BIM的古建筑建模方法及技术应用

［摘要］中华民族历史悠久，中华文明源远流长。中国传统古建筑作为中华民族五千多年沧海桑田的历史见证，记载着我国各个朝代璀璨的科学技术成果，凝聚了先辈们自强不息、敢于创新的智慧和心血，是中华民族自信地伫立在世界民族之林的重要表现。随着我国现代化进程的不断深化，中国传统古建筑因其自身的缺点与不足以及受到现代建筑的强烈冲击等原因，其发展规模已日渐缩小，它的传承与发展受到了严峻的挑战。作为中华民族不可或缺的文化遗产，目前中国传统古建筑的传承与保护工作形势依然严峻，本文结合现今建筑行业中较为成熟的BIM技术，尝试为中国传统古建筑的传承和保护工作提供新的工作思路。

［关键词］BIM技术运用；中国古建筑；建筑信息模型

1中国古建筑行业的发展现状

随着我国改革开放的不断深化，我国的社会发展取得了举世瞩目的辉煌成就，文物古迹、传统古建筑的保护与维修也越来越受到重视。但同时传统古建筑行业受到现代技术、现代材料、现代工艺的不断冲击，目前我国古建筑面临的发展形势依然严峻[1]。首先，现代建筑因其经济性、耐用性及舒适性远远优于传统古建筑，施工周期长、工程造价高、维护难度大的传统古建筑已不再成为大多数人的建造首选，使得其受众数量变得非常有限。其次，由于中国传统古建筑的市场规模不断缩小，与传统古建筑相关的设计和施工公司面临着僧多粥少的竞争局面，低价竞争、恶意竞争等不正当的竞争行为不时出现，严重影响了传统古建筑行业的持续健康发展。此外，由于目前我国的传统古建筑的工程项目数量十分有限，古建筑施工企业每个月能接到的工程项目数量不够稳定，有些月份甚至出现接不到项目的情况，这导致了大多数古建筑工匠的工作时间极不稳定，难以维持生计，所以大多数工匠在古建筑施工的空当期会选择从事其他工作来增加经济收入，这也造成了古建筑行业中出现了施工人员流动性大的情况。另外，目前从事古建筑行业中具备丰富施工经验的工匠们普遍年事已高，亟需寻找大量有意愿从事古建筑行业的年轻人来吸收、消化和传承古建筑的施工技艺，为我国传统古建筑行业的发展注入新鲜的血液。但由于传统师徒制口耳相传的培养模式需要经历漫长的成才时间，并且传统古建筑行业的经济收入普遍低于其他新兴行业的，导致了大多数年轻人都不太愿意从事与传统古建筑行业相关的工作，使得我国传统古建筑的精湛技艺面临着失传的风险。为了解决目前中国古建筑行业中面临的种种困境，我们亟需大胆创新、勇于求变，积极运用新时代信息化的技术手段与思维方式来寻求相关问题的解决方法。

2BIM技术在传统古建筑中的应用

BuildingInformationModeling，习惯将其简称为BIM，其中文译名通常翻译为“建筑信息模型”。建筑信息模型是建筑学、工程学及土木工程等领域的新思维、新工具，它是由著名的软件开发商欧特克（Autodesk）股份有限公司所创立的概念，是指专门用来描述那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计[2]。BIM采用数字技术对建筑进行从设计、施工、运营到最终拆除的全生命周期管理，将建筑物构件的几何信息、专业属性与状态信息以及非构件对象（如空间、运动行为）的数据均统一整合到参数化的建筑三维信息模型中，方便建筑设计师、工程施工人员、建筑运营管理人员在建筑生命周期的各个环节中随时进行信息提取与数据应用，成为建筑工程中各个参与成员的信息交换共享平台。BIM技术是目前我国建筑行业大力推行的技术革新，针对目前中国传统古建筑行业的发展现状，可以尝试将BIM技术的成熟经验应用到中国传统古建筑行业中，不断优化目前中国传统古建筑行业中的工作流程与协作方式。中国古建筑的营造技艺工序繁多、内容复杂，在实际的古建筑工程项目中要求工匠们具备扎实的专业知识和丰富的施工经验，所以年轻工匠们在成长过程中需要听从师傅的谆谆教导进行大量的日常技艺训练，并且通过师傅带领参与大量实际项目的施工实践来获取宝贵的经验。传统师徒制的培养模式需要较长的成才时间，针对这一古建筑施工技艺传承中的难题，可将现场测绘的信息数据结合BIM技术创建大量的古建筑三维信息模型，同时邀请经验丰富的古建筑工匠大师进行语音讲解录制，并辅以BIM5D施工模拟技术的动画演示，可以直观地呈现古建筑繁琐的施工工序，大大降低古建筑复杂的施工过程的理解难度。通过这样的方式将工匠大师们的宝贵经验进行信息化的整理和保存，可以重复应用于今后的传统古建筑技艺传承教学中，是突破以往师徒制的培养模式中人数限制的有效方法，有利于在古建筑传统技艺传承中进行批量化和标准化的人才培养，可为中国古建筑行业培养大量优秀的后备人才。此外，中国古建筑的施工工艺极其复杂，施工难度极大，这些因素都会明显增加年轻工匠从事古建筑施工工作的难度。应用BIM技术所创建的古建筑三维信息模型，可以让工匠们在施工开始之前通过查看古建筑三维信息模型的具体内容，提前掌握施工过程中的工序步骤，提前获取古建筑各个构件之间的空间关系，有助于解决古建筑施工过程中拼装繁琐、定位困难的问题。这可以有效为年轻工匠们快速增加古建筑的施工知识，增强年轻工匠们参与现场施工的信心，大大缩短年轻工匠们的成才时间，迅速提升年轻工匠们的经济收入，有效增加年轻工匠们对于古建筑行业的认同感，这样才能吸引更多年轻人参与到古建筑行业的相关工作中，才能在传统古建筑行业中形成代代相传、生生不息的健康发展局面。

3基于BIM技术的古建筑建模方法

把BIM技术应用到中国古建筑行业具有巨大的发展潜力[3]，可为中国古建筑行业注入新的发展活力。在古建筑领域运用BIM技术过程中，要有意识地养成简洁高效的建模习惯，可以在模型创建过程中起到事半功倍的作用。目前我国大部分设计单位和设计公司采用Revit软件作为BIM建模软件，现将基于Revit软件的古建筑建模方法介绍如下：（1）掌握扎实的中国古建筑专业知识。在进入古建筑BIM模型创建操作之前，我们需要有针对性地查阅与中国古建筑专业相关的经典书籍，对中国古建筑的组成部分和构造细节进行深入的理解，并且需要重点关注古建筑各个构件之间的搭接关系，为接下来在Revit软件中创建古建筑三维模型做好充分准备。如果条件允许的话，最好前往现场进行古建筑测绘工作，通过实地调研收集大量一手数据，理清古建筑的空间关系，这样可以快速加深对古建筑的理解程度，同样对接下来开展古建筑信息模型的创建工作大有好处。（2）充分利用古建筑模数化的特点，打造古建筑常用构件的Revit族库。Revit软件中的“族”是个非常强大的概念，可轻松实现管理建筑数据、修改数据与应用数据的功能。在古建筑维护和修复方面应用BIM技术有着明显的优势，中国古建筑有着严谨的模数系统，这一特点非常有利于古建筑BIM工作的开展，将大量重复使用的古建筑构件创建为族文件，方便在以后需要的时候随时调用，可避免大量重复的建模操作。善于利用中国古建筑的模数思维，打造公司内部或者团队内部关于古建筑常用构件的Revit族库，能有效提高古建筑的BIM技术模型的建模速度，节省大量古建筑模型的建模时间。（3）养成良好的Revit建模习惯，形成统一的Revit制图标准。古建筑行业经常需要各个专业的技术人员相互协作，提升协作过程中的沟通效率对于复杂的古建筑工程项目来说具有极其重要的意义。结合国家制图标准，每位团队成员都必须遵循统一的模型管理标准，这样有利于团队成员间的业务交流，节省团队成员间探讨交流的宝贵时间。另外，积极提倡团队成员养成使用左手命令快捷键的建模习惯，大大提升团队的建模操作速度，节省大量的建模操作时间。（4）善于使用建模插件。目前国内大部分设计公司都采用Revit软件作为BIM技术平台，由于Revit软件是美国欧特克（Autodesk）公司的开发的软件，在软件的命令操作和功能编排上更加符合西方国家工程人员的操作习惯与制图标准，对于我国古建筑的工程人员来说，Revit软件存在着某些操作习惯与制图标准上的问题与不足。针对这些问题与不足，我国很多优秀的软件开发公司提出了更加符合我国建筑工程人员操作习惯和制图标准的解决方案，大多进行了基于Revit软件平台的二次开发，制作了很多非常优秀的建模插件，大大降低了Revit软件的使用难度，提升了Revit软件的使用体验。善于使用这些建模插件，也是提高建模速度的有效方式。

4结语

中国古建筑作为中华民族传统文化中一颗璀璨的明珠，在信息化时代的今天却面临着严峻的发展形势，我们作为中华民族的一员，有责任和义务为促进中国古建筑的传承与保护工作而贡献自己一份微薄的力量，这要求我们在日常生活工作中要对中国古建筑付出更多的精力进行关注和倾注更多的耐心进行呵护，并且要做到解放思想、与时俱进，积极拥抱新时代的科技革新，借助BIM技术在古建筑传承与保护方面的优势，让我们更好地履行传承和保护中国古建筑的历史使命。

参考文献

[1]金开军.古建筑保护与利用探究[J].文物鉴定与鉴赏，2018（3）：138-139.

[2]绿色建筑编辑部.BIM：用技术的手段实现绿色建筑的真谛[J].绿色建筑，2012（4）：1.

[3]刘飞，詹秦川.BIM技术在古建筑保护中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2020（7）：61-62.

作者：钱忠杰 梁兆云 单位：广东建设职业技术学院