基于BIM的古建筑元素與現(xiàn)代建筑融合設(shè)計(jì)

蘇晗　王麗和　鄧寅龍　趙鵬飛　楊越嵐　徐東升　杜鵬飛　田莉梅

【摘? ?要】? ?中國(guó)傳統(tǒng)建筑是現(xiàn)代建筑藝術(shù)的基石，具有民族特色和科學(xué)研究?jī)r(jià)值。通過BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)代建筑進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，在建筑的內(nèi)外裝修中加入古代建筑元素，將古建筑門窗制式、油漆彩繪以及古建工藝等歷史文化元素融入到BIM模型中，創(chuàng)新具有歷史文化元素和時(shí)代特色的建筑作品，打造獨(dú)特風(fēng)格的城市建筑。

【關(guān)鍵詞】? ?BIM技術(shù);古建筑元素;現(xiàn)代建筑;融合

Design Research on the Integration of Ancient Building Elements

and Existing Buildings Based on BIM

Su Han， Wang Lihe， Deng Yinlong， Zhao Pengfei， Yang Yuelan，?Xu Dongsheng， Du Pengfei， Tian Limei

（Langfang Normal University， Langfang 065000， China）

【Abstract】? ? Traditional Chinese architecture is the foundation of modern architectural art， with national characteristics and scientific research value.Through BIM technology， the modern buildings are modeled and designed， the interior and exterior decoration of the building is integrated with the ancient architectural elements， and the history and culture of the ancient building doors and windows， painting and ancient architectural technology are integrated into the BIM model， so as to create architectural works with historical elements and characteristics of the times， to create a unique urban architectural style.

【Key words】? ? ?BIM technology; ancient architectural elements; modern architecture;integration

〔中圖分類號(hào)〕? K928.71? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕 1674 - 3229（2022）02- 0083 - 03

0? ? ?引言

通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，截至2021年6月，在中國(guó)知網(wǎng)以“BIM技術(shù)、傳統(tǒng)建筑、現(xiàn)代建筑”為檢索條件在總庫(kù)中進(jìn)行檢索，查到關(guān)于現(xiàn)代建筑的發(fā)文量為13篇，BIM技術(shù)的文獻(xiàn)為3篇，傳統(tǒng)建筑的發(fā)文量5篇。這些文獻(xiàn)多以計(jì)算機(jī)技術(shù)為手段，重點(diǎn)研究教學(xué)信息化建設(shè)。針對(duì)BIM技術(shù)與傳統(tǒng)建筑文化相結(jié)合的數(shù)字化模型的建立研究相對(duì)較少且層次不高，研究成果在專業(yè)上呈現(xiàn)單一性。本文將BIM 技術(shù)與傳統(tǒng)建筑文化有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)BIM三維虛擬建造和實(shí)景展示，打造特色建筑，將現(xiàn)代建筑賦予更新、更具時(shí)代特色的文化內(nèi)涵。通過對(duì)實(shí)體建筑的建模、文化植入和三維實(shí)景漫游，探索具有時(shí)代特色、歷史文化特點(diǎn)的現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)方案。

1? ? ?BIM技術(shù)的應(yīng)用

1.1? ?BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

建筑信息化模型（BIM）技術(shù)可用于工程建設(shè)設(shè)計(jì)階段、施工階段和后期管理，集方案屬性、產(chǎn)品建造相關(guān)信息和運(yùn)營(yíng)管理于一身，對(duì)工程建造的安全、經(jīng)濟(jì)和管理有著極大優(yōu)越性，因此在大型復(fù)雜的工程項(xiàng)目中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于設(shè)計(jì)施工和項(xiàng)目后期運(yùn)維管理的優(yōu)越性也愈來(lái)愈明顯。一些學(xué)者[1-2]對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的建筑物，通過行業(yè)內(nèi)廣泛使用的算量軟件和BIM軟件進(jìn)行建模，對(duì)影響工程量計(jì)算精度的因素進(jìn)行深入分析，查找項(xiàng)目設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題并進(jìn)行探討和提出解決思路，為項(xiàng)目的精細(xì)化管理提供參考。

1.2? ?BIM技術(shù)在古建筑建模中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在工程建設(shè)中具有突出的優(yōu)越性，因而逐漸被業(yè)界所接受，并不斷地開發(fā)創(chuàng)新應(yīng)用范圍和手段[3-4]。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部防災(zāi)研究中心與中國(guó)建筑科學(xué)研究院科技發(fā)展研究院所聯(lián)合主編的《歷史建筑保護(hù)性加固案例-砌體結(jié)構(gòu)冊(cè)》一書，將BIM 技術(shù)應(yīng)用在歷史建筑砌體結(jié)構(gòu)保護(hù)性加固中，以工程具體案例為對(duì)象，從全新的視角為讀者闡述理論與實(shí)踐相結(jié)合的BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用，探討了BIM 在歷史建筑信息采集和模型建立方面的經(jīng)驗(yàn)方法，為讀者更好地了解和保護(hù)歷史建筑提供了新思路。

2? ? ?現(xiàn)代建筑中應(yīng)用BIM模型進(jìn)行多元素融合設(shè)計(jì)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)逐漸流行復(fù)古風(fēng)潮[5-7]，無(wú)論是公共建筑還是民用住宅建筑，室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)和家居設(shè)計(jì)涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的作品，展現(xiàn)出古建與現(xiàn)建文化的多元素混搭的精彩效果。這些設(shè)計(jì)都是以實(shí)體形式展現(xiàn)出來(lái)的。本文從建筑裝飾和門窗構(gòu)件入手，選擇文化特色鮮明的古建元素，例如：隔扇及平開窗樣式（圖1、圖2）、梁柱油漆彩畫等，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)手段，將自然科學(xué)與人文科學(xué)完美融合到BIM模型中，創(chuàng)新建筑文化。通過BIM模型實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑與中國(guó)古建筑文化相融合，建立獨(dú)具特色的設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行虛擬建造和三維實(shí)景漫游。12594973-637A-4385-89E4-A805B4CFF275

2.1? ?古建筑裝飾構(gòu)件的BIM模型載入

現(xiàn)代建筑在內(nèi)外裝修上可以采用中國(guó)傳統(tǒng)建筑元素，將傳統(tǒng)建筑原型中的門、窗、柱、梁、屋頂?shù)裙沤ㄖ?gòu)件和外裝飾提取進(jìn)行BIM建模，應(yīng)用于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)，如圖3所示。以屋頂為例，可以將古建筑屋頂樣式整理和抽象、概括和提煉、簡(jiǎn)化和升華之后應(yīng)用到現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到展現(xiàn)濃郁中國(guó)傳統(tǒng)建筑文化的設(shè)計(jì)特色，拓展現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的思路。

2.2? ?古建筑油漆彩繪和古建文化與BIM模型的融合

從建筑形態(tài)、建筑登記和使用功能的角度來(lái)看，中國(guó)傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)對(duì)色彩的要求比較嚴(yán)格且色彩鮮明，無(wú)論是建筑外裝飾還是室內(nèi)設(shè)計(jì)，古建元素的油漆彩繪從視覺上都會(huì)讓觀者感到震撼。本項(xiàng)目從實(shí)踐創(chuàng)新的角度出發(fā)，在不違背古建筑設(shè)計(jì)和色彩使用的原則和規(guī)定前提下，通過BIM材質(zhì)建模設(shè)計(jì)將古建元素信息寫入BIM模型，將古建筑檐廊油漆彩繪仿真渲染應(yīng)用于現(xiàn)代建筑的內(nèi)外裝飾設(shè)計(jì)中（圖4），使觀者通過建筑信息模型，直觀欣賞古建元素設(shè)計(jì)和閱讀古建筑歷史文化，從而對(duì)古建筑文化有更深入的解讀，這對(duì)弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化有重要意義。

2.3? ?VR三維實(shí)景漫游

根據(jù)不同的BIM模型需要展示的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)不同，采取不同的漫游路徑，基于BIM的數(shù)字信息錄入，將古建元素的文化信息植入模型，將漫游路徑與古建元素信息的植入點(diǎn)相連接，建立行走路線，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑與古建元素融合的展示、查詢與場(chǎng)景漫游。在三維場(chǎng)景中，可以根據(jù)要達(dá)到的展示效果進(jìn)行重點(diǎn)場(chǎng)景和一般場(chǎng)景的漫游視頻錄制。將三維實(shí)景漫游模型通過展示網(wǎng)，以掃描二維碼的方式供讀者360度全方位進(jìn)行瀏覽和觀摩，達(dá)到古建設(shè)計(jì)與歷史文化宣傳、展示的效果。

3? ? ?結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)能夠提高建筑行業(yè)信息化管理水平，利用BIM技術(shù)將古建元素與現(xiàn)建融合，對(duì)提高學(xué)生創(chuàng)新能力有非常大的幫助，開拓了學(xué)生思維方式，拓展了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。

通過創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練，使設(shè)計(jì)者對(duì)歷史文化有了更深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)傳統(tǒng)建筑的保護(hù)和文化傳承起到了促進(jìn)作用，對(duì)加強(qiáng)大學(xué)生文化保護(hù)意識(shí)，弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)建筑文化，高校培養(yǎng)德育和智育雙高人才均起到了推動(dòng)和促進(jìn)作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 田莉梅， 徐東升， 張景華，等. 基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目精細(xì)化管理[J]. 施工技術(shù)， 2018， 47（S4）：934-936.

[2] 楊麗田，趙志曼，何濟(jì)源.基于BIM技術(shù)的工程施工階段精細(xì)化管理[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2020，20（1）：160-165.

[3] 孫偉超. 基于Revit Architecture的古建筑信息模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探[D]. 天津：天津大學(xué)， 2011.

[4] 劉昊. 基于點(diǎn)云的古建筑信息模型（BIM）建立研究[D].北京：北京建筑大學(xué)， 2014.

[5] 陳恭錦. 論中國(guó)古代建筑元素在現(xiàn)代設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用——小議人民大會(huì)堂三樓大廳與澳門廳設(shè)計(jì)[J]. 科技資訊， 2010 （12）：78.

[6] 楊雪錚.中國(guó)古代建筑元素對(duì)現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)中的影響[J].中國(guó)文藝家，2018（3）：162.

[7] 施愛芹.中國(guó)古代建筑裝飾元素在現(xiàn)代包裝中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].建筑與文化，2014（2）：192-195.12594973-637A-4385-89E4-A805B4CFF275