广州市历史建筑数字化成果基于BIM-CIM技术的融合应用项目

广州市城市规划勘测设计研究院有限公司

广州市历史建筑数字化成果基于
BIM-CIM 技术的融合应用项目

案例研究

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项目名称：广州市历史建筑数字化成果基于BIM-CIM技术的融合应用项目

项目特点及难点：古代中国建筑的维护和保护是一个必要的问题。如何在减少损坏的同时进行测绘，有效应用数字技术，建立古建筑的数字档案。在数字孪生环境中更有效地管理这些文化遗址、历史建筑和传统建筑。为每次修复提供数据基础，并模拟修复后的效果。更好地保护这些宝贵的文化遗产，留给后代。

技术亮点：该项目将BIM数据应用于古建筑保护及安全监测，搭建了“CIM+名城”数据应用平台，完成名城保护一张图。构建了“点云+BIM”的数据体系。开展了历史建筑BIM三维模型数据库（BIM古建筑测绘技术），以及历史建筑BIM参数化构件库（BIM参数化历史建筑构件技术）的建设。应用了场景漫游，数据档案管理等功能，有效推进了古建筑的管理，保护与活化工作。

南野公祠。图片由广州市城市规划勘测设计研究院有限公司提供

中国的古建筑具有复杂的结构体系及装饰性构件，其保护分类按建筑类型的保护需求分为文物建筑，历史建筑，传统风貌建筑三个类型：其中文物建筑的保护和修缮有着严格的标准和程序，受法律保护，不能随意对建筑任何部分进行更改。第二个类型是历史建筑是可以活化利用的，但是主体结构，建筑造型构造等要素依然是严格的保护流程，同样受法律保护。然而允许在保持建筑主要立面与结构体系，装饰构件的前提下，对建筑内部与其它部位进行改变。第三类传统风貌建筑的保护较为灵活，可以根据城市功能的需求进行调整，各个地区相应的政策也有区别。这样的规定使历史街区的建筑拥有了全获新生的机会，通过城市更新微改造，结合BIM技术开展的数字化管理措施，能够在对古建筑的保护修复与历史建筑街区的活化利用上寻求平衡。

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广州市城市规划勘测设计研究院有限公司（以下简称“广州市规划院”）面对古建筑保护的机遇，提出了 "点云+BIM "的新型数字模型。制定适用于BIM数据生产的精细化点云要求。利用点云数据精确、真实的特点，结合 BIM 模型数据信息，形成具有核心保护价值的古建筑 BIM 数据参数构件库，为激活应用、修缮分析、辅助决策提供了有效的数据支持。

图左：珠玑楼BIM模型；图右：珠玑楼BIM模型+点云模型融合。图片由广州市城市规划勘测设计研究院有限公司提供
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《广州市历史建筑数字化成果基于BIM-CIM技术的融合应用项目》将BIM数据应用于古建筑保护及安全监测，该项目应用以BIM与点云为核心的数据工作流，打通从勘察到数字化成果的整体流程。利用Autodesk Recap^®的点云处理能力，对古建筑的三维扫描进行处理，并且进一步导入Revit^®进行三维重建。利用Revit的参数化能力，广州市规划院项目团队搭建出具备古建筑特征的参数化族，其中BIM古建筑构建库根据《古建筑保护规划》确定的核心价值要素——主要建筑构造（墙、楼板、梁、屋顶构造、檐口等）、典型价值要素（梁、柱础、斗拱、楼梯、台阶等）、典型建筑装饰（木刻、砖雕、屏风等），选取部分制作参数化构件族，建设古建筑BIM参数化构件族库。最终形成了古建筑门、窗、柱、梁等9 个大项、39类BIM参数化构件族库。为政府进一步开展名城保护的相关应用提供了坚实的数字孪生数据底座。目前该技术应用在广州市永庆坊，恩宁路等片区及粤港澳大湾区不同城市约191栋文物，历史建筑，传统风貌建筑，有较强的技术推广价值。

图片由广州市城市规划勘测设计研究院有限公司提供
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创新的形成点云BIM数据生产路线，开展了两库（BIM古建筑数据库及BIM参数化古建筑构件库）一平台（CIM名城平台）建设，最终形成有效BIM数据资产，为古建筑，历史街区，名城保护方面的创新性应用。

图片由广州市城市规划勘测设计研究院有限公司提供