BIM的古建筑建模方法及技術應用
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［摘要］中華民族歷史悠久，中華文明源遠流長。中國傳統古建筑作為中華民族五千多年滄海桑田的歷史見證，記載著我國各個朝代璀璨的科學技術成果，凝聚了先輩們自強不息、敢于創新的智慧和心血，是中華民族自信地佇立在世界民族之林的重要表現。隨著我國現代化進程的不斷深化，中國傳統古建筑因其自身的缺點與不足以及受到現代建筑的強烈沖擊等原因，其發展規模已日漸縮小，它的傳承與發展受到了嚴峻的挑戰。作為中華民族不可或缺的文化遺產，目前中國傳統古建筑的傳承與保護工作形勢依然嚴峻，本文結合現今建筑行業中較為成熟的bim技術，嘗試為中國傳統古建筑的傳承和保護工作提供新的工作思路。
［關鍵詞］BIM技術運用；中國古建筑；建筑信息模型
1中國古建筑行業的發展現狀
隨著我國改革開放的不斷深化，我國的社會發展取得了舉世矚目的輝煌成就，文物古跡、傳統古建筑的保護與維修也越來越受到重視。但同時傳統古建筑行業受到現代技術、現代材料、現代工藝的不斷沖擊，目前我國古建筑面臨的發展形勢依然嚴峻[1]。首先，現代建筑因其經濟性、耐用性及舒適性遠遠優于傳統古建筑，施工周期長、工程造價高、維護難度大的傳統古建筑已不再成為大多數人的建造首選，使得其受眾數量變得非常有限。其次，由于中國傳統古建筑的市場規模不斷縮小，與傳統古建筑相關的設計和施工公司面臨著僧多粥少的競爭局面，低價競爭、惡意競爭等不正當的競爭行為不時出現，嚴重影響了傳統古建筑行業的持續健康發展。此外，由于目前我國的傳統古建筑的工程項目數量十分有限，古建筑施工企業每個月能接到的工程項目數量不夠穩定，有些月份甚至出現接不到項目的情況，這導致了大多數古建筑工匠的工作時間極不穩定，難以維持生計，所以大多數工匠在古建筑施工的空當期會選擇從事其他工作來增加經濟收入，這也造成了古建筑行業中出現了施工人員流動性大的情況。另外，目前從事古建筑行業中具備豐富施工經驗的工匠們普遍年事已高，亟需尋找大量有意愿從事古建筑行業的年輕人來吸收、消化和傳承古建筑的施工技藝，為我國傳統古建筑行業的發展注入新鮮的血液。但由于傳統師徒制口耳相傳的培養模式需要經歷漫長的成才時間，并且傳統古建筑行業的經濟收入普遍低于其他新興行業的，導致了大多數年輕人都不太愿意從事與傳統古建筑行業相關的工作，使得我國傳統古建筑的精湛技藝面臨著失傳的風險。為了解決目前中國古建筑行業中面臨的種種困境，我們亟需大膽創新、勇于求變，積極運用新時代信息化的技術手段與思維方式來尋求相關問題的解決方法。
2BIM技術在傳統古建筑中的應用
BuildingInformationModeling，習慣將其簡稱為BIM，其中文譯名通常翻譯為“建筑信息模型”。建筑信息模型是建筑學、工程學及土木工程等領域的新思維、新工具，它是由著名的軟件開發商歐特克（Autodesk）股份有限公司所創立的概念，是指專門用來描述那些以三維圖形為主、物件導向、建筑學有關的電腦輔助設計[2]。BIM采用數字技術對建筑進行從設計、施工、運營到最終拆除的全生命周期管理，將建筑物構件的幾何信息、專業屬性與狀態信息以及非構件對象（如空間、運動行為）的數據均統一整合到參數化的建筑三維信息模型中，方便建筑設計師、工程施工人員、建筑運營管理人員在建筑生命周期的各個環節中隨時進行信息提取與數據應用，成為建筑工程中各個參與成員的信息交換共享平臺。BIM技術是目前我國建筑行業大力推行的技術革新，針對目前中國傳統古建筑行業的發展現狀，可以嘗試將BIM技術的成熟經驗應用到中國傳統古建筑行業中，不斷優化目前中國傳統古建筑行業中的工作流程與協作方式。中國古建筑的營造技藝工序繁多、內容復雜，在實際的古建筑工程項目中要求工匠們具備扎實的專業知識和豐富的施工經驗，所以年輕工匠們在成長過程中需要聽從師傅的諄諄教導進行大量的日常技藝訓練，并且通過師傅帶領參與大量實際項目的施工實踐來獲取寶貴的經驗。傳統師徒制的培養模式需要較長的成才時間，針對這一古建筑施工技藝傳承中的難題，可將現場測繪的信息數據結合BIM技術創建大量的古建筑三維信息模型，同時邀請經驗豐富的古建筑工匠大師進行語音講解錄制，并輔以BIM5D施工模擬技術的動畫演示，可以直觀地呈現古建筑繁瑣的施工工序，大大降低古建筑復雜的施工過程的理解難度。通過這樣的方式將工匠大師們的寶貴經驗進行信息化的整理和保存，可以重復應用于今后的傳統古建筑技藝傳承教學中，是突破以往師徒制的培養模式中人數限制的有效方法，有利于在古建筑傳統技藝傳承中進行批量化和標準化的人才培養，可為中國古建筑行業培養大量優秀的后備人才。此外，中國古建筑的施工工藝極其復雜，施工難度極大，這些因素都會明顯增加年輕工匠從事古建筑施工工作的難度。應用BIM技術所創建的古建筑三維信息模型，可以讓工匠們在施工開始之前通過查看古建筑三維信息模型的具體內容，提前掌握施工過程中的工序步驟，提前獲取古建筑各個構件之間的空間關系，有助于解決古建筑施工過程中拼裝繁瑣、定位困難的問題。這可以有效為年輕工匠們快速增加古建筑的施工知識，增強年輕工匠們參與現場施工的信心，大大縮短年輕工匠們的成才時間，迅速提升年輕工匠們的經濟收入，有效增加年輕工匠們對于古建筑行業的認同感，這樣才能吸引更多年輕人參與到古建筑行業的相關工作中，才能在傳統古建筑行業中形成代代相傳、生生不息的健康發展局面。
把BIM技術應用到中國古建筑行業具有巨大的發展潛力[3]，可為中國古建筑行業注入新的發展活力。在古建筑領域運用BIM技術過程中，要有意識地養成簡潔高效的建模習慣，可以在模型創建過程中起到事半功倍的作用。目前我國大部分設計單位和設計公司采用Revit軟件作為BIM建模軟件，現將基于Revit軟件的古建筑建模方法介紹如下：（1）掌握扎實的中國古建筑專業知識。在進入古建筑BIM模型創建操作之前，我們需要有針對性地查閱與中國古建筑專業相關的經典書籍，對中國古建筑的組成部分和構造細節進行深入的理解，并且需要重點關注古建筑各個構件之間的搭接關系，為接下來在Revit軟件中創建古建筑三維模型做好充分準備。如果條件允許的話，最好前往現場進行古建筑測繪工作，通過實地調研收集大量一手數據，理清古建筑的空間關系，這樣可以快速加深對古建筑的理解程度，同樣對接下來開展古建筑信息模型的創建工作大有好處。（2）充分利用古建筑模數化的特點，打造古建筑常用構件的Revit族庫。Revit軟件中的“族”是個非常強大的概念，可輕松實現管理建筑數據、修改數據與應用數據的功能。在古建筑維護和修復方面應用BIM技術有著明顯的優勢，中國古建筑有著嚴謹的模數系統，這一特點非常有利于古建筑BIM工作的開展，將大量重復使用的古建筑構件創建為族文件，方便在以后需要的時候隨時調用，可避免大量重復的建模操作。善于利用中國古建筑的模數思維，打造公司內部或者團隊內部關于古建筑常用構件的Revit族庫，能有效提高古建筑的BIM技術模型的建模速度，節省大量古建筑模型的建模時間。（3）養成良好的Revit建模習慣，形成統一的Revit制圖標準。古建筑行業經常需要各個專業的技術人員相互協作，提升協作過程中的溝通效率對于復雜的古建筑工程項目來說具有極其重要的意義。結合國家制圖標準，每位團隊成員都必須遵循統一的模型管理標準，這樣有利于團隊成員間的業務交流，節省團隊成員間探討交流的寶貴時間。另外，積極提倡團隊成員養成使用左手命令快捷鍵的建模習慣，大大提升團隊的建模操作速度，節省大量的建模操作時間。（4）善于使用建模插件。目前國內大部分設計公司都采用Revit軟件作為BIM技術平臺，由于Revit軟件是美國歐特克（Autodesk）公司的開發的軟件，在軟件的命令操作和功能編排上更加符合西方國家工程人員的操作習慣與制圖標準，對于我國古建筑的工程人員來說，Revit軟件存在著某些操作習慣與制圖標準上的問題與不足。針對這些問題與不足，我國很多優秀的軟件開發公司提出了更加符合我國建筑工程人員操作習慣和制圖標準的解決方案，大多進行了基于Revit軟件平臺的二次開發，制作了很多非常優秀的建模插件，大大降低了Revit軟件的使用難度，提升了Revit軟件的使用體驗。善于使用這些建模插件，也是提高建模速度的有效方式。
4結語
中國古建筑作為中華民族傳統文化中一顆璀璨的明珠，在信息化時代的今天卻面臨著嚴峻的發展形勢，我們作為中華民族的一員，有責任和義務為促進中國古建筑的傳承與保護工作而貢獻自己一份微薄的力量，這要求我們在日常生活工作中要對中國古建筑付出更多的精力進行關注和傾注更多的耐心進行呵護，并且要做到解放思想、與時俱進，積極擁抱新時代的科技革新，借助BIM技術在古建筑傳承與保護方面的優勢，讓我們更好地履行傳承和保護中國古建筑的歷史使命。
參考文獻
[1]金開軍.古建筑保護與利用探究[J].文物鑒定與鑒賞，2018（3）：138-139.
[2]綠色建筑編輯部.BIM：用技術的手段實現綠色建筑的真諦[J].綠色建筑，2012（4）：1.
[3]劉飛，詹秦川.BIM技術在古建筑保護中的應用研究[J].智能建筑與智慧城市，2020（7）：61-62.
作者：錢忠杰 梁兆云 單位：廣東建設職業技術學院