描技术在古建筑数字化修复过程中的强大优势,也为古建筑的三维建模与修复提供了参考。利用Revit或其他软件工具,由专业团队准确高效地建立三维模型,施工监理、施工单位、合作建设方更直观地了解设计意图,对错误、缺乏检查和设计优化、管道施工进行全面安排、四维仿真(可视化排程)和倡导物料数量统计等后续工作为模型的建立提供了依据。
        在BIM模型的基础上,通过三维的方法发现了图纸和专业中的错误、遗漏和空白之间的冲突。建立模型和碰撞检测软件,对建筑物、构筑物和设备专业管线之间的各种故障和缝隙进行检测,得出碰撞检测报告,并提出优化设计建议。一方面可以提高设计单位的设计效率和质量;另一方面可以避免施工完成之后,由于各项返工造成的工期延误、投资浪费等损失。进而制订完整、详细、可操作性强的工艺流程,提高古建筑修复的整体质量,对于古建筑的保护具有重要的意义。
        结束语
        古建筑文物是先辈留给后人的宝贵财富,拥有极高的历史研究价值和重大文学意义,保护古建筑文物免遭破坏是每个公民应尽的义务,应足够的重视。有关部门及相关领域工作者应积极开展保护文物的推广工作,在实际修缮时总结出现的难点与问题,充分了解自己的不足之处,进一步提升对古建筑的保护。使用三维激光扫描技术可以精准地获取古建筑的综合几何信息数据,以及古建筑的点云数据,进一步减少传统测量工作量,同时获得精度高、实用性强的数据,均可以在古建筑的修复过程中充分得到使用。下一步BIM软件输出古建筑修复的生长动画,为古建筑修复过程提供有效、直观的技术支持。
参考文献:
[1]刘蓓.基于现代技术的古建筑文物的修缮与保护探索[J].文物鉴定与鉴赏,2020(11):110-111.
[2]李孟婕.关于古建筑文物的修缮与保护问题思考[J].四川水泥,2019(07):302.
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