BIM的古建筑建模方法及技術(shù)應(yīng)用
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［摘要］中華民族歷史悠久，中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。中國(guó)傳統(tǒng)古建筑作為中華民族五千多年滄海桑田的歷史見(jiàn)證，記載著我國(guó)各個(gè)朝代璀璨的科學(xué)技術(shù)成果，凝聚了先輩們自強(qiáng)不息、敢于創(chuàng)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(xiàn)。隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深化，中國(guó)傳統(tǒng)古建筑因其自身的缺點(diǎn)與不足以及受到現(xiàn)代建筑的強(qiáng)烈沖擊等原因，其發(fā)展規(guī)模已日漸縮小，它的傳承與發(fā)展受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。作為中華民族不可或缺的文化遺產(chǎn)，目前中國(guó)傳統(tǒng)古建筑的傳承與保護(hù)工作形勢(shì)依然嚴(yán)峻，本文結(jié)合現(xiàn)今建筑行業(yè)中較為成熟的bim技術(shù)，嘗試為中國(guó)傳統(tǒng)古建筑的傳承和保護(hù)工作提供新的工作思路。
［關(guān)鍵詞］BIM技術(shù)運(yùn)用；中國(guó)古建筑；建筑信息模型
1中國(guó)古建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深化，我國(guó)的社會(huì)發(fā)展取得了舉世矚目的輝煌成就，文物古跡、傳統(tǒng)古建筑的保護(hù)與維修也越來(lái)越受到重視。但同時(shí)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)受到現(xiàn)代技術(shù)、現(xiàn)代材料、現(xiàn)代工藝的不斷沖擊，目前我國(guó)古建筑面臨的發(fā)展形勢(shì)依然嚴(yán)峻[1]。首先，現(xiàn)代建筑因其經(jīng)濟(jì)性、耐用性及舒適性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)古建筑，施工周期長(zhǎng)、工程造價(jià)高、維護(hù)難度大的傳統(tǒng)古建筑已不再成為大多數(shù)人的建造首選，使得其受眾數(shù)量變得非常有限。其次，由于中國(guó)傳統(tǒng)古建筑的市場(chǎng)規(guī)模不斷縮小，與傳統(tǒng)古建筑相關(guān)的設(shè)計(jì)和施工公司面臨著僧多粥少的競(jìng)爭(zhēng)局面，低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)、惡意競(jìng)爭(zhēng)等不正當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)行為不時(shí)出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。此外，由于目前我國(guó)的傳統(tǒng)古建筑的工程項(xiàng)目數(shù)量十分有限，古建筑施工企業(yè)每個(gè)月能接到的工程項(xiàng)目數(shù)量不夠穩(wěn)定，有些月份甚至出現(xiàn)接不到項(xiàng)目的情況，這導(dǎo)致了大多數(shù)古建筑工匠的工作時(shí)間極不穩(wěn)定，難以維持生計(jì)，所以大多數(shù)工匠在古建筑施工的空當(dāng)期會(huì)選擇從事其他工作來(lái)增加經(jīng)濟(jì)收入，這也造成了古建筑行業(yè)中出現(xiàn)了施工人員流動(dòng)性大的情況。另外，目前從事古建筑行業(yè)中具備豐富施工經(jīng)驗(yàn)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(yè)的年輕人來(lái)吸收、消化和傳承古建筑的施工技藝，為我國(guó)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的發(fā)展注入新鮮的血液。但由于傳統(tǒng)師徒制口耳相傳的培養(yǎng)模式需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的成才時(shí)間，并且傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入普遍低于其他新興行業(yè)的，導(dǎo)致了大多數(shù)年輕人都不太愿意從事與傳統(tǒng)古建筑行業(yè)相關(guān)的工作，使得我國(guó)傳統(tǒng)古建筑的精湛技藝面臨著失傳的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決目前中國(guó)古建筑行業(yè)中面臨的種種困境，我們亟需大膽創(chuàng)新、勇于求變，積極運(yùn)用新時(shí)代信息化的技術(shù)手段與思維方式來(lái)尋求相關(guān)問(wèn)題的解決方法。
2BIM技術(shù)在傳統(tǒng)古建筑中的應(yīng)用
BuildingInformationModeling，習(xí)慣將其簡(jiǎn)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(xué)、工程學(xué)及土木工程等領(lǐng)域的新思維、新工具，它是由著名的軟件開(kāi)發(fā)商歐特克（Autodesk）股份有限公司所創(chuàng)立的概念，是指專門用來(lái)描述那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)[2]。BIM采用數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)到最終拆除的全生命周期管理，將建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性與狀態(tài)信息以及非構(gòu)件對(duì)象（如空間、運(yùn)動(dòng)行為）的數(shù)據(jù)均統(tǒng)一整合到參數(shù)化的建筑三維信息模型中，方便建筑設(shè)計(jì)師、工程施工人員、建筑運(yùn)營(yíng)管理人員在建筑生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)中隨時(shí)進(jìn)行信息提取與數(shù)據(jù)應(yīng)用，成為建筑工程中各個(gè)參與成員的信息交換共享平臺(tái)。BIM技術(shù)是目前我國(guó)建筑行業(yè)大力推行的技術(shù)革新，針對(duì)目前中國(guó)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以嘗試將BIM技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到中國(guó)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中，不斷優(yōu)化目前中國(guó)傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中的工作流程與協(xié)作方式。中國(guó)古建筑的營(yíng)造技藝工序繁多、內(nèi)容復(fù)雜，在實(shí)際的古建筑工程項(xiàng)目中要求工匠們具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，所以年輕工匠們?cè)诔砷L(zhǎng)過(guò)程中需要聽(tīng)從師傅的諄諄教導(dǎo)進(jìn)行大量的日常技藝訓(xùn)練，并且通過(guò)師傅帶領(lǐng)參與大量實(shí)際項(xiàng)目的施工實(shí)踐來(lái)獲取寶貴的經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)師徒制的培養(yǎng)模式需要較長(zhǎng)的成才時(shí)間，針對(duì)這一古建筑施工技藝傳承中的難題，可將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的信息數(shù)據(jù)結(jié)合BIM技術(shù)創(chuàng)建大量的古建筑三維信息模型，同時(shí)邀請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的古建筑工匠大師進(jìn)行語(yǔ)音講解錄制，并輔以BIM5D施工模擬技術(shù)的動(dòng)畫演示，可以直觀地呈現(xiàn)古建筑繁瑣的施工工序，大大降低古建筑復(fù)雜的施工過(guò)程的理解難度。通過(guò)這樣的方式將工匠大師們的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行信息化的整理和保存，可以重復(fù)應(yīng)用于今后的傳統(tǒng)古建筑技藝傳承教學(xué)中，是突破以往師徒制的培養(yǎng)模式中人數(shù)限制的有效方法，有利于在古建筑傳統(tǒng)技藝傳承中進(jìn)行批量化和標(biāo)準(zhǔn)化的人才培養(yǎng)，可為中國(guó)古建筑行業(yè)培養(yǎng)大量?jī)?yōu)秀的后備人才。此外，中國(guó)古建筑的施工工藝極其復(fù)雜，施工難度極大，這些因素都會(huì)明顯增加年輕工匠從事古建筑施工工作的難度。應(yīng)用BIM技術(shù)所創(chuàng)建的古建筑三維信息模型，可以讓工匠們?cè)谑┕ら_(kāi)始之前通過(guò)查看古建筑三維信息模型的具體內(nèi)容，提前掌握施工過(guò)程中的工序步驟，提前獲取古建筑各個(gè)構(gòu)件之間的空間關(guān)系，有助于解決古建筑施工過(guò)程中拼裝繁瑣、定位困難的問(wèn)題。這可以有效為年輕工匠們快速增加古建筑的施工知識(shí)，增強(qiáng)年輕工匠們參與現(xiàn)場(chǎng)施工的信心，大大縮短年輕工匠們的成才時(shí)間，迅速提升年輕工匠們的經(jīng)濟(jì)收入，有效增加年輕工匠們對(duì)于古建筑行業(yè)的認(rèn)同感，這樣才能吸引更多年輕人參與到古建筑行業(yè)的相關(guān)工作中，才能在傳統(tǒng)古建筑行業(yè)中形成代代相傳、生生不息的健康發(fā)展局面。
把BIM技術(shù)應(yīng)用到中國(guó)古建筑行業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿3]，可為中國(guó)古建筑行業(yè)注入新的發(fā)展活力。在古建筑領(lǐng)域運(yùn)用BIM技術(shù)過(guò)程中，要有意識(shí)地養(yǎng)成簡(jiǎn)潔高效的建模習(xí)慣，可以在模型創(chuàng)建過(guò)程中起到事半功倍的作用。目前我國(guó)大部分設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)公司采用Revit軟件作為BIM建模軟件，現(xiàn)將基于Revit軟件的古建筑建模方法介紹如下：（1）掌握扎實(shí)的中國(guó)古建筑專業(yè)知識(shí)。在進(jìn)入古建筑BIM模型創(chuàng)建操作之前，我們需要有針對(duì)性地查閱與中國(guó)古建筑專業(yè)相關(guān)的經(jīng)典書籍，對(duì)中國(guó)古建筑的組成部分和構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行深入的理解，并且需要重點(diǎn)關(guān)注古建筑各個(gè)構(gòu)件之間的搭接關(guān)系，為接下來(lái)在Revit軟件中創(chuàng)建古建筑三維模型做好充分準(zhǔn)備。如果條件允許的話，最好前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行古建筑測(cè)繪工作，通過(guò)實(shí)地調(diào)研收集大量一手?jǐn)?shù)據(jù)，理清古建筑的空間關(guān)系，這樣可以快速加深對(duì)古建筑的理解程度，同樣對(duì)接下來(lái)開(kāi)展古建筑信息模型的創(chuàng)建工作大有好處。（2）充分利用古建筑模數(shù)化的特點(diǎn)，打造古建筑常用構(gòu)件的Revit族庫(kù)。Revit軟件中的“族”是個(gè)非常強(qiáng)大的概念，可輕松實(shí)現(xiàn)管理建筑數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)的功能。在古建筑維護(hù)和修復(fù)方面應(yīng)用BIM技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)古建筑有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪?shù)系統(tǒng)，這一特點(diǎn)非常有利于古建筑BIM工作的開(kāi)展，將大量重復(fù)使用的古建筑構(gòu)件創(chuàng)建為族文件，方便在以后需要的時(shí)候隨時(shí)調(diào)用，可避免大量重復(fù)的建模操作。善于利用中國(guó)古建筑的模數(shù)思維，打造公司內(nèi)部或者團(tuán)隊(duì)內(nèi)部關(guān)于古建筑常用構(gòu)件的Revit族庫(kù)，能有效提高古建筑的BIM技術(shù)模型的建模速度，節(jié)省大量古建筑模型的建模時(shí)間。（3）養(yǎng)成良好的Revit建模習(xí)慣，形成統(tǒng)一的Revit制圖標(biāo)準(zhǔn)。古建筑行業(yè)經(jīng)常需要各個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員相互協(xié)作，提升協(xié)作過(guò)程中的溝通效率對(duì)于復(fù)雜的古建筑工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)具有極其重要的意義。結(jié)合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，每位團(tuán)隊(duì)成員都必須遵循統(tǒng)一的模型管理標(biāo)準(zhǔn)，這樣有利于團(tuán)隊(duì)成員間的業(yè)務(wù)交流，節(jié)省團(tuán)隊(duì)成員間探討交流的寶貴時(shí)間。另外，積極提倡團(tuán)隊(duì)成員養(yǎng)成使用左手命令快捷鍵的建模習(xí)慣，大大提升團(tuán)隊(duì)的建模操作速度，節(jié)省大量的建模操作時(shí)間。（4）善于使用建模插件。目前國(guó)內(nèi)大部分設(shè)計(jì)公司都采用Revit軟件作為BIM技術(shù)平臺(tái)，由于Revit軟件是美國(guó)歐特克（Autodesk）公司的開(kāi)發(fā)的軟件，在軟件的命令操作和功能編排上更加符合西方國(guó)家工程人員的操作習(xí)慣與制圖標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于我國(guó)古建筑的工程人員來(lái)說(shuō)，Revit軟件存在著某些操作習(xí)慣與制圖標(biāo)準(zhǔn)上的問(wèn)題與不足。針對(duì)這些問(wèn)題與不足，我國(guó)很多優(yōu)秀的軟件開(kāi)發(fā)公司提出了更加符合我國(guó)建筑工程人員操作習(xí)慣和制圖標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，大多進(jìn)行了基于Revit軟件平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)，制作了很多非常優(yōu)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(yàn)。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(jié)語(yǔ)
中國(guó)古建筑作為中華民族傳統(tǒng)文化中一顆璀璨的明珠，在信息化時(shí)代的今天卻面臨著嚴(yán)峻的發(fā)展形勢(shì)，我們作為中華民族的一員，有責(zé)任和義務(wù)為促進(jìn)中國(guó)古建筑的傳承與保護(hù)工作而貢獻(xiàn)自己一份微薄的力量，這要求我們?cè)谌粘Ｉ罟ぷ髦幸獙?duì)中國(guó)古建筑付出更多的精力進(jìn)行關(guān)注和傾注更多的耐心進(jìn)行呵護(hù)，并且要做到解放思想、與時(shí)俱進(jìn)，積極擁抱新時(shí)代的科技革新，借助BIM技術(shù)在古建筑傳承與保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)，讓我們更好地履行傳承和保護(hù)中國(guó)古建筑的歷史使命。
參考文獻(xiàn)
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作者：錢忠杰 梁兆云 單位：廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院