毛建東 河北八方錦秀工程設計有限公司，遵化 064200

歷史建筑是一個城市的珍貴遺產，它們承載著城市的歷史記憶，具有不可再生的歷史價值、文化價值、藝術價值和科學價值。加強歷史建筑的保護和合理利用，有利于展示城市歷史風貌，保留城市的建筑風格和文化特色，是樹立文化自信的一項重要工作。習近平總書記指出，要保護弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，延續(xù)城市歷史文脈，保留中華文化基因。要保護好前人留下的文化遺產，包括文物古跡、歷史文化名城名鎮(zhèn)名村、歷史文化街區(qū)、歷史建筑、工業(yè)遺產以及非物質文化遺產，既要保護古代建筑，也要保護近代建筑，既要保護單體建筑，也要保護街巷街區(qū)、城鎮(zhèn)格局。

BIM 在建筑行業(yè)已經得到廣泛應用，BIM 的核心是通過在計算機中建立虛擬的建筑三維模型，同時利用數字化技術為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑信息庫。我國很多學者做了相關BIM 的研究工作并取得了成果。例如，中國建筑科學研究院和清華大學合作進行的國家“十一五”項目“建筑設計與施工一體化信息共享技術研究”和“基于BIM 技術的下一代建筑工程應用軟件研究”，這個項目注重于對于BIM 軟件的應用研究，項目研發(fā)了一系列應用軟件如基于BIM 技術的建筑設計、建筑成本預測、建筑節(jié)能設計、建筑施工優(yōu)化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性評估等。另外BIM 技術在水立方、鳥巢等這些知名的設計項目上也得到了實際運用。

同樣，BIM 應用到歷史建筑保護過程中也是勢在必行，隨著三維激光掃描、GIS、虛擬現實、增強現實、信息化建模等技術的應用，信息化技術在歷史建筑保護與管理中的運用越來越廣泛。歷史建筑綜合信息資源庫的構建對于數字化保護至關重要。BIM數據庫不單單指幾何數字，而是包含計算機能夠識別的任何形式的信息，包含計算機能夠識別的任何形式的記錄、描述、統(tǒng)計、說明信息，包括具有尺寸參數的幾何數據、建筑構件的物理數據、保護修繕的造價數據、施工工藝和工序的技術數據、相關工種的工人數據、建筑病害的現狀數據等。這些數據可以包括幾何數據、物理數據、經濟數據、技術數據、工人數據、現狀數據等內容（圖1）。構建歷史建筑數據庫可以為建筑保護與修繕、信息共享交互提供數據存儲的媒介。歷史建筑的數據庫包括歷史建筑的幾何數據庫、檔案信息數據庫、修繕保護方案庫等幾個方面。

圖1 歷史建筑綜合數據信息

1 歷史建筑幾何數據庫

歷史建筑的幾何數據庫是歷史建筑的基本信息單元，它包括建筑本體的幾何尺寸信息、所有構件信息、環(huán)境數據信息等，包括歷史建筑精細建模三維建筑物模型、BIM 三維模型，包括建筑相應的內外部環(huán)境、建筑物內水、電、暖等相關圖件。這個數據庫基本上是以數據的方式呈現，既包括建筑的歷史圖件，又包括建筑的現狀圖件，它們對于判斷建筑的歷史損耗有非常重要的意義。歷史建筑的幾何數據庫主要是基于歷史圖紙，并結合現狀調查和數據分析得到的建筑模型。BIM 技術在歷史建筑保護的實際工程中也得到了一定程度的應用，例如中國建筑設計研究院參與設計的北京故宮保護與修復、敦煌的數字化工程、上?，F代建筑設計集團工程建設咨詢有限公司在上海玉佛禪寺修建與改擴建工程等項目均表明當前BIM 技術在我國歷史建筑保護行業(yè)中前景還是非常廣闊的。在這些歷史建筑保護的實際案例中首先要輸入幾何數據，這些幾何數據主要表達歷史建筑的各個構件的具體尺寸模數、相對關系、構造方式以及建筑造型。這個數據庫的構建過程一般是通過獲取的歷史圖紙檔案進行分析、輸入和建模，但是如果歷史圖紙檔案丟失則需要進行現場測繪。

2 歷史建筑檔案信息數據庫

歷史建筑的檔案可以根據需要進行有效的分類，比如可以根據歷史建筑的價值類型分為歷史信息、藝術信息、文化信息、科學信息等。這個數據庫的格式是多種多樣的，根據相應的歷史信息有相應的文件格式。歷史建筑檔案信息數據庫的建立非常重要，它的建立可以避免下一輪歷史建筑修繕保護時對歷史建筑的檔案的再次重復性查找工作。對模型中無法用數據進行表達，或是無法具體歸類的信息給予輔助說明的內容。這些檔案數據在傳統(tǒng)的制圖軟件中是無法記錄的，如歷史建筑的歷史信息、文化信息以及相關的背景信息等。但在BIM 中我們可以給予這些檔案信息詳細的記錄，將建筑的圖形和信息充分結合。

3 歷史建筑修繕保護方案庫

歷史建筑修繕保護方案庫主要包括建筑物修繕方案信息、相應構件修繕記錄等信息。歷史建筑隨著時間的推移和人為的使用會造成一定的損耗，相隔數年再次進行維修是必然的。歷史建筑修繕保護方案遵循的原則必須根據有關歷史建筑保護的條例進行，具有一定的時代性，帶上歷史的烙印。歷史建筑修繕保護方案庫主要表達構件材料、殘損病害情況和設計修復措施等，可以基于歷史初建模型或上一次竣工模型，通過修改構件的階段、病害情況和材料等屬性，得到能夠表達當前階段構件缺失殘損、結構異形、殘損病害以及初步修繕措施等的數據庫。歷史建筑在和人類社會共存的過程中損耗和修繕是必然的，不同的歷史建筑都有各自獨特的個性，不同階段修繕內容也會存在不同。因此需要根據歷史建筑的現狀進行仔細勘察并根據現有設計要求形成對應的保護設計方案。

歷史建筑修繕保護方案庫的建構對于后期的修繕保護具有指導性的意義，也反映了修繕所處的年代對于歷史建筑保護的策略性思考。例如古羅馬斗獸場在19 世紀的三次修復反映了意大利對于古建筑保護的修復觀點的轉變（圖2）。1806 年，圣盧卡學院的拉斐爾·斯特恩修復了斗獸場的東端，他的修復體現了極少主義的原則，即第一步就是盡量保存好每個建筑殘片，對古建筑盡量不做過多改動，認為最好的保護就是基本的維護。1823～1826 年，圣盧卡學院專家瓦拉迪埃修復了斗獸場外環(huán)西端，他修復重建了建筑的部分缺失，體現了注重原模原樣復原的“完形”觀點。1844～1852 年，卡尼娜負責的是斗獸場內環(huán)的南側部分的修復工程，她的修復觀點是在完整保存殘存部分的同時，以完型的形式以及與原有建筑不一樣的材料進行修復。

圖2 古羅馬斗獸場（作者自攝）