基于BIM古建筑信息管理平台的构建

黄如寤 邓朗妮

摘要：我国的古建筑是我国独有的建筑体系，现存的古建筑大多历史悠久且历经多次修缮，如何保护好古建筑的物理结构和历史文化信息是古建筑保护的两个重点。本文提出了基于BIM的古建筑保护综合应用，通过BIM技术建立古建筑信息模型，并在古建筑信息管理平台上按信息深度关联古建筑的几何物理信息，历史文化信息，健康监测数据等，实现了古建筑物理结构保护和历史信息保护的信息化。

关键词：BIM；古建筑；信息管理

中图分类号：TU 201[HTH]文献识别码：[HT]A

我国古代建筑是我国乃至世界历史文化遗产中的瑰宝，是人类文明的结晶。现存的古建筑在历史、文化、艺术和科学研究等领域都有很大的研究价值。

BIM技术具有全生命周期、可视化和可协同的特点，将BIM技术应用于古建筑的管理维护和保护的研究具有很大的价值和意义。目前，国内对BIM在古建筑保护中的应用主要集中在记录古建筑生命周期的信息方法[2]和古建筑三维整体模型，局部模型[3]的建立等方面，而基于BIM的古建筑健康监测系统的研究还刚刚起步。本文提出利用BIM技术建立古建筑信息管理平台，基于古建筑信息模型综合管理古建筑的几何物理信息，历史文化信息，健康监测信息，为古建筑的保护、修缮和复原以及古建筑的文化研究提供精确的信息。

1 古建筑信息分类

1.1 古建筑信息分类

古建筑单体建筑形式多种多样，单屋顶就有庑殿顶、歇山顶、悬山顶、硬山顶、盔顶等式样，不同的构件通过榫卯拼接装配成不同的建筑形式。科学合理的对信息进行分类是按类别存储信息的前提，为方便信息管理将古建筑构造信息统一划分为：几何信息，主要是古建筑构件的尺寸信息；非几何信息，主要记载构件的基本情况，如图片、构件类别、彩绘等。

1.2 建立古建筑构件库

古建筑构件库的建立是实现构件装配的前提，标准化信息平台的创建使构件库的创建成为可能。通过对古建筑形制特征及装配规则的研究，分析古建筑构件信息的构成并对其进行分类编码，以信息添加的深度为基础实现构件信息的标准化，从而方便信息的重用及标准信息的量化提取，不断完善标准化信息平台的建设。

1.3 古建筑信息标准化

BIM实施中，标准的制定很重要。 信息标准化主要包括编码、分类、关键信息标准等，一套合适的命名标准、一套按标准建立的族库，可保证BIM构件的检索和快速定位，尽量避免误检、漏检。

2 古建筑信息模型创建

2.1 古建筑几何模型

古建筑因其结构复杂的特点，建模较常规现代建筑更为复杂。现阶段古建筑的建模手段主要有基于三维数字技术的参数化建模和基于三维激光扫描技术得到的点云经降噪、拼接等处理获得模型。

通过Revit建立古建筑几何模型，古建筑构件库是关键。因为古建筑结构构件多为不规则构件，常规族库中几乎没有能够直接套用的族，所以将古建筑的常用部件建立对应的参数化族，按结构特点和部位建立古建筑构件库是实现古建筑快速建模的关键，建筑构件管理平台如图1所示。

2.2 古建筑模型信息扩展

古建筑年代久远，信息丢失严重，而需要记录的修缮历史，彩绘浮雕等历史文化信息又非常多，所以信息的留存、扩展和关联是古建筑信息模型的一项重要内容。

Revit二次开发+SQL serve建立的古建筑构建信息数据库采用SQL语句和RevitAPI提供的类和方法不仅可以实现可视化信息管理，并且可以实现自动化智能化的信息集成和信息交互。SQL 数据库可以即时调用数据，主要用于海量数据的管理和维护，是数据管理与维护不可或缺的工具[6]。

此外，Navisworks自带的Datatool工具也可以关联excel文件存储的参数或者SQL数据库，这种方法比较简单，实现难度较低，缺点是难以自动化修改数据，可以实现较为简单的功能。Navisworks连接数据库界面如图2所示：

3 古建筑信息化管理平台

基于古建筑数据量大，数据类型较多的特点，需要建立古建筑构件参数化信息管理平台以有效的管理和修改、更新这些数据。通过古建筑构件信息模型管理平台标准化地记录古建筑构件信息可以实现古建筑关键信息的量化提取，对古建筑各类信息的分类管理。通过对模型信息的存档和更新，可以实现信息模型与实际建筑实时对应。

3.1 古建筑的物理信息管理

古建筑的物理信息包含构件的几何尺寸和物理力学性能，这类信息都是数字信息，管理难度较小，通过revit自带的共享参数功能即可实现一一对应的管理。

3.2 古建筑的历史文化信息

古建筑的历史文化信息包含古建筑的修建历史，相关文献，彩绘浮雕，形制研究材料等，种类最多，包含文字、图片、文档和历史模型等，类别最多，结合信息管理平台实现高效管理的意义最大。

3.3 古建筑的健康监测信息

要在BIM平台下监测古建筑结构健康状况，需要将监测信息导入到信息模型并关联相关构件，实现构件级的信息管理。为了更好的利用古建筑信息管理平台，还应对古建筑各相关单位设置不同的权限，对访问的信息深度做出限制[7]，如图3所示。

图3 基于BIM的古建筑信息管理平台

4 结语

本文提出了了BIM技术在古建筑领域综合应用的方案，通过BIM技术建立古建筑信息模型，并在此基础上开发古建筑信息管理平台可以实现古建筑多种类信息的有效管理，为古建筑运营维护和物理实体管理、历史文化信息管理提供了可靠的信息化手段。对实现我国古建筑管理的信息化和智能化较大的意义和价值。

参考文献：

[1]丁北斗，崔杰，陈洁，彭康佑，王武斌.结构健康监测系统及其在工程上的应用[J].徐州工程学院学报（自然科学版），2017，32（02）：7276.

[2]江東凯，周占学.BIM技术在古建筑保护中的应用现状[J].河北建筑工程学院学报，2016，34（01）：3135.

[3]欧阳宏.故宫古建筑三维数字化建模方法研究[J].北京联合大学学报（自然科学版），2015，29（03）：1014.

[4]王茹，韩婷婷.基于 BIM 的古建筑构件信息分类编 码标准化管理研究[J].施工技术，2015，44（24）： 105109.

[5]索俊锋，刘勇，蒋志勇，郑海晨.基于三维激光扫描点云数据的古建筑建模[J/OL].测绘科学，2017，42（03）：179185.

[6]付海丽，邓伦强，王希锋.SQL数据库的构建与管理维护[J].网络安全技术与应用，2015，（04）：21+25.

[7]叶轩，赵捷.基于BIM的古建筑健康监测系统[J].福建建设科技，2018（01）：46.