BIM技術在紅色革命遺址保護中的應用研究

摘要：隨著建筑行業數字化轉型的加速，BIM技術成為核心助力智能建造。文章以鹽城新四軍紀念館為例，介紹BIM技術在紅色革命遺址保護中的應用。通過三維激光掃描儀信息采集、參數化創建等流程，實現建筑的數字化保護。BIM技術具有數據記錄、信息共享、檔案管理、成本控制和效率提升等優勢，為紅色革命遺址保護提供新途徑。研究結果顯示，BIM技術在紅色革命遺址保護中潛力巨大、應用前景廣闊，將發揮更加重要的作用，推動歷史文化遺產的保護與傳承。

關鍵詞：BIM；保護；紅色革命遺址

紅色資源是中國共產黨領導人民艱辛而輝煌奮斗歷程的見證，是最寶貴的精神財富。其中，紅色革命遺址承載著豐厚的革命歷史、生動的革命事跡、寶貴的革命精神和優良的革命傳統，為黨的事業發展壯大提供源源不斷的精神動力，是中華兒女取之不盡、用之不竭的寶貴財富，更是新時代奮進新征程的動力源泉。近年來，建筑數字化保護技術的興起為紅色革命遺址保護開辟新途徑，本文基于此開展相關研究，望有所裨益。

一、文物建筑數字化保護現狀

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出加快數字社會建設步伐，適應數字技術全面融入社會交往和日常生活新趨勢，促進公共服務和社會運行方式創新，構筑全民暢享的數字生活。近年來，數字技術已廣泛應用于各類文物建筑的保護工作，力求達到高效、經濟、合理的修復效果，對紅色革命遺址的保護工作來說亦是如此。當前，文物建筑數字化保護正朝著以BIM為核心，集成云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術的方向發展。

二、鹽城新四軍紀念館概況

鹽城新四軍紀念館位于江蘇鹽城市建軍東路，是為了紀念抗日戰爭時期新四軍在華中地區的英勇斗爭、全面反映新四軍歷史而建設的綜合性紀念館，經中宣部同意、江蘇省委批復，于1986年10月正式建成開放。鹽城新四軍紀念館由主館區、新四軍重建軍部紀念塔和新四軍重建軍部舊址（泰山廟）三個部分組成，占地120余畝，建筑面積13000多平方米，展覽面積9000多平方米。

鹽城新四軍紀念館的主體建筑采用對稱布局，中間主樓高大雄偉，配合兩側的輔助建筑，形成一個莊嚴肅穆的紀念空間。其建筑設計既保留中國傳統建筑元素，又融入現代建筑理念，包括大屋頂、對稱結構等。建筑內部設計強調空間的開闊性和流動性，這種結合不僅體現歷史的莊重感和紀念性，同時也表達對英烈們的緬懷與敬仰，使參觀者在參觀過程中能夠感受到歷史的厚重和英烈們的偉大精神。

三、鹽城新四軍紀念館的BIM建構

基于BIM技術，以新四軍紀念館工程為例進行參數化族創建方法的研究和項目族庫的建立、設計階段圖紙可視化和模型審查，并結合Revit和CAD進行場地建模，以及后期模型的整合與渲染，將鹽城新四軍紀念館梁板柱結構設計、房屋建筑設計以及景觀設計等工程將全生命周期的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，便于被工程各參與方使用。

（一）BIM的信息采集

近年來，文物建筑保護工作正朝著以數字化安全監測為代表的研究性、預防性保護方向發展，在諸多方面提出更高要求，包括古建筑信息的收集、處理、保管、傳輸，以及可視情況等。三維激光掃描儀能對各種形狀、材質的物體進行三維立體的資料收集，在不接觸物體的情況下獲取其三維坐標數據，避免傳統測量方法中可能對物體造成損傷的問題，同時也避免測量誤差的產生。三維激光掃描儀能實現非常高的測量精度，通?？梢赃_到1毫米級別的精度，甚至更高。

三維激光掃描融入紅色革命遺址修復的技術呈現出顯著的發展趨勢，二者在建筑行業及其他領域的結合，更是為數字化轉型注入新的動力。它是一種常用于數字化建模、測繪和設計等領域的工具，通過激光束掃描物體表面生成三維點云數據，從而實現對物體的數字化重建。相較于傳統的測量方法，三維激光掃描儀可以在短時間內獲取大量數據，提高工作效率。

每一座建筑都有自己的屬性信息，包括坐標定位、尺寸信息、梁板結構、材料性能、造價預算等，它們之間都是有關聯的。在傳統的信息采集方法中，當數據處理出現失誤時，常常會因為一兩個數據的錯誤導致大部分數據需要重新計算，給工作人員造成很多麻煩。而在BIM技術的支持下，數據庫中的屬性信息與空間數據相輔相成，內容翔實，涉獵定位、尺寸、結構及材料等不同維度。數據庫記錄間緊密相扣，緊密性主要因與組件及尺寸的精確匹配而產生。

（二）參數化族創建方法和項目族庫的建立

首先，可以將Revit建模軟件從基本單元族的定義及分類進行整合，探討建筑物構件族的參數化設計要素，重點在于解析參數的分類、設計參數同族參數之間的聯結機制、族參數的數據操控方式，以及參數化設計實施的前提條件。依據這些要素，我們旨在提出一套科學的建筑構件族參數化構建流程，為后續構建系統化的參數化族庫提供便利。數字化信息模型的基礎構成要素即構件族庫，所有族庫信息的整合構成一個完善的信息管理平臺。運用建筑參數化特性與BIM系統參數公式構建系統，屬性添加技術用于構件族材質與尺寸信息錄入。在此基礎上采用參數化族構建策略，實施構件族參數化創建活動（圖1），選取恰當的族型模板，并設定合理的幾何尺寸要求。

其次，項目族庫的建立是建模的前期準備工作。以鹽城新四軍紀念館的部分瓦片屋頂為例，具體創建流程如下：首先選擇公制輪廓——豎挺，根據其瓦片的斷面結構繪制瓦片的斷面輪廓，載入項目中，添加約束及參數標簽，完成瓦片的參數化創建。隨即回到項目中點擊豎挺，修改編輯類型。設置完豎挺后，創建屋頂跡線，在編輯屬性的族類中選擇玻璃斜窗，更改布局，接著將“內部類型”更換為之前做好的豎挺屋面（圖2）。

（三）模型主體的創建

完成項目族庫創建之后開始主體建模，具體建模流程主要包括以下幾點：

1.建立建筑軸網和以一層特征點為坐標原點的基準坐標系。

2.按照工程進度，將室外地坪、一層、二層以及屋頂層等分區分段建模。

3.建立帶真實地理坐標的專業總裝模型，在立體模型可視化的同時，建筑物模型的單層平面圖也可導出，通過AUTOCAD將建筑物的平面圖紙呈現給施工技術人員，從而實現模型從3D到2D的轉換。

4.建模完成之后，通過渲染使整體模型獲得最佳的展示效果。

（四）保護措施

在文物建筑保護與修繕實踐中，運用BIM技術對文物建筑殘損信息進行數字化錄入與標識，實施圖像管理技術支持。三維模型的可視化構建，文物建筑信息逐漸從二維平面視圖轉向三維數字化空間表達，更詳盡地展現建筑損毀的微觀特征、狀態及程度，為學術研究與修繕工程提供翔實且便捷的現場數據。

確保模型精確至磚瓦參數與規格以及施工方對受損文物建筑實施精確模仿，模型文件已交付相關文物保護機構，確保其得到妥善保管與官方認可。若文物建筑外觀嚴重受損或結構受損、水電老化，采用模型對建筑實體進行對比分析，實施維修作業。采用此法，設計人員可直觀地辨識建筑構造、工藝流程及材料選用等要素，深化對文物建筑理解的深度與精確度，力圖達成設計測繪初期階段作業的高效及精確性。

（五）BIM技術的優勢（見表）

1.數據記錄與展示

BIM技術通過建立三維模型，能詳細記錄文物建筑構件的具體尺寸和屬性，提供更為準確和全面的數據支持。同時，BIM模型還可以生成三維視圖和動畫，直觀展示建筑的立體結構和修復過程，有助于工程師和施工人員更好地理解設計意圖和修復方案。

2.信息共享與協同工作

傳統技術在部門間交接或變更信息時，往往存在滯后和不便，導致信息傳遞效率低下。BIM技術可以將所有相關信息集成在一個平臺上，實現信息的實時共享和多方協同工作。這種方式不僅提高信息傳遞的效率，還有助于減少因信息傳遞不暢而導致的誤解和錯誤。

3.殘存信息檔案管理

文物建筑的歷史修復情況通常由文字記載，容易造成丟失和損壞，且難以追溯和查詢。BIM技術可以建立文物建筑歷史修復信息檔案庫，將每次修復的記錄和變更都保存在模型中。

4.成本控制與預算管理

傳統技術使用造價軟件計算成本時，由于數據不準確、人為失誤和信息滯后等問題，容易導致成本預算的誤差。BIM技術可以在軟件建模后直接生成預算，并根據模型的變化實時更新。這種方式不僅提高預算的準確性，還有助于在修復過程中及時發現和糾正成本偏差，從而有效控制成本。

5.設計與修復效率

傳統技術往往依賴于經驗預估和現場調整，導致設計和修復過程效率低下。BIM技術通過三維建模和模擬分析，可以在設計階段就預測和解決潛在的問題，從而優化設計和修復方案。

四、結語

BIM技術在紅色革命遺址的保護與修繕中展現出巨大的潛力和廣闊的應用前景，通過精準的數據采集、科學的修繕方案、精細化的管理和數字檔案的建立，BIM技術不僅為當前的遺址保護工作提供有效支持，也為今后的研究和保護開辟了新的方向。隨著技術的不斷進步和應用的不斷深化，BIM技術必將在紅色革命遺址的保護與修繕中發揮更為重要的作用，從而推進歷史文化遺產的可持續保護傳承。

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作者簡介：

孔強宇（2003—），男，漢族，江蘇揚州人。大學本科，研究方向：遺址保護。