鄧 華 集美大學誠毅學院

福建木拱廊橋是中國古代橋梁的典范，是山地人居建筑的代表作，是傳統(tǒng)木質(zhì)橋梁中含金量較高的品類。福建木拱廊橋建造技術(shù)精湛，藝術(shù)造型優(yōu)美，文化底蘊深厚。但是傳統(tǒng)的福建木拱廊橋遭到自然的侵蝕和人為的破壞，其制作工藝也面臨失傳。在這樣的背景之下，加強對木拱廊橋的數(shù)字化保護迫在眉睫。文章圍繞BIM技術(shù)在福建木拱廊橋遺產(chǎn)中的數(shù)字化保護和應(yīng)用展開論述，對木拱廊橋遺產(chǎn)保護的信息化痛點進行了分析，并提出了相關(guān)對策。

通過開發(fā)和傳遞建筑信息化模型，BIM技術(shù)全面提高了工程項目全過程的管理效率，而被廣泛應(yīng)用于建筑工程各個階段，其為建筑業(yè)數(shù)字化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。BIM技術(shù)把工程信息完整地整合在建筑項目模型中，避免了由于項目階段的轉(zhuǎn)換和信息傳遞而導致的信息丟失、錯位和不完整，其可以優(yōu)化工程各個階段之間的協(xié)作，提高工程信息化管理水平。在大力加強建筑文化遺產(chǎn)保護的今天，將BIM技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)建筑的信息化保護，可以提高對古建筑保護、開發(fā)和管理的信息化程度。BIM技術(shù)的獨特優(yōu)勢對于加強我國歷史遺址和橋梁遺產(chǎn)的保護具有重要意義。

福建木拱廊橋遺產(chǎn)保護概述

堅定文化自信，就要努力從中華民族世世代代形成和積累的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中汲取營養(yǎng)和智慧，延續(xù)文化基因，萃取思想精華，展現(xiàn)精神魅力，以時代精神激活中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的生命力。

福建木拱橋建筑特征及文化價值分析

福建木拱廊橋的建筑結(jié)構(gòu)富有特色。它的底部貫?zāi)竟敖Y(jié)構(gòu)大多為八字形的折邊拱形，這種類型的拱橋相較于其他類型的拱橋有著更加明顯的科學性和先進性，它之所以能以短構(gòu)件形成長跨度，并且適應(yīng)山林深溝的地理環(huán)境與其結(jié)構(gòu)有著密不可分的聯(lián)系。這對于現(xiàn)代觀光橋梁的建設(shè)仍然有很大的借鑒作用。福建木拱廊橋上部的廊屋有著很強的地域性，從空間形式來看，正是福建山林地區(qū)多風多雨的自然條件決定了廊屋外部需通體覆蓋風雨擋板，形成了一個半封閉的建筑；從建筑內(nèi)部來看，廊屋空間吸收了閩北地區(qū)民間建筑結(jié)構(gòu)的元素，由于宗教信仰的需要，創(chuàng)造性地將橋與廟宇相結(jié)合，形成了橋中有神龕的獨特形式；從裝飾上來看，裝飾風格體現(xiàn)出了濃郁的民間特色和民間美學，題材上融合了當?shù)氐纳耢`傳說、地域景色，形成了獨具地域特色的廊屋空間。

福建木拱廊橋承載著中國古村落文化。根據(jù)對現(xiàn)存的木拱廊橋歷史的研究，筆者發(fā)現(xiàn)，唐宋時期是閩浙木拱廊橋技術(shù)的萌芽階段，其到了明代發(fā)展成熟，至清代中晚期得到了極大的發(fā)展，民國甚至解放后，少數(shù)地區(qū)還在建造使用。2009年，中國木拱橋傳統(tǒng)營造技藝被列入聯(lián)合國教科文組織急需保護的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。

隨著時間的推移，現(xiàn)代文明正朝著古代村落滲透，因此有必要探尋福建木拱廊橋背后蘊含的傳統(tǒng)文化習俗，加強對民間物質(zhì)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護。福建木拱廊橋的選址多在有山有水的地方，交通比較便捷，不僅能為當?shù)鼐用裾陲L擋雨，還能為其提供歇腳的場所；同時還具有祈禱風調(diào)雨順、祭祀神靈等諸多功能。幾乎每一座木拱廊橋都有一段故事和一個傳說，蘊含著濃厚的歷史文化底蘊。某些保存較好的木拱廊橋是木拱橋營造技藝實踐的載體，與當?shù)氐乩盹L水、宗教信仰、生活習俗關(guān)聯(lián)密切，涵蓋了詩文、繪畫、戲曲等文化內(nèi)容，蘊含著深刻的文化內(nèi)涵。這些是我國橋梁歷史和民俗文化研究的載體，也是我國經(jīng)濟背景下農(nóng)耕文化的集中體現(xiàn)。根據(jù)文化研究結(jié)果可知，木拱廊橋是村落居民共同塑造的居住和生活空間，橋梁是連接生活區(qū)域的中心軸，它不僅僅是村落文化的體現(xiàn)，還是某一地區(qū)居民精神文化生活的體現(xiàn)，更是團結(jié)中國基層社會的紐帶。這種作用一方面表現(xiàn)在地域上，另一方面表現(xiàn)在心理和文化上。

福建木拱廊橋建筑遺產(chǎn)保護研究現(xiàn)狀

隨著木拱廊橋交通功能的沒落、木結(jié)構(gòu)的腐朽、洪水火災(zāi)的侵襲等問題的出現(xiàn)，對木拱廊橋的保護困難重重。木拱廊橋文化遺產(chǎn)與建造技藝是民族智慧的結(jié)晶與精神的凝聚，隨著廊橋數(shù)量的逐年遞減，進一步分析壽寧木拱廊橋的價值所在是十分有必要的。從工程和技術(shù)的角度分析福建木拱廊橋，在對其進行保護的過程中需要加強對傳統(tǒng)工藝的維護，需要工作人員認真研究木拱廊橋的獨特建造結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)的角度來看，有的學者結(jié)合橋梁的受力和承重結(jié)構(gòu)分析了現(xiàn)存國內(nèi)木拱廊橋的結(jié)構(gòu)形式，解決了木拱廊橋由于造型獨特在力學上存在的多種問題。實際上，木拱廊橋的橋體結(jié)構(gòu)大致為折線型，它主要依靠木干件的穿插和其他的力學原理構(gòu)造而成。木拱廊橋分為三段式和五段式，結(jié)合成一個整體，兩端鞏固共同承重，減輕橋面坡度。木拱廊橋三節(jié)系統(tǒng)和五節(jié)系統(tǒng)可以相互穿插，在增大了摩擦力的同時也增加了穩(wěn)定性。當前，對木拱廊橋的結(jié)構(gòu)體系情況進行分析，首先要加強對木拱廊橋的結(jié)構(gòu)力學的研究，并對其做出科學合理的解釋。如對木拱廊橋在結(jié)構(gòu)上的載重情況和整體結(jié)構(gòu)形式包括對結(jié)構(gòu)構(gòu)建震動頻率進行定量分析，以進一步優(yōu)化與設(shè)計?？梢?，福建木拱廊橋的數(shù)字化保護任重而道遠，需要結(jié)合多學科專業(yè)知識進行全面考量。

福建木拱廊橋遺產(chǎn)的BIM信息化保護問題分析

隨著全社會對歷史建筑關(guān)注度的不斷提升和全國人民對歷史建筑保護意識的不斷加強，以福建木拱廊橋為代表的古代建筑物在日常維護工作中對技術(shù)提出了更高的要求。信息化時代已經(jīng)到來，傳統(tǒng)的歷史建筑保護方法已經(jīng)無法適應(yīng)當前的發(fā)展趨勢，我們有必要對其進行分析。

第一個問題是建筑歷史信息的殘缺。木拱廊橋保護的首要解決的問題就是建筑信息的殘缺。在傳統(tǒng)的歷史建筑保護模式下，木拱廊橋地保護方法本身就有局限性，其容易在信息傳遞過程中造成歷史文化丟失，形成殘缺的信息局面。長此以往，如果不加以改進，歷史建筑的信息將缺乏易讀性，也給后續(xù)開展保護工作的人員增加了困難，這就無法保證歷史建筑信息的完整性。

第二個問題是信息保護系統(tǒng)的落后。當前，我國木拱廊橋的保護主要是由政府部門統(tǒng)一組織和牽頭的，由分散在全國各個省市地區(qū)的保護單位具體負責，歷史建筑信息采用紙質(zhì)或電子文檔的形式儲存在檔案館。以上這些文檔并沒有進行分類和規(guī)整，也沒有形成系統(tǒng)化的、完整的數(shù)據(jù)庫，導致歷史建筑保護工作人員無法有效地提取建筑的歷史信息，也無法快速地進行信息攝取和閱讀。例如，工作人員在更新信息的過程中，如果重復閱讀信息容易造成工作效率的低下；如果漏讀了信息則容易造成信息丟失。

第三個問題是歷史建筑信息的利用率較低。當前我國木拱廊橋保護工作呈線性趨勢開展，對木拱廊橋的建筑信息傳遞也呈現(xiàn)出線性分布的態(tài)勢。每個測繪工作人員有個人的習慣和工作經(jīng)驗，他們采取的標注形式和測繪手段是不同的，這使得我國橋梁保護工作的準確性有所下降，某些圖紙的表達不確定也不精確，不利于下一階段展開保護工作的工作人員開展工作。沒有根據(jù)已有的歷史建筑信息做出明確的工作計劃，也沒有做到有的放矢，這是我國木拱廊橋保護工作中需要注意的問題。

BIM技術(shù)在福建木拱廊橋遺產(chǎn)信息化保護中的對策

加強對橋梁建筑物的信息采集

對木拱廊橋的信息資料采集可以分為兩個步驟。第一是搜集實體建筑橋梁的信息資料，第二是對其背后蘊含的歷史文化故事進行加強整合。前者屬于實體建筑物的具體信息，主要包括木拱廊橋的實際樣貌、方位、朝向和尺寸，這一部分內(nèi)容可以利用三維技術(shù)進行點對點的掃描，構(gòu)建橋梁的表面云數(shù)據(jù)，在獲取到云數(shù)據(jù)之后加強收集和整理，得到較為準確的橋梁建筑模型；而后者屬于歷史信息資料，它是屬性類的信息，這一部分內(nèi)容主要包括橋梁建筑當時所使用的材料和工藝，以及橋梁建筑物表達的地方特征，和其所具有的福建閩東的人文社會歷史價值，因其具有強烈的人文性和主觀性，對這一部分工作數(shù)據(jù)的獲取比較困難，工作人員通常需要進行實地探訪和調(diào)查，找出有關(guān)的文字記錄并加強整合和分析，才能夠得到完整的建筑物屬性。

應(yīng)用三維激光技術(shù)完善木拱廊橋橋體數(shù)據(jù)

BIM技術(shù)在木拱廊橋中的運用是通過三維激光技術(shù)對橋梁建筑物進行整體掃描，把有關(guān)數(shù)據(jù)進行匯總處理并導入BIM軟件以得到準確的三維立體模型。木拱廊橋數(shù)據(jù)可視化也可以讓更多人深入體驗?zāi)竟袄葮蛭幕z產(chǎn)的魅力。

根據(jù)我國對歷史橋梁的保護，其要求對BIM軟件設(shè)置加強參數(shù)，包括木拱廊橋的建筑年代和原材料表面損壞程度、現(xiàn)存情況以及表面是否有劃痕等，在建設(shè)好橋梁模型之后要載入實際建筑物的測繪數(shù)據(jù)、真實照片，描述周邊地理環(huán)境，檢查相關(guān)的歷史文件、記載記錄、維修記錄等，最后錄入管理部門。利用BIM技術(shù)能夠打造出交互格式的資料數(shù)據(jù)分享平臺，對木拱廊橋的維護和歷史意義的傳承有重要的價值。

提升數(shù)字化保護水平

采用數(shù)字化保護技術(shù)對木拱廊橋遺產(chǎn)進行保護，其初步構(gòu)想是運用虛擬現(xiàn)實科技，對福建地區(qū)現(xiàn)存的木拱廊橋結(jié)構(gòu)進行分析，解析橋梁建筑結(jié)構(gòu)和營造技術(shù)，利用3D技術(shù)繪出空間模擬圖像，用幾何尺寸和物理特征等諸多要素還原木拱廊橋的具體形狀和藝術(shù)保存風貌。在計算機交互科技的支持下，通過3D圖形從不同的層次和角度快速了解木拱廊橋的數(shù)字影像，再通過對其結(jié)構(gòu)的分析，讓木拱廊橋得到長期有效的維護和保養(yǎng)。數(shù)字化保護技術(shù)的運用能夠為木拱廊橋保護工作提供決策基礎(chǔ)和必要的數(shù)據(jù)支持，也能夠為日后的遺產(chǎn)申報工作提供基礎(chǔ)的數(shù)字化存檔。讓木拱廊橋遺產(chǎn)的價值達到代代相傳的效果，也能為民間木拱廊橋的制作提供可供參考的具體參數(shù)和依據(jù)，打破師徒之間口耳相傳的局限性，提高木拱廊橋的建構(gòu)技術(shù)數(shù)字化保護和傳承的可操作性和技術(shù)性。

福建木拱廊橋文化遺產(chǎn)建筑造詣高、歷史文化底蘊深，其所蘊含的工匠精神是先賢匠人留下的寶貴財富。木拱廊橋文化遺產(chǎn)保護的重點應(yīng)由橋體本身的保護擴展到全面的信息化保護，不僅要對本體的建筑結(jié)構(gòu)信息進行保護，更要對其營造技藝、發(fā)展歷史、文化藝術(shù)、自然環(huán)境信息特征進行整合和保護。應(yīng)用BIM技術(shù)要以傳承與創(chuàng)新為目的，以保護開發(fā)為手段，推進福建木拱廊橋遺產(chǎn)的數(shù)字化保護與應(yīng)用。在具體對策上，相關(guān)工作人員需要加強對橋梁建筑物的信息采集，完善信息錄入工作，加強三維模型的參數(shù)設(shè)計，建立信息完整的木拱廊橋資料庫，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在木拱廊橋保護和開發(fā)運用中的價值，讓木拱廊橋在數(shù)字化科技的支持下得以保護和傳承創(chuàng)新。