BIM技术在明清古建筑保护中的应用研究.pdf
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1、200摘要:我国的明清古建筑遗产是全人类共同的文化遗产,古建筑保护就是保护历史文化的载体。现阶段,明清古建筑存在残损比较严重、文字资料记载缺失、传统法式重建方法效率低等问题。针对明清古建筑遗址的保护已经趋于数字化。文章从 BIM 技术在建筑行业的技术特点着手,阐述了它在保护和修缮明清古建筑过程中的作用、BIM 技术与其他数字技术的结合优势,并列举 BIM 应用于古建筑保护成功案例进行分析,为我国明清古建筑保护行业提供一种更快速、便捷、可靠的新型方法。Abstract:The ancient architectural heritage of the Ming and Qing Dynastie
2、s in China is the common cultural heritage of all mankind,and the protection of ancient buildings is the carrier of the protection of historical culture.At this stage,the ancient buildings of the Ming and Qing Dynasties are seriously damaged,the written materials are missing,and the traditional fren
3、ch reconstruction methods are inefficient.The protection of ancient architectural sites in the Ming and Qing Dynasties has become digital.Starting from the technical characteristics of BIM technology in the construction industry,this paper expounds its role in the protection and repair of ancient bu
4、ildings in the Ming and Qing Dynasties,the advantages of the combination of BIM technology and other digital technologies,and lists the successful cases of BIM application in the protection of ancient buildings for analysis.It provides a more rapid,convenient and reliable new method for the protecti
5、on of ancient buildings in the Ming and Qing Dynasties.关键词:建筑信息模型(BIM);明清古建筑;遗产保护;数字技术Keywords:Building Information Model(BIM);ancient architecture of Ming and Qing Dynasties;heritage protection;digital technique文谭瑛子沈阳建筑大学艺术设计学院(通讯作者)王鹤沈阳建筑大学艺术设计学院副教授DOI:10.19875/ki.jzywh.2023.12.064Research on the
6、Application of BIM Technology in the Protection of Ancient Buildings in Ming and Qing DynastiesBIM 技术在明清古建筑保护中的应用研究引言现代城市应该是多元化并存的城市,既包含现代建筑文化,又包含历史建筑文化遗产,这些都代表了一个地区的内涵和深刻意义。对于古迹进行保护,可以帮助我们保存过去文明的痕迹,同时也可以展示出现代城市文明的繁荣和进步。因此,我国对古建筑保护的越发重视,明清古建筑保护工作也在发展中正不断地引入数字化新技术。新技术的运用在继承传统的古建筑保护与管理工作的形式上进行了创新,为古建筑
7、保护项目提供更高效且科学的技术解决方案。对 BIM 软件的合理利用,将我们古建筑中每一个构建的信息和特点准确地注入模型中并快速构建三维模拟图,使整个项目周期做到系统化管理,有效地提升了建筑工程质量。文章将从 BIM 技术在古建筑保护中的应用以及 BIM 技术与其他新技术结合对明清古建筑保护的创新,以及对 BIM 技术在此领域的应用,进行简单的总结与分析。1 中国明清古建筑保护现状分析1.1 明清古建筑明清阶段是中国古代建筑体系距今最近的发展阶段,也是我国传统古建发展的最后高峰。虽经历了自然灾害和战火的破坏,但由于距今时间较短,以及多年来各界人士对古建筑的保护,大量的明清古建筑得以保留至今。明清
8、古建筑在继承了历朝建筑风格之外有着其自身的特点,呈现出整体造型简洁,细节繁琐的特征;特别是清代中后期,建筑注重梁、柱、檩的直接组合,降低了中段斗拱的功能,这样既简化了复杂的建筑结构,增加了建筑的空间,还节省了木材等原材料。此时出现了大批砖石结构的建筑,如北京天坛斋宫无量殿。屋顶柔和的线条消失,呈现出一种内敛却又沉稳的风格,加强了建筑的符号化象征意义。官式建筑已完全定型化、标准化,清朝政府颁布了工程做法则例,民间则有营造法式园冶。过去的建筑史研究者,往往会因为明清时期的单体建筑艺术水平的降低而轻视、贬低明清建筑。事实上,明、清两代建筑不但在营造集体空间的艺术表现上有显著的成绩,而且在整体的建造技
9、术上也有了长足的进步。因此,在对明清古建筑保护的工作中,要把握整体建筑特点,从而提高工作效率。1.2 明清古建筑保护面临的突出问题和挑战1.2.1 被占用的古建筑依旧没有腾退一部分重要古建筑至今依然被某些机关、部队、工厂、企业所占用。根据北京市文物局提供的资料显示:北京现存不可移动建筑文物有3500 项,这些不可移动文物中多达 60%被单位和居民不合理占用。这对文物建筑的保护产生了阻碍。不仅仅是“皇城”之内存在这种现象,现阶段国内各个城市中依然存在着被部分占用的明清古建筑群,这使得古建筑的保护修缮工作进展十分困难。1.2.2 发展文化旅游产业的同时发生破坏古建筑现象由于古建筑旅游能够为当地带来
10、较高的收益,带动当地经济的发展,部分景区相关负责部门只为追求利益的最大化,没有考虑建筑群的可持续有机发展,过度开发古建筑商业旅游资源,并从中谋取利益。例如位于杭州富春江南岸的清朝古建筑群龙门古镇,由于过度追求商业化而破坏了原有风貌,不少游客慕名而来却表示失望至极。古建筑的周围新建了大量的商业化设施以最大化谋得利益,这些设施严重破坏了古建筑的原有风貌和整体的协调性,同时也在破坏着古建筑周围的自然环境,破坏古建筑群落的原有价值。201237|2023|12建筑历史与理论果体验;(2)升级优化设计施工方案;(3)降低施工成本和提高施工精度;(4)提升可视化效果;(5)5G 技术可对 BIM+AR 模
11、式更新进行助力。2.4 BIM 与结构健康监测(SHM)技术结合结构健康监测(Structual Health Monitoring)简称为“SHM”,是一种具有交叉性的综合类数字技术。它首先通过在检测的结构上安装各类数字传感器用以采集结构的特征信息,利用相应的计算方法对所收集的数据进行处理,从而实现对建筑物的动态响应和预警,以显示其古建筑的实时健康状态,如出现不利于结构的响应,系统会瞬时采取报警以及限定措施来进行应对。综上所述,SHM 是一种能够评定结构状态并确保结构运行安全的监控系统。其组合模式应用于古建筑保护是非常有效的,运用此技术大致分为四步:(1)对多源监测数据和保护信息进行统一管理
12、,实现信息价值利用的最大化。(2)根据监测数据实时更新 BIM 模型,实现 BIM 模型与监测对象的实时联动,保证 BIM 模型所蕴含信息的时效性。(3)实时监测数据数字化存储和动态可视化便于对数据的分析与理解。(4)将 BIM 模型中所蕴含的丰富历史信息共享到SHM系统中去。整个技术中的要点是要建立一个属于明清古建筑的云数据库,再与 BIM-SHM 相连接,利用信息数字化来提高效率。图 2 为 BIM-SHM 模式运作过程。3 BIM 技术在明清古建筑保护应用的案例分析3.1 BIM 技术对扬州传统民居何园木构件及其节点研究殷杰1在 2021 年发表的一篇文章中,介绍了 BIM 技术在扬州民
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