朱海珍，徐東升，杜鵬飛

（廊坊師范學(xué)院，河北廊坊 065000）

BIM在古建筑測(cè)繪中的應(yīng)用研究

朱海珍，徐東升，杜鵬飛

（廊坊師范學(xué)院，河北廊坊 065000）

針對(duì)傳統(tǒng)的古建筑測(cè)繪完成后應(yīng)用CAD繪圖效率較低、容易出錯(cuò)、修改工作量大的問題，提出以測(cè)繪建筑構(gòu)件、梁架及屋面構(gòu)件的新的測(cè)繪方法，并應(yīng)用BIM軟件通過族文件來建構(gòu)古建筑信息模型，提高了古建筑測(cè)繪的效率，使測(cè)繪成果的表達(dá)更直觀、深入，促進(jìn)了古建筑檔案管理的系統(tǒng)化發(fā)展。研究結(jié)果可以廣泛應(yīng)用于古建筑測(cè)繪當(dāng)中。

BIM；古建筑測(cè)繪；古建筑信息模型；族

0 引言

自20世紀(jì)20年代，我國學(xué)者開始了中國古建筑的調(diào)查及測(cè)繪研究，主要采用手工測(cè)量的方式得到數(shù)據(jù)，應(yīng)用繪圖板、丁字尺等工具完成建筑物的平、立、剖面等一系列圖紙。自20世紀(jì)80年代至今，古建筑制圖開始應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)制圖，這一過程極大地提高了古建筑制圖的效率和精準(zhǔn)度，但在圖紙表達(dá)、圖形信息價(jià)值等方面仍存在很多不足。在現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及制圖軟件逐步發(fā)展的今天，BIM（Building Information Modeling，即建筑信息模型）以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能、標(biāo)準(zhǔn)化的建模方式以及對(duì)模型的全方位管理等先進(jìn)技術(shù)為建筑制圖開啟了新的大門。基于此，我們提出以現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器配合手工測(cè)量的方法，并應(yīng)用BIM軟件完成古建筑信息模型的建立，是具有可行性的。

1 古建筑測(cè)繪信息采集對(duì)象及方式

1.1測(cè)繪對(duì)象——河北廊坊霸州格達(dá)村戲樓

該戲樓位于河北省廊坊市霸州堂二里鎮(zhèn)格達(dá)村中央偏南位置，位于陳氏祠堂南，坐南朝北，與祠堂相對(duì)而望。戲樓建于1936年，原為陳氏家族祭祖時(shí)進(jìn)行演出而建。戲臺(tái)高1.5米，分前臺(tái)、后臺(tái)。前臺(tái)面闊5.3米，進(jìn)深5.6米；后臺(tái)面闊13.5米，進(jìn)深4.6米。前臺(tái)為六檁卷棚懸山式屋頂，后臺(tái)為五檁硬山式屋頂。平面前檐柱兩根，中間檐柱為四根，其中中間兩根為懸山與硬山木構(gòu)共用，后檐柱四根，共十根柱子。懸山部分分別施頂梁、四架梁、六架梁，硬山部分施三架梁、五架梁。

1.2 控制測(cè)量

在本次測(cè)繪中，主要應(yīng)用全站儀來測(cè)量建筑物的控制性尺寸，并應(yīng)用其懸高測(cè)量的功能完成建筑立面上控制點(diǎn)高度的測(cè)量。同時(shí)，在確定柱網(wǎng)時(shí)，應(yīng)用激光標(biāo)線儀來精確測(cè)量柱網(wǎng)，在測(cè)量室內(nèi)的總長(zhǎng)、梁架距地面的高度尺寸時(shí)，應(yīng)用手持式激光測(cè)距儀來完成測(cè)量數(shù)據(jù)的采集。

1.3 細(xì)部測(cè)量

在本次測(cè)繪中，古建筑構(gòu)件的大部分信息仍通過手工測(cè)量得到，但測(cè)繪思路與傳統(tǒng)測(cè)繪有所不同。改變了過去以建筑平面圖、立面圖等圖紙為核心的測(cè)繪思路，改為按照古建筑本身建筑時(shí)的次序，以古建筑構(gòu)件為核心的測(cè)繪方式。在完成古建筑控制尺寸的測(cè)繪之后，對(duì)于簡(jiǎn)單的建筑構(gòu)件如柱子、梁架等，可在手工測(cè)量同時(shí)完成模型的搭建；而對(duì)于較為復(fù)雜的構(gòu)件，如斗拱等，仍然需要繪制測(cè)稿輔助測(cè)量，再以此為基礎(chǔ)完成信息模型的構(gòu)建。這樣，測(cè)量的數(shù)據(jù)可以直接記錄在三維形體上，從而減少漏測(cè)、錯(cuò)測(cè)及異形構(gòu)件的投影發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)率。

2 古建筑三維信息模型構(gòu)建

2.1 研究思路

我國清代古建筑的一個(gè)重要特點(diǎn)是模數(shù)制和定型化，古建筑形制分為大小式，大式以斗口為模數(shù)，小式以檐柱徑為模數(shù)。本次研究的測(cè)繪對(duì)象是清代小式建筑，研究方法為通過測(cè)繪手段得到各構(gòu)件的尺寸，分析構(gòu)件尺寸與柱徑之間的比例和計(jì)算關(guān)系，形成一個(gè)模數(shù)尺寸體系，從而實(shí)現(xiàn)古建筑構(gòu)件參數(shù)化建模，再進(jìn)一步完成該古建筑的三維信息模型。

2.2 控制尺寸的建立

本研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容是研究廊坊地區(qū)清代小式建筑的模數(shù)尺寸體系，因此，研究中將建立測(cè)繪對(duì)象的理想模型。建立理想模型的第一步，同時(shí)也是最為關(guān)鍵的一步是確定其控制尺寸。控制尺寸主要包括建筑的標(biāo)高、軸網(wǎng)等參考標(biāo)準(zhǔn)，即建筑的開間、進(jìn)深、高度等整體信息?？刂瞥叽缡墙⒐沤ㄖＰ偷幕A(chǔ)，之后所建立的一切主要建筑構(gòu)件都將與控制尺寸有直接或間接的關(guān)系，因此在確立控制尺寸時(shí)應(yīng)當(dāng)格外注意，選取的數(shù)據(jù)應(yīng)清晰、完整。由于建筑破損、形變等原因，造成同一尺寸在不同位置量取時(shí)產(chǎn)生偏差的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此最好的解決辦法是控制尺寸，一旦確立則盡量不變動(dòng)，其他局部尺寸則根據(jù)控制尺寸來進(jìn)行調(diào)整。軸網(wǎng)的設(shè)立如圖1所示。

圖1 軸網(wǎng)的設(shè)立

2.3 族的規(guī)劃分類與建立

確立控制尺寸后，則開始建立各部分構(gòu)件的模型，并完成搭建。本文應(yīng)用Revit Architecture軟件完成測(cè)繪對(duì)象的參數(shù)化建模。族的規(guī)劃分類是研究的第一步，根據(jù)本次測(cè)繪的對(duì)象，將該模型中的古建筑構(gòu)件分為臺(tái)基、柱類、梁架、椽子、望板、墻體、屋頂幾個(gè)大類。明確了各部分建筑構(gòu)件的族類別之后，就可以開始族的搭建。Revit Architecture中族的建立依據(jù)軟件提供的樣板建立或是在軟件原有族的基礎(chǔ)上修改而成，完成的模型見圖2。

圖2 戲樓的REVIT模型圖

3 結(jié)語

BIM在古建筑測(cè)繪中的應(yīng)用，對(duì)提高古建筑測(cè)繪的效率有很大的作用。BIM對(duì)古建筑構(gòu)件的精確記錄為古建筑的研究及保護(hù)提供了豐富準(zhǔn)確的研究資料；BIM對(duì)古建筑構(gòu)件的三維展示更直觀地展現(xiàn)了古建筑的面貌；BIM強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能為古建筑構(gòu)件進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)與分類等。總之，BIM的參數(shù)化特質(zhì)為古建筑的研究工作提供了多方面的便利與工作思路。

本研究中所構(gòu)建的古建筑信息模型還存在很多不足之處，如古建筑某些構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的的表達(dá)不夠精細(xì)和精確，有待于后續(xù)的深入研究。

［1］馬炳堅(jiān).中國古建筑木作營(yíng)造技術(shù)（第二版）［M].北京：科學(xué)出版社，2003.

［2］劉大可.中國古建筑瓦石營(yíng)法［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

［3］王其亨.古建筑測(cè)繪［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［4］朱磊.中國古代早期木結(jié)構(gòu)建筑信息模型（BIM）建構(gòu)的實(shí)踐分析［D］.天津：天津大學(xué)，2012.

［5］王茹.古建筑數(shù)字化及三維建模關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.西安：西北大學(xué)，2010.

［6］孫偉超.BIM技術(shù)應(yīng)用于古建筑測(cè)繪的優(yōu)勢(shì)［C］//數(shù)字化視野下的圓明園，2010.

Research on the Application of BIM in Ancient Building Surveying and Mapping

ZHU Hai-zhen，XU Dong-sheng，DU Peng-fei
（Langfang Teachers University，Langfang 065000，China）

As a traditional method，CAD drawing is inefficient for ancient building surveying and mapping，prone to make mistakes and associates with lots of modification.Aiming at these problems，this paper puts forward a new mapping method for surveying building component，beam and roof.It makes ancient building information model by using the family files of BIM software，thereby improving the efficiency of ancient building mapping，making much more visualized and in-depth expression，and promoting the systematized development for ancient building archive management.The research results can be widely used in the ancient building surveying and mapping.

BIM；ancient building surveying and mapping；ancient building information model；family

K928.71

A

1674-3229（2017）04-0090-03

2017-09-12

廊坊市科技局課題“基于BIM廊坊古建筑信息模型建立研究”（2015013017）

朱海珍（1980-），女，碩士研究生，廊坊師范學(xué)院建筑工程學(xué)院講師，研究方向：古建筑測(cè)繪。