BIM 信息技术在古建筑修复和开发中的应用 —以亳州曹操运兵道为例

杨闪闪

（亳州职业技术学院， 安徽 亳州 236800）

随着我国城镇化发展进程的加快，城市地区的规模和面积正在逐步扩大，与此同时相应地区的古建筑群也受到了一定的影响，做好古建筑的修复和开发工作刻不容缓，保护传统文化遗产同时也需要社会各界的共同努力。随着信息技术的飞速发展，BIM 技术在建筑行业中的应用也愈加广泛，对古建筑的修复和开发工作有很大帮助。

1 中国古建筑修复与开发现状分析

古建筑不仅仅是一种客观存在的建筑物，更是历史发展和进步的见证者，其中蕴含着古代人民的思想和文化，是所有人类的宝贵遗产，具有很高的研究价值，有助于帮助人们了解当时的社会形态和生活方式。

中华民族自诞生以来，经历了许多朝代的更替变化，每个时期都留下了具有代表性的建筑群，反映着当时社会的生活方式和发展水平，现有的保存情况比较完好的古建筑群体主要包括：北京八达岭长城、山西平遥古城、河南洛阳白马寺，苏州古典园林等。但我国大部分古建筑都遭到了不同程度的损坏，其原因主要可归纳为以下三个方面：一是自然因素的影响，一些建成时间较为久远的古建筑在长期的风吹日晒雨淋之下会受到不同程度的破坏；二是人为因素的影响，部分建筑群体在战争年间会遭到枪炮等的损坏，同时在现代旅游业飞速发展的背景之下，景区游客数量激增，部分旅游人员缺乏对古建筑的保护意识，在观赏时对建筑造成了损坏；三是由于城市规模扩大和现代化发展进程的需要，一些古建筑不符合发展建设要求不得已而被拆除。为有效改善这一现象，做好对古建筑的修复和保护工作，一方面要加强宣传教育，提高普通民众对古建筑的保护意识，旅游景区也要加强对建筑物的监管保护力度，另一方面有关部门要加紧制定相关的法律法规政策，积极开发修缮保护的新技术，加大资金投入力度，培养专业人才。

2 BIM 信息技术简介

BIM 信息技术全称为“Building Information Modeling”,中文名称为建筑信息模型，该技术集成了相关建筑的数字信息，并以储存的信息作为基础开展相应的设计和规划管理。在运用BIM 信息技术对建筑进行处理分析时可根据所获得的基本参数信息进行系统建模，获得建筑物的三维模型。

3 BIM 信息技术应用于古建筑修复和开发的优势

3.1BIM 信息技术具有较高的灵活性

在古建筑修复过程中，技术人员通过建立信息模型可以更加直观的了解所研究建筑的几何分布情况、整体组成结构、建造时所使用的材料数据和制造工艺，通过计算机进行模拟可以帮助工作人员节省画图时间，提高工作效率，所得到的相关信息也更加全面具体。BIM 信息模型建立之后工作人员可以随时进行审查和监督，如果发现存在危险因素可以及时进行修复，减少安全隐患。

3.2BIM 信息技术有助于加快古建筑管理信息化进程

在古建筑修复和开发中应用BIM 信息技术可以对现有的研究信息进行集中整合，并以数字化的形式存储在计算机中，有助于推动国内古建筑管理事业信息化和数字化的进程。通过使用该技术可以将传统的二维平面图纸转化为三维的立体模型，研究人员在分析时可以得到更多信息。同时工作人员还可将所建立的模型通过互联网共享资源，增加数据的开放程度，以助力于整体古建筑保护和建设行业的全面发展。

3.3BIM 信息技术有助于提高修复质量

古建筑修复和开发工程的质量不仅取决于建筑物本身的结构和保存情况，还与周围的环境状况有关。BIM 信息技术的一个显著优势是在分析过程中还可结合周围环境进行分析。在对古建筑进行加固和修复时，应结合当地的地理环境特点选择合适的原材料。应用BIM 信息技术建立模拟模型时，可根据当地的气候环境的地址因素进行定量分析，建立更为精准的模型，从而提高修复质量。

4 BIM 信息技术在古建筑修复和开发中的应用

4.1 地下曹操运兵道简介

地下曹操运兵道现存于安徽省毫州市城区街道下方，又称曹操藏兵道，是东汉末年曹操为了在作战时运送士兵而建立的大型地下军事通道，但由于该建筑在古时属于重要军事机密，所以知情人员数目较少，在史册中也没有过多的记载。毫州城中的运兵道中心位于大隅首，并向各个方向延伸通向城外。在建成之后一直得到使用，并在唐宋年间经过了多次修复，受损较为严重的是南宋和清朝道光年间的两次水灾，水灾之后一九三八年之后被重新发现。

通过近几年来对毫州运兵道进行观测和考察，我们发现曹操运兵道在结构上大致可分为谯望楼和古地道两个组成部分。谯望楼是曹操运兵道的入口，古地道形式多样，具有单行道、双平行道、上下双层道和立体交叉道四种结构形式，地道全部采用青砖建成。在古地道中有先前士兵作战的痕迹，其中设置有陷阱、障碍墙、绊腿板等多种军用作战设施，建筑结构错综复杂，是现阶段保存最为完好的地下军事建筑群，具有重要的研究价值。

4.2 构建古建筑“族”模型

地下曹操运兵道规模宏大，格局错综复杂，并且经过了多个朝代的改造和修复，还遭受了自然灾害的侵袭，因此在对毫州的运兵道进行分析时具有很大的难度。

地下曹操运兵道族模型构建主要经历以下几个步骤，一是通过实地测量和勘测获取准确的数据，并将这些数据进行归纳整理，得到关于该建筑的综合数据。在对数据进行采集时一定要做到精细准确，工作人员要对所能勘测的全部地区进行全面细致的考察和记录，了解该建筑的整体各部、内部建筑物的细节、所使用材料的性质等。二是对所要研究的古建筑进行分类并通过BIM 信息技术寻找所建立的“族”模拟模型与地下曹操运兵道建筑结构之间的具体联系，为下一步建立全面的系统分析模拟模型做好准备。。在建立该建筑群的“族”模型时，需要提供各个建筑物的几何尺寸信息，以初步构建基本三维模型，之后向三维模型中添加建筑物的其他基本信息，如建筑材料的种类、周围地质环境特点和气候特点等，并保存好我们新建立的“族”模型，以应用到整体工程分析中。三是对我们所建立的模型进行系统的分析整合，以得到地下曹操运兵道建筑的整体模型，上述所有操作均在BIM 软件中进行。在完成系统建模之后，还要对所建立的模型进行测试分析，调整并修改其中不合理的参数，以尽量减少在修复过程中可能存在的安全隐患，提高修复的质量和精度。

5 结语

BIM 信息技术可以建立建筑物的三维模型，与其他三维制图软件相比所建立的模型更加贴近实际情况，可视化能力强，使用灵活性高，有利于提高古建筑修复的质量，在建筑修复及开发工程中得到了广泛的应用。同时利用BIM 软件所建立的数字模型在存储和资源共享上都具有一定的优势，有助于推动我国古建筑管理修复行业信息化的发展进程。