BIM技术结合建筑三维扫描在既有古建筑中的实际应用

李英豪 聂品品 潘家辉 孙光远 郑秋雨

摘要：随着国家2020年全面建成小康社会以及国家基础建筑设施的逐步趋于完善，建筑行业主体方向将不可改变的逐渐向已存在建筑物的修护与维缮转变。建国以来，古建筑尤其木制的庭院楼阁小榭等存在有耐火等级低弱的缺陷，考虑综合运用BIM以及三维扫描采集古建筑实体数字信息能够为修护作业带来极大的便利。

关键词：古建筑物;BIM技术;三维扫描

随着国家2020年全面建成小康社会以及国家基础建筑设施的逐步趋于完善，我国建筑物的数量基本能够基本符合市场需求，因而，如今建筑行业主体方向将不可改变的逐渐向已存在建筑物的修护与维缮转变。而中国作为四大文明古国之一，现存至今，有着五千年上下的文明发展历史，在这浩渺的历史长河中，中国的智慧祖先，不可避免地会给我们后代留下文明发展史的足迹。黄河与长江是中华建筑文明的发源之地，从新石器时代，到两汉时期，魏晋南北朝，隋唐等等再至明清时代，再到现如今，各个历史时期，崇尚的文化，审美不一致，这也致使各时期朝代的建筑风格各不统一，各地以及各个时期的古建筑都有着极大的文化研究保存价值。而在历经古代大小数以千万计的战争，以及对古建筑毁坏最大的抗日战争以来，诸多文化建筑瑰宝在一场场金戈铁马、硝烟战火中消失于世间，不免令人惋惜至极。至因此，对于如今还伫立于世间的古建筑的保护以及维修技术显得尤其重要。

建国以来，我国经济发展还处于起步阶段，百废待兴，大多古建筑缺乏定期有效的维护管理以及历经岁月的风吹雨打后，古建筑尤其木制的庭院楼阁小榭等存在有耐火等级低弱的缺陷，且古建筑物一般距离现代消防资源较远，正所谓，远水不能就得了近火，因而一旦失火，难以及时扑灭，从而容易造成古建筑的毁坏破损。而现如今，诸多古建筑文化单位为了谋取资金，将古建筑出租其他单位，这更加增加了失火的不明确性。此外，如今对于古建筑的修正中，存在对于古建筑文化价值认识不足，且存在有随意替改建筑构件的情况，甚至恣意改变古建筑物原有的结构形状构造等等，从而造成对古建筑以及文化印记不可抹灭的创伤。因而，现有新技术的恰当应用显得格外重要，而BIM技术以及建筑三位扫描的技术的强大功能，能够更加有效地帮助我们进行对于古建筑的修葺。

鉴于古建筑构造结构复杂，且建筑原有图稿资料不全甚至缺失的情況，造成在修护过程中，对于古建筑的建模难度系数变大，且一些原始测绘方案，不仅耗费巨大人力物力，且可能在作业工程中对古建筑本身造成损害。因而，考虑综合运用BIM以及三维扫描采集古建筑实体数字信息能够为修护作业带来极大的便利。三维扫描技术结合BIM技术不仅具有拥有高时效性、高精度性、更有着速度快、效率高等优势，比起过去传统的人工测绘技术，在既有建筑改造项目中可以更高效的解决有关古建筑的修缮实际问题。三维扫描技术不仅可以通过外业的扫描技术，内业成图的方式高效采集到目标建筑的外观结构，内在纹理等，对目标对象进行实景复刻，更能够快速准确地根据点云，生成建筑物立面的图纸，为修整古建筑物的工程师提供更为准确精准的参考数据依据。

在修整工程中，由于古建筑大多体型较大，构造轮廓复杂，且内部构造繁复，而精确的BIM模型的建立，少不了准确可靠的CAD图纸的数据作为依据，如果适用老一套的测量方法，将会无可避免的进行大量耗时且成本昂贵的，难度系数还不低的测量工作。而采用三维激光影像扫描技术，因他是扫描式的而非人为或者机器接触目标建筑物的测量，所以能在最大程度不损伤目标建筑物的前提下，迅速采集古建筑物内外部构造的精确数据，还原出一个切实的实景彩色图像，它既能为修整维护古建筑和BIM建模提供可靠的数据支撑，也能作为历史数据，留存后世，为往后建筑后期的可能的修缮提供历史记录。相比人工测绘，三维扫描技术大大缩短了项目所需的工期进程。有了三维实景点云与二维立面图，两者相互比对，能够更加确保数据的可靠性与精确性，这也大大降低了犯错率，两项技术的结合运用，可谓对于现实实际运用问题有着非常实际且可靠的指导性的意义。

在建筑设计阶段运用BIM技术，可以帮助项目为各专业不同方向提供更加精准的数据模型，并将BIM技术拓展到与建设工程全过程相关的各个方面，在同一个平台下构造综合信息模型，这是在BIM技术平台上结合3维扫描对古建筑修缮与改扩过程服务中的一次创新性的大胆尝试。在作业工程中，难以在各个不同的项目组之间以及复杂的全工程范围内进行及时有效的沟通交流，而BIM技术在3D建筑模型中能够被赋予诸多有效信息，例如工程进度等等，从而可以形成4D乃至5D的BIM模型，使得建筑图纸更加直观，对于各个项目组之间的协调工作尤为关键。BIM技术为古建筑的修正计划提供切实预选方案，该技术可以实现从不同专业，不同方向间的信息共享，且作为全生命周期掌控平台，使作业协同化规划，精细化管理成为触手可及的现实。计划采集既采用建筑的点云技术，并通过点云逆向构建BIM建模的方式，创建BIM模型展开对古建筑修葺的实际应用。

虽说中华文明源远流长有5000年历史，但现存最早的古建筑是唐朝的南禅寺大殿，距今有近两千年历史。中国的古建筑因大多为木结构，且缺少定期修缮，在长年风吹雨打以及历年的纷争战火中因而消逝于时间长河。而在晚唐时期，多数的佛寺院庙，因为武宗的“会昌灭法”而遭到破坏，不再存于世间，幸运的是，南禅寺的地势偏僻，未能殃及南禅寺，从而幸存于今，这提醒我们应该更加珍惜先人留下且还幸存的建筑瑰宝。现如今，虽大多数现代化建筑鳞次栉比，层层迭代，拔地而起，一改古代建筑中和且平易，含蓄而深沉的风格，兴起简约大气，以及欧式等等更多杂糅的与现代接轨的建筑风格，但古建筑依旧散发着现代艺术无可替代的别样风情，更何况，中国人骨子里的文人情怀，对于蛙鸣清风，山花惊鸿这样的偷得浮生半日闲式的悠哉闲趣的生活坏境以及生活态度，有着莫名的向往与期许，试问，在如今时代高速发展的现状下，“竹日见清风，轩窗渐幽兴，人间谁与共，鸟语更知幽”的生活是否更贴近中国人骨子里对于建筑风格的别样情愫呢？这使得中国古建筑风格在如今的建筑市场仍然占有一席之地。而如今古风建筑的筑建，大多还是借鉴于现存古代园林建筑的匠人匠心的创意与审美。因而，在现代修筑古建筑风格的房屋时，更不能忘记对于现存古建筑的保养以及修缮。

在时代的进步下，BIM技术与建筑三维扫描随之市场的需求应运而生，这两项技术的优势点，是世人有目共睹的，相信这两项技术的智慧碰撞，将会给古建筑的修护的事业带来前无古人的进步与发展。

作者简介：

李英豪（2000-），男，汉族，江苏盐城人，徐州工程学院本科在读，土木工程专业