BIM在古建筑测绘中的应用研究

朱海珍，徐东升，杜鹏飞

（廊坊师范学院，河北廊坊 065000）

BIM在古建筑测绘中的应用研究

朱海珍，徐东升，杜鹏飞

（廊坊师范学院，河北廊坊 065000）

针对传统的古建筑测绘完成后应用CAD绘图效率较低、容易出错、修改工作量大的问题，提出以测绘建筑构件、梁架及屋面构件的新的测绘方法，并应用BIM软件通过族文件来建构古建筑信息模型，提高了古建筑测绘的效率，使测绘成果的表达更直观、深入，促进了古建筑档案管理的系统化发展。研究结果可以广泛应用于古建筑测绘当中。

BIM；古建筑测绘；古建筑信息模型；族

0 引言

自20世纪20年代，我国学者开始了中国古建筑的调查及测绘研究，主要采用手工测量的方式得到数据，应用绘图板、丁字尺等工具完成建筑物的平、立、剖面等一系列图纸。自20世纪80年代至今，古建筑制图开始应用CAD软件进行计算机制图，这一过程极大地提高了古建筑制图的效率和精准度，但在图纸表达、图形信息价值等方面仍存在很多不足。在现代测绘技术及制图软件逐步发展的今天，BIM（Building Information Modeling，即建筑信息模型）以其强大的数据库功能、标准化的建模方式以及对模型的全方位管理等先进技术为建筑制图开启了新的大门。基于此，我们提出以现代测量仪器配合手工测量的方法，并应用BIM软件完成古建筑信息模型的建立，是具有可行性的。

1 古建筑测绘信息采集对象及方式

1.1测绘对象——河北廊坊霸州格达村戏楼

该戏楼位于河北省廊坊市霸州堂二里镇格达村中央偏南位置，位于陈氏祠堂南，坐南朝北，与祠堂相对而望。戏楼建于1936年，原为陈氏家族祭祖时进行演出而建。戏台高1.5米，分前台、后台。前台面阔5.3米，进深5.6米；后台面阔13.5米，进深4.6米。前台为六檩卷棚悬山式屋顶，后台为五檩硬山式屋顶。平面前檐柱两根，中间檐柱为四根，其中中间两根为悬山与硬山木构共用，后檐柱四根，共十根柱子。悬山部分分别施顶梁、四架梁、六架梁，硬山部分施三架梁、五架梁。

1.2 控制测量

在本次测绘中，主要应用全站仪来测量建筑物的控制性尺寸，并应用其悬高测量的功能完成建筑立面上控制点高度的测量。同时，在确定柱网时，应用激光标线仪来精确测量柱网，在测量室内的总长、梁架距地面的高度尺寸时，应用手持式激光测距仪来完成测量数据的采集。

1.3 细部测量

在本次测绘中，古建筑构件的大部分信息仍通过手工测量得到，但测绘思路与传统测绘有所不同。改变了过去以建筑平面图、立面图等图纸为核心的测绘思路，改为按照古建筑本身建筑时的次序，以古建筑构件为核心的测绘方式。在完成古建筑控制尺寸的测绘之后，对于简单的建筑构件如柱子、梁架等，可在手工测量同时完成模型的搭建；而对于较为复杂的构件，如斗拱等，仍然需要绘制测稿辅助测量，再以此为基础完成信息模型的构建。这样，测量的数据可以直接记录在三维形体上，从而减少漏测、错测及异形构件的投影发生错误的机率。

2 古建筑三维信息模型构建

2.1 研究思路

我国清代古建筑的一个重要特点是模数制和定型化，古建筑形制分为大小式，大式以斗口为模数，小式以檐柱径为模数。本次研究的测绘对象是清代小式建筑，研究方法为通过测绘手段得到各构件的尺寸，分析构件尺寸与柱径之间的比例和计算关系，形成一个模数尺寸体系，从而实现古建筑构件参数化建模，再进一步完成该古建筑的三维信息模型。

2.2 控制尺寸的建立

本研究的一项重要内容是研究廊坊地区清代小式建筑的模数尺寸体系，因此，研究中将建立测绘对象的理想模型。建立理想模型的第一步，同时也是最为关键的一步是确定其控制尺寸。控制尺寸主要包括建筑的标高、轴网等参考标准，即建筑的开间、进深、高度等整体信息。控制尺寸是建立古建筑模型的基础，之后所建立的一切主要建筑构件都将与控制尺寸有直接或间接的关系，因此在确立控制尺寸时应当格外注意，选取的数据应清晰、完整。由于建筑破损、形变等原因，造成同一尺寸在不同位置量取时产生偏差的现象经常发生，因此最好的解决办法是控制尺寸，一旦确立则尽量不变动，其他局部尺寸则根据控制尺寸来进行调整。轴网的设立如图1所示。

图1 轴网的设立

2.3 族的规划分类与建立

确立控制尺寸后，则开始建立各部分构件的模型，并完成搭建。本文应用Revit Architecture软件完成测绘对象的参数化建模。族的规划分类是研究的第一步，根据本次测绘的对象，将该模型中的古建筑构件分为台基、柱类、梁架、椽子、望板、墙体、屋顶几个大类。明确了各部分建筑构件的族类别之后，就可以开始族的搭建。Revit Architecture中族的建立依据软件提供的样板建立或是在软件原有族的基础上修改而成，完成的模型见图2。

图2 戏楼的REVIT模型图

3 结语

BIM在古建筑测绘中的应用，对提高古建筑测绘的效率有很大的作用。BIM对古建筑构件的精确记录为古建筑的研究及保护提供了丰富准确的研究资料；BIM对古建筑构件的三维展示更直观地展现了古建筑的面貌；BIM强大的数据库功能为古建筑构件进行系统的统计与分类等。总之，BIM的参数化特质为古建筑的研究工作提供了多方面的便利与工作思路。

本研究中所构建的古建筑信息模型还存在很多不足之处，如古建筑某些构件节点的的表达不够精细和精确，有待于后续的深入研究。

［1］马炳坚.中国古建筑木作营造技术（第二版）［M].北京：科学出版社，2003.

［2］刘大可.中国古建筑瓦石营法［M］.北京：中国建筑工业出版社，2015.

［3］王其亨.古建筑测绘［M］.北京：中国建筑工业出版社，2006.

［4］朱磊.中国古代早期木结构建筑信息模型（BIM）建构的实践分析［D］.天津：天津大学，2012.

［5］王茹.古建筑数字化及三维建模关键技术研究［D］.西安：西北大学，2010.

［6］孙伟超.BIM技术应用于古建筑测绘的优势［C］//数字化视野下的圆明园，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

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

朱海珍（1980-），女，硕士研究生，廊坊师范学院建筑工程学院讲师，研究方向：古建筑测绘。