姜磊

摘要：本文以漢瑤民族建筑修復及新建項目對裝配式建筑預制構件的需求問題為導向，論述漢瑤民族建筑對歷史研究和民族文化研究具有極其重要的意義，為快速和有效地修復和新建漢瑤民族建筑，調(diào)查研究現(xiàn)有的漢瑤民族建筑構件形狀、文化內(nèi)涵及其破損情況，以BIM技術和裝配式建筑技術為主要手段對現(xiàn)有的漢瑤民族建筑構件進行設計和預制，并將預制構件應用于漢瑤民族建筑中新建與修復中，其研究方法對民族建筑傳承和發(fā)展具有極其重要意義。

Abstract： This article takes the Han-Yao ethnic building restoration and the demand for prefabricated building components for new construction projects as the guide， and discusses that Han-Yao ethnic buildings are of great significance to historical research and ethnic culture research. In order to quickly and effectively repair and build Han-Yao ethnic buildings， this paper investigates the shape， cultural connotation and damage of existing Han-Yao ethnic building components， uses BIM technology and prefabricated building technology as the main means to design and prefabricate the architectural components， and applies the prefabricated components to the new construction and restoration of Han-Yao ethnic architecture. The research method is of great significance to the heritage and development of ethnic architecture.

關鍵詞：漢瑤民族建筑;裝配式建筑;BIM

Key words： Han-Yao ethnic architecture;prefabricated architecture;BIM

中圖分類號：TU17;TU741 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）01-0203-03

0 ?引言

漢瑤民用建筑及其他類型的建筑，都是漢瑤族先在特定的自然環(huán)境和社會歷史條件下，為滿足居住生活和精神生活的需要而發(fā)明、營造的，是人類文明的重要成果。其發(fā)明和營造的過程，實際上就是文化的創(chuàng)造與積累的過程，保護和修復漢瑤族先留下來的建筑便是對其文化的傳承和發(fā)揚。隨著時代的變遷，漢瑤族傳統(tǒng)習俗的繼承已趕不上新文化浪潮的沖擊，特別地瑤族人口數(shù)量較少，力量較弱，民族文化面臨的威脅極大。文化習俗是流動的，但是老祖宗留下的建筑是永恒的。盡管日常生活中不會經(jīng)常道起我們的傳統(tǒng)文化，但當我們在看到漢瑤民族建筑時，還是會想起華夏歷史、華夏文化。另外，漢瑤民族建筑也是我國考古學和文化研究所用來發(fā)現(xiàn)古文化、保護古文化等的重要依據(jù)。

漢瑤民族建筑是漢瑤民族文化的載體，我們往往通過游玩漢瑤民族建筑來感受該民族、該地域的歷史和文化。一個時代的漢瑤民族建筑會帶有該時代的漢瑤建筑不同的工藝和技術特色，這些工藝和技術是先輩們智慧與藝術的體現(xiàn)。通過對漢瑤民族建筑特色的研究，我們可以想象到古時兩個民族人們生活的畫面，了解他們的生活習俗。無疑，這對我們文化的傳承和保護是非常有益的。

隨著人們生活水平的提高，大家對精神世界的追求越來越高，旅游成為當今時代男女老少生活中不可或缺的一部分。因此，漢瑤民族建筑不僅有著豐富的文化價值，還具備著龐大的商業(yè)價值。

1 ?漢瑤民族建筑調(diào)查研究

瑤族是中國最古老的民族之一，廣泛分布在亞、歐、美、澳等各大洲，民族主體在中國，分布在廣西、湖南、廣東、云南、貴州和江西五?。▍^(qū)）的130多個縣里，其中以廣西為最多。由于瑤族的分支遍布各地，受當?shù)氐奶鞖夂偷乩項l件的影響，不同地區(qū)的瑤族人民通過當?shù)氐牡乩項l件，創(chuàng)造出各式當?shù)鬲氂械默幾逄厣ㄖw系。此次調(diào)研以恭城瑤族自治縣為中心，延伸到恭城瑤族自治縣附屬擁有漢瑤民族建筑特色的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

調(diào)研對象包括恭城自治縣以及附屬的擁有著漢瑤民族建筑文化的傳統(tǒng)村落，傳統(tǒng)村落中能感受瑤族歷史文化的沖擊，以及漢瑤民族建筑與現(xiàn)代建筑強烈反差的美。經(jīng)過走訪了多個擁有瑤族文化特色的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可以發(fā)現(xiàn)恭城和其附屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，漢瑤民族建筑元素多以木和石、青磚、青瓦這四種材料構成，這也是漢瑤民族建筑的建筑風格與現(xiàn)代建筑的反差。

木元素的構建，如木質(zhì)的楓格、罩樓、雀替、簪頭、月坊、檁條椽子等構件。楓格是一種廊道上的裝飾，罩樓類似現(xiàn)代的雨棚，起遮陽擋雨的作用，雀替和月坊主要是梁下和屋面下起到裝飾的木質(zhì)雕花彩畫。簪頭是一種在在門框上兩根突出的木柱，柱頭一般雕刻著各樣的圖案，起到辟邪保平安等寓意，還能起到加固的作用。這些木質(zhì)的漢瑤民族建筑文化元素，流傳到現(xiàn)代還與現(xiàn)代元素結合，建成了仿漢瑤民族建筑元素的建筑。

大多數(shù)漢瑤民族建筑多以木料為主要構材，凡一座建筑物皆因其材料而產(chǎn)生其結構法，更因此結構而產(chǎn)生其形式上的特征。漢瑤民族建筑多以立柱四根，上施梁枋，牽制成為一“間”，前后橫木為枋，左右為梁。此種構架制的特點，在使建筑物上部的一切荷載均由構架負擔;承重者為其立柱與其梁枋，不借力于高墻厚壁的壘砌。建筑物中所有墻壁，無論其為磚石或為木板，均為“隔斷墻”，非負重之部分。以斗拱為結構的關鍵，并為度量單位在木構架的橫梁及立柱間過渡處，施橫材方木相互壘疊，前后伸出作“斗拱”，與屋頂結構有密切關系，其功用在以伸出的拱承受上部結構的荷載，轉(zhuǎn)納于下部的立柱上，故為大建筑物所必用。部分漢式建筑采用磚墻做支撐，其構件預制化的技術更為成熟可行。除結構構件之外，漢瑤民族建筑的裝飾構件也有基本統(tǒng)一的特點。翼展是屋頂?shù)难b飾構件，其在中國建筑中，至遲自殷代始，已極受注意，歷代匠師不殫煩難，集中構造之努力于此。另有崇厚階基、玲瓏木質(zhì)、柱礎、門飾、花窗等裝飾構件都有其自身的絕對特點可普遍生產(chǎn)。

預制構件是指采用預先成型方法制造的各種構件并在專業(yè)工廠完成，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行吊裝。構件種類包括有外墻板、內(nèi)墻板、疊合板、陽臺、空調(diào)板、樓梯、預制梁、預制柱等;現(xiàn)場大量的裝配作業(yè)，比原始現(xiàn)澆作業(yè)大大減少;采用建筑、裝修一體化設計、施工，理想狀態(tài)是裝修可隨主體施工同步進行;設計的標準化和管理的信息化，構件越標準，生產(chǎn)效率越高，相應的構件成本就會下降，配合工廠的數(shù)字化管理，整個裝配式建筑的性價比會越來越高，符合綠色建筑的要求，節(jié)能環(huán)保。

2 ?裝配式建筑與BIM技術結合

2.1 漢瑤民族建筑的BIM技術設計和施工

BIM的三維模型可視化性能很好地解決了二維圖紙設計效率低，表現(xiàn)方式、信息儲存、工作模式局限性等的問題。BIM的引進使得人們可以對裝配式建筑進行三維設計、協(xié)同設計、深化設計，進行生產(chǎn)管理監(jiān)控，進行模擬施工、施工優(yōu)化、施工管理等。兩者結合，可以很好地對裝配式建筑全過程進行管控，使裝配式建筑的可操作性大大提高。目前，國內(nèi)對兩者的研究已經(jīng)達到了全生命周期結合應用，相信在不久的未來，有國家政策的支撐，自身的優(yōu)越性以及實際的可行性，裝配式建筑可以普遍地出現(xiàn)在我們的眼前。同樣地，漢瑤民族建筑更為珍貴，更需要先進的技術，先進的理念來修建、維護。通過BIM的后期運維功能還可以有效地對漢瑤民族建筑的破壞進行管控，避免運營過程中發(fā)生多次破壞。

2.2 漢瑤民族建筑的裝配式建筑施工過程

將漢瑤民族建筑構件預制化，則會避免在更換修復上時間、資源浪費和施工程序繁瑣的發(fā)生。只要事先做出各類構件的模具，平時在工廠加以制作儲備，在被破壞時可立即更換，不會影響景區(qū)得正常營業(yè)，方便快捷，并可完全恢復原貌。即便是漢瑤民族建筑需要重建，通過對各構件精心的設計和預制生產(chǎn)，整個施工過程也會像堆積木一樣方便快捷。

漢瑤民族建筑構件預制化應用的流程大致為：對建筑構件取樣測量→繪制三維模型效果圖→制作預制構件模具→制作構件→養(yǎng)護構件→運輸構件→安裝構件→使用監(jiān)控。

具體地，在某些階段中可結合BIM技術進行模擬或管控。首先，用測量工具對構件進行詳細的測量記錄，接著用CAD或REVIT軟件進行繪制模型效果圖，然后根據(jù)構件所需的材質(zhì)，制作相應的模具，再用模具生產(chǎn)相應的構件，構件制作完畢后養(yǎng)護數(shù)日就可隨時運輸?shù)浆F(xiàn)場進行安裝使用了。在生產(chǎn)、安裝和運維過程均可使用BIM技術加以模擬或管控，提前檢測、感知整個過程，以達到安全、高效、可行的目的。

3 ?案例操作

3.1 特殊構件掃描，點云收集

利用手持三維激光掃描儀對相應的漢瑤民族建筑特有構件如雕花、雀替、月枋等特殊形狀構件進行掃描獲取相關構件的點云數(shù)據(jù)，再將點云數(shù)據(jù)導入REVIT RECAP中，使用REVIT RECAP軟件將點云數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為后綴名為RCP格式REVIT支持的導入格式文件。然后通過REVIT新建建筑項目，將RCP格式的點云數(shù)據(jù)導入REVIT中并進行構件輪廓勾勒。最后將點云數(shù)據(jù)刪除得到構件BIM模型。并將特殊構件模型與之相關漢瑤民族建筑常規(guī)構件組合形成模塊化組件。其中點云導入REVIT軟件中圖形如圖1所示。

3.2 漢瑤民族構件建模，REVIT軟件建模

將漢瑤民族建筑構件結構材質(zhì)重新設計：使用REVIT軟件將梁模型重新設計為輕鋼梁模型，柱也設計為輕鋼材質(zhì)，既將整體結構模型重新設計為輕鋼結構，使建筑輕量化、裝配化更利于裝配式建筑施工。

將漢瑤民族建筑構件重新模塊化設計：使用REVIT軟件將漢瑤民族建筑構件重新組合設計使其模塊化;如將外墻由砌磚變?yōu)檩p質(zhì)的復合保溫墻體外墻采用貼花并預制窗在墻上使其成為一整體且構件尺寸采用統(tǒng)一規(guī)格，便于構件工廠生產(chǎn)流水化以及安裝式的裝配化，提高生產(chǎn)與施工效率。REVIT建模的結果如圖2所示。

3.3 漢瑤民族構件碰撞檢查，導入VR觀看模擬施工過程

將模塊化組件模型組合并碰撞檢查：將漢瑤民族建筑構件模塊化設計后將模型組件組合在一起并使用碰撞檢查功能檢查模型在空間上是有重復交錯等問題。以避免構件生產(chǎn)后的施工組裝時出現(xiàn)接口尺寸不一，構件重合等設計錯誤問題而帶來的施工不便。

漢瑤民族裝配式建筑模型的展示：將整體建好的裝配式漢瑤民族建筑模型渲染漫游視頻并將模型與VR結合讓體驗者得到沉浸式的體驗。模型建成后，使用FUZOR軟件與REVIT軟件聯(lián)動，將REVIT模型導入FUZOR中并使用FUZOR對仿漢瑤民族建筑模的環(huán)境進行編輯，最后調(diào)整漫游機位，渲染漫游視頻并導出仿漢瑤民族建筑模型的渲染視頻。當有VR相關設備如HTC-VIVE時，只需使用FUZOR軟件接入相關VR設備打開軟件VR功能即可沉浸式觀看裝配式漢瑤民族建筑模型。具體如圖3所示。

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