
近日安徽凤阳鼓楼顶部瓦片脱落事件,再次将公众目光聚焦于建筑遗产的保护困境。始于明洪武八年(1375年)的城墙台基屹然挺立,而重建于1995年并于2024年重修完工的鼓楼,却在“新衣”下仅支撑了14个月便轰然“脱皮”,暴露出传统工艺传承的断裂与采用的维修技术不当的深层矛盾。同样,面对中国古建筑中的瑰宝——山西应县木塔,这座已有千年历史的世界上现存最高最古老的木塔之一,其二层倾斜度已高达11.3°,而修缮技术的不确定导致木塔的风险在不断加剧。这些文物建筑,虽曾在历史的长河中熠熠生辉,发挥着重要作用,却终究抵不过岁月的侵蚀,日益“衰老”。
凤阳鼓楼(来源:网络)
应县木塔(来源:网络)
为此,以历史建筑保护为例,探索如何使建筑遗产从“Survive”(存续)走向“Thrive”(焕新)尤为迫切。这亟需我们以新技术赋能为根基、全周期守护为脉络、传承活化为内核,构建起穿越时光的守护密码。而答案,正藏在以HBIM(历史建筑信息模型)技术为代表的数字化创新之中。
这些“数字守护者”化身为建筑的“数字孪生体”,用三维激光扫描捕捉每一处砖纹的肌理,以BIM模型模拟结构受力的微妙变化,将历史建筑的构造逻辑、病害数据转化为可计算、可模拟的数字基因。它们不仅是保护者,更是活化传承的“催化剂”:通过AR导览让尘封的历史场景重现眼前,借助区块链技术为修缮档案上链存证,使冰冷的砖石瓦砾化作可触摸、可延续的文明活态切片,让凝固的历史在数据的经纬中重新绽放时代的生命力。
(一)
HBIM技术:历史建筑的数字守护者
HBIM(历史建筑信息模型)技术是在传统BIM技术基础上,专门针对历史建筑的复杂性与独特性发展而来的。它通过整合多源数据,如三维激光扫描、建筑图纸、实景三维模型、历史文献以及现场调研信息等,构建出一个全面、精准且可视化的历史建筑数字化模型。这个模型不仅包含了建筑的几何形状、空间布局等物理信息,更集成了建筑的历史沿革、文化价值、结构状况、维护记录等丰富的非几何信息,形成了一个关于历史建筑的全方位“数字档案”。
三维激光扫描仪
VR
无人机
01
助力历史建筑“Thrive”:精准保护与长效维护
(1)精准诊断,靶向修缮
HBIM如同历史建筑的“数字体检报告”,通过三维数据精准定位结构薄弱点、裂缝走向及渗漏隐患,为保护团队提供可视化诊断依据。基于此,修缮方案可避免过度干预或修缮不足,最大程度保留历史建筑的原真性与完整性。
(2)智能监测,防患未然
借助HBIM与传感器的结合,系统可实时采集历史建筑的温湿度、位移、振动等数据。一旦关键部位出现异常——如木梁因湿度变形,模型将立即触发预警。保护人员能据此快速调节环境参数或加固构件,将隐患扼杀在萌芽状态,显著延长建筑寿命。
02
推动历史建筑“Thrive”:功能重塑与价值释放
(1)功能活化,接轨现代生活
历史建筑的保护需打破“封存式”思维。HBIM技术可精准剖析建筑空间特质,为功能改造提供数据支撑。例如,老旧工业厂房经HBIM辅助规划,在保留工业风貌的同时植入文创、商业功能,转型为创意产业园,实现文化传承与城市发展的双赢。
建筑模型
(2)数字赋能,释放文化张力
HBIM整合建筑历史文化信息,结合VR/AR技术,将静态建筑转化为沉浸式体验空间。游客通过数字设备可“亲历”建筑建造过程或历史场景,这种创新的传播方式不仅能够唤醒公众对历史建筑的兴趣,更以科技之力放大其文化影响力与社会价值。
(二)
广州更新院在HBIM领域的研究与应用实践
按照《住房城乡建设部办公厅关于同意开展历史建筑保护利用试点工作的函》(建办科函〔2024〕418号),广州以全国历史建筑保护利用试点为契机,聚焦历史建筑保护修缮、绿色改造、消防安全、数字化智能化应用、活化利用政策支持等方面开展创新探索。通过加强数字赋能,提升保护利用能效,全面完成历史建筑三维测绘,推进HBIM展示利用,构建试点项目数据底座,研发HBIM协同全专业辅助历史建筑修缮设计,促进提高修缮设计精度和审批速度。
我院深耕新兴技术领域10余年,自三维激光扫描技术在全国兴起以来,便积极开展新技术的研究与应用,目前已从单一的老旧小区改造立面测量业务,扩展到集老旧小区改造建筑测量、建筑平立面测量、历史建筑测绘、建筑单体化建模、树木测量、HBIM建模等多元化业务方向。累计完成超200个建筑改造测量项目、30个树木测量项目,以及白云机场三期扩建工程小㘵-坪山首期安置区历史建筑改造项目、广州市正果镇黄塘村梁氏宗祠历史建筑改造项目、海珠区卫氏大宗祠测绘项目等的测绘与建模工作。
建筑立面测绘图
树木点云
建筑点云
建筑模型
建筑BIM模型
HBIM在历史建筑保护全生命周期中发挥着重要作用。我院基于多年来在智慧系统研发与建设领域的经验,完成了老旧小区全生命周期统一监管平台、城中村改造项目全生命周期监管平台等10余项系统,目前正以多个全生命周期监管系统为基础,建设历史建筑全生命周期平台,为历史建筑的存续与新生构筑起坚实防线。
老旧小区改造项目建设统一生命周期监管系统
建筑遗产保护是城市更新高质量发展的重要内容。HBIM技术正以其强大的功能和无限的潜力,为建筑遗产的保护传承与活化利用开辟出一条全新的道路,使其不仅能够顽强地存续下去,更能在现代社会中得以蓬勃发展。
面向数字时代,我院将坚持以科技创新支撑建筑遗产保护利用高质量发展,探索推动HBIM等新技术赋能保护工作的数字化、智能化、精细化,让更多的城市历史根脉在传承中创新,在创新中保护,在新时代绽放出更加绚丽的光彩。
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期
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