BIM技术在古建筑修复中的应用——以山东省普照寺修缮工程为例

BIM技术在古建筑修复中的应用——以山东省普照寺修缮工程为例

1张子怡2王祎晨3葛众4王鑫宇

内蒙古工业大学（内蒙古自治区呼和浩特市）

摘要:近年来，国家越发重视对传统文化的保护，因此越来越多具有历史价值的古建筑被当地政府竞标修缮。但是在古建筑的修复存在工作量大和成问题本高、修复成功率低的问题。为了解决这些问题，很多建筑单位运用现代先进技术-建筑信息建模技术（BIM技术）来修复古建筑。因此为了更好地研究BIM技术在古建筑修复工程中的运用。本文以山东普照寺的修缮工程为例，分析BIM技术在山东省普照寺修缮工程的设计阶段和施工阶段的应用，说明BIM技术在古建筑修复中的优势。

关键词:BIM技术;古建筑修复;普照寺

1 中国古建筑维护存在的问题和维护现状

1.1 古建筑保护存在的问题

近年来,虽然中国越来越重视对古建筑的维护。由于种种原因,公众对古建筑的保护意识仍然不是很强。主要原因如下:第一,中国人的总体教育水平不够,不少人没有接受过文物保护意识相关的教育;第二，相关文物保护部门的宣传力度不够大,导致公众对古建筑维修现状缺乏认识;第三,相应的古建筑管理部门管理意识不足。以山东普照寺的后山祖师禅院为例,该禅院年代久远，意义非凡。据传该禅院始建于南朝陈废帝光大元年(567年)，迄今已有一千四百余年，并且是专门为佛教净土宗创始人所建，在当代众多净土禅院中有着极其特殊的地位。因此相关部门计划重点保护,禁止游客参观，但是未采取有效措施，仅在禅院前写着“禁止进入”的警示牌，很多游客依旧会无视警示牌，进入禅院参观，可见保护的力度不够。

1.2古建筑维护的现状

中华文明历史悠久，源远流长，各朝代都特别重视对文物的保护和修复，因此中华大地得以保存众多历史名迹。古建筑承载着历史的记忆，同时也是中华文化的传承载体，它不仅有助于史学家考察历史、探索古人智慧，更能提升民族自豪感。但是因为年代久远，受自然因素和人为因素的影响,很多极具价值的古建筑受到了不同程度的破坏。古建筑因为当时建筑技术的有限的影响而不得以被拆除。

随着国家对传统文化传承的重视，多元化现代化建筑技术运用到古建筑的修缮工程中，但是早期相关信息技术的不成熟，导致在古建筑修缮工程的应用只能停留在基础的二维表达层面。二维表达层面所呈现的效果是对建筑的信息收集后以简单的图纸或者表格来记录和表达。此过程中会遗失掉很多重要的信息，例如古建筑的建筑材料，空间结构的逻辑关系等都很难通过二维技术呈现出来。因此最终修复的结果均不理想。

2 BIM技术在古建筑普照寺修复过程中的应用

2.1 BIM技术概述

BIM技术是信息时代信息技术快速发展下的产物。它是将三维数字技术作为基础，集合建设项目中的有关信息所构建的工程信息数据模型。BIM技术作为工程项目实体以及功能特征的数字化表达方式，是先前的二维表达方式的强力升级。它拥有可视化、协同化、仿真化、优化化和图形化五大特点，古建筑修复单位通过BIM技术对修缮工程中各个阶段的的信息进行统计整合，方便工程项目中各方都能及时地了解到项目相关的信息,如工期、造价、施工现场的实时动态等。

2.2在设计阶段的应用

(1)具有强大的可塑性

BIM技术可以在建筑的结构设计中表现出强大的优势。山东淄博作为净土宗开创者的出生地,据传净土宗开创者曾主修过普照寺,普照寺历史悠久,意义非凡,迄今已经有了上千年历史,因此当地政府非常重视普照寺的修复工作。在维修普照寺过程中,由于普照寺面积较大,相关的修缮工作较为麻烦困难。此外,由于多年年久失修等原因,一些地方受损严重。有的庙宇破败不堪，已经看不出原来的风貌，只有文字记录，但可以利用BIM技术强大的可塑性对古建筑的外形进行空间建模进而尽可能地恢复建筑原貌。

(2)加快古建筑信息化进程

以山东普照寺主庙大雄宝殿的整体木结构为例,BIM技术为不同方向的合作提供了平台。通过建立整个木结构的各个模块,将物理信息不断转化为数字化的三维信息。这些信息可以通过平台网络共享,让专业人员了解普照寺的具体信息,全面推进中国现代文物建筑保护的信息化和现代化。

(3)古建筑环境信息整合性

中国的建筑非常讲究风水，在古建筑中体现尤为明显。所谓风水指的是建筑所处的位置和环境。而对古建筑的修复过程中，同样也要考虑到它周围的环境。不同的地理位置具有不同的水文特点，因此修缮工程也要尽可能做到因地制宜。以普照寺为例,普照寺占地面积较大，后方有山，不远处有泉眼，紧挨着村落，但电路设备陈旧，地下还有自来水管道。周围环境总体较复杂。因此需要借助BIM技对普照寺周围的水文特征和环境信息进行记录整合，进而设计出最合理的修缮方案。

2.3在普照寺修复工程施工阶段的应用

（1）建立完整管理体系，实时动态监控施工过程

在普照寺修缮工程施工维护的阶段,主要是的目标导向是古建筑普照寺的维护,通过把项目前期设计好的古建筑立体模型、施工维护阶段的人员信息、施工的场地环境信息进行有效整合进行,形成一个完整的管理体系。首先BIM系统在运行的过程中,可以通过施工现场实时接收动态信息到的传感器来收集捕捉普照寺的施工设备的能耗信息、温度和湿度的总体分布信息，甚至还能采集到施工过程中节能诊断和危险报警方面的信息数据。因此BIM技术可以利用三维模型对普照寺修缮过程进行实时动态监控。此外BIM技术甚至可以追溯普照寺的历史,模拟出普照寺未来的发展动态，继而对普照寺进行全方位的保护。

（2）辅助安全检查，提高检查工作的效率

BIM技术同样可以在施工中安全生产方面起到强大的辅助作用，施工人员可以使用BIM信息管理系统随时关注施工动态，并通过系统的个人终端上传每天的施工记录,这些记录将自动保存到数据库。当工程安全员抽查施工安全时，可以直接利用BIM信息管理系统日常采集保存的施工现场动态数据以及施工人员提交的施工记录结合日期表进行检查，进一步提升安全检查工作的准确性和效率性。

3 结语

BIM技术对古建筑的修缮和保护具有很强的积极指导作用。它可以整合各种现代信息技术手段,进而快速建立古建筑的三维动态模型和信息数据库。能够对历史建筑的维护和传承起到重要的辅助作用。BIM技术凭借其强大的的信息集成优势,其辅助作用可以贯穿整个古建筑修缮过程。包括模型设计、工程施工、修复和后期改进等工作。先进的三维动态信息数据库,可以有效及时的采集和保存完整的工程信息数据，帮助施工单位，安全管理人员等多方工作人员提高工作效率。此次普照寺修缮工程采取了以BIM技术为核心的管理系统大大地提高了工程效率，不仅缩短了工期，同时节约了20%的施工成本。该案例作为基于BIM技术的古建筑修缮的成功项目，在古建修缮的道路上迈出重要的一步，并为今后古建筑的修缮工作提供了珍贵的参考意见与价值。

参考文献

[1]刘恒. 基于BIM技术的古建筑修复能耗评价体系研究[D].山东大学,2019.

[2]潘超.绿色发展背景下基于BIM技术的建筑工业化发展路径研究[D].山东建筑大学,2020.

[3]吴迪迪. 基于BIM技术的施工阶段应用研究[D].吉林建筑大学,2017.

[4]陈磊.古建筑修复工程现存问题及应对策略分析[J].建筑技术,2018,21(05):17-18

第一作者：张子怡（2000-），女，内蒙古自治区，汉，本科，内蒙古工业大学建筑学院2019级学生。作者单位：内蒙古工业大学   内蒙古自治区呼和浩特市 010050

第二作者：王祎晨（2000-），女，河北省，汉，本科，内蒙古工业大学建筑学院2018级学生。作者单位：内蒙古工业大学  内蒙古自治区呼和浩特市 010050

第三作者：葛众（2001-），男，内蒙古自治区，汉，本科，内蒙古工业大学建筑学院2019级学生。作者单位：内蒙古工业大学    内蒙古自治区呼和浩特市 010050

第四作者：王鑫宇（2000-），男，内蒙古自治区，汉，本科，内蒙古工业大学建筑学院2019级学生。作者单位：内蒙古工业大学   内蒙古自治区呼和浩特市 010050