鄉(xiāng)村振興背景下基于BIM技術(shù)的傳統(tǒng)民居宜居性改造研究

【摘要】在鄉(xiāng)村振興的背景下，如何提升傳統(tǒng)民居的宜居性，同時(shí)保護(hù)和傳承傳統(tǒng)建筑文化，是當(dāng)前的重要議題。文中以宜賓市為例，探討了基于BIM（建筑信息模型）技術(shù)的傳統(tǒng)民居宜居性改造研究。闡述了BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居改造中的應(yīng)用方法和流程。從設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)方案、可持續(xù)性和后期維護(hù)管理等方面，詳細(xì)論述了BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居改造中的優(yōu)勢?？偨Y(jié)了BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居改造中的潛力和應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】鄉(xiāng)村振興；BIM技術(shù)；傳統(tǒng)民居；宜居性改造

【中圖分類號(hào)】TU241.5" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0011-03

0 引言

傳統(tǒng)民居作為歷史文化遺產(chǎn)，具有重要的文化和建筑價(jià)值，同時(shí)也面臨著保護(hù)和更新的問題。為了推動(dòng)鄉(xiāng)村振興，提升鄉(xiāng)村發(fā)展，應(yīng)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)的可視化分析特點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)民居進(jìn)行宜居性改造，是當(dāng)前需要深入探討的重要課題。

1 傳統(tǒng)民居宜居性改造現(xiàn)狀

中國鄉(xiāng)村承載著豐富歷史文化，而傳統(tǒng)民居作為其標(biāo)志性建筑，映射著鄉(xiāng)村文化和歷史價(jià)值。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，傳統(tǒng)民居的宜居性改造成為亟須解決的難題。宜居性改造著眼于使傳統(tǒng)民居適應(yīng)現(xiàn)代生活需求，提升居住舒適度和生活便利性。然而，這一過程面臨著挑戰(zhàn)。首先，在保留傳統(tǒng)建筑風(fēng)貌的前提下進(jìn)行改造是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。其次，鄉(xiāng)村地區(qū)技術(shù)和資金匱乏，有效利用有限資源進(jìn)行改造成為難題。

目前，BIM技術(shù)的興起為傳統(tǒng)民居的宜居性改造提供了新的可能。BIM技術(shù)不僅能模擬民居結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，還能通過數(shù)據(jù)分析提供科學(xué)改造方案。同時(shí)，BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，降低改造成本。河南省登封市唐莊鄉(xiāng)石門村的窯洞民居改造便是一個(gè)BIM技術(shù)應(yīng)用的代表性案例[1]。石門村窯洞改造項(xiàng)目提出了基于BIM技術(shù)的傳統(tǒng)民居適宜性改造方法，運(yùn)用BIM相關(guān)軟件建立適宜性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)窯洞改造方案進(jìn)行了模擬分析和評(píng)價(jià)，一定程度上避免后期施工中的問題，為鄉(xiāng)村傳統(tǒng)民居保護(hù)和鄉(xiāng)村人居環(huán)境優(yōu)化提供有益的參考。

2 BIM概述

2.1 BIM技術(shù)

BIM（建筑信息模型）技術(shù)是一種數(shù)字化工具，旨在為建筑、工程和設(shè)計(jì)行業(yè)提供更高效、更精確的工作方式。通過BIM技術(shù)，可以將建筑項(xiàng)目的所有信息集成到一個(gè)共享的、三維的、動(dòng)態(tài)的模型中，從而更好地管理建筑的全生命周期。

BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居保護(hù)和更新中可以發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)民居建筑信息的采集和整理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，由于歷史、地理、文化等多方面的原因，很多傳統(tǒng)民居的信息難以完整地采集和整理。而BIM技術(shù)可以通過建立數(shù)字化模型，將傳統(tǒng)民居的形狀、結(jié)構(gòu)、材料等信息整合到一個(gè)模型中，方便進(jìn)行后續(xù)的保護(hù)和更新工作。將BIM技術(shù)應(yīng)用到智慧鄉(xiāng)村建設(shè)中，有利于鄉(xiāng)村地形地貌、文化傳統(tǒng)等信息分析，更好地開展鄉(xiāng)村規(guī)劃和設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)的可視化和模擬功能還可以幫助進(jìn)行施工管理和協(xié)調(diào)，提高施工的質(zhì)量和效率。

2.2 BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居改造保護(hù)中的優(yōu)勢

BIM技術(shù)是建筑工程領(lǐng)域中至關(guān)重要的信息技術(shù)手段，它借助信息化和數(shù)字化手段，為項(xiàng)目全壽命周期創(chuàng)建了一個(gè)包含全部信息的建筑信息模型。該模型對(duì)信息的傳遞和共享性與傳統(tǒng)民居保護(hù)的特性完全契合，從而促使傳統(tǒng)民居的更新和改造保護(hù)從傳統(tǒng)形式轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上的數(shù)字化形式。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)將在傳統(tǒng)民居保護(hù)和更新中發(fā)揮更大的作用。BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居更新改造過程中的應(yīng)用具有以下幾方面優(yōu)勢：

（1）提升設(shè)計(jì)效率。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來手動(dòng)處理大量的二維圖紙和數(shù)據(jù)，這對(duì)于復(fù)雜程度較高的傳統(tǒng)民居改造項(xiàng)目來說尤為困難。而BIM技術(shù)通過建立包含傳統(tǒng)民居所有信息的三維模型，使得設(shè)計(jì)師可以更直觀、全面地了解民居的結(jié)構(gòu)、材料、歷史等信息。這樣，設(shè)計(jì)師可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次設(shè)計(jì)和修改，節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，提高了設(shè)計(jì)效率。

（2）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師往往只能依靠經(jīng)驗(yàn)和直覺來進(jìn)行設(shè)計(jì)，無法對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證。而BIM技術(shù)的模擬功能可以在施工前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，通過光照模擬、節(jié)能模擬等手段，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，提高建筑的性能和舒適度。

通過光照模擬，設(shè)計(jì)師可以準(zhǔn)確地了解建筑在不同時(shí)間段內(nèi)的光照情況，從而更好地選擇適合的建筑材料和布局方案。這樣不僅可以提高建筑的舒適度，還可以減少能源消耗和環(huán)境污染。通過節(jié)能模擬，設(shè)計(jì)師可以預(yù)測建筑在不同季節(jié)內(nèi)的能源消耗情況，從而更好地選擇適合的能源類型和節(jié)能措施。這樣不僅可以提高建筑的能源利用效率，還可以降低運(yùn)行成本和維護(hù)難度。

（3）實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性設(shè)計(jì)。隨著人們對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，如何在傳統(tǒng)民居改造中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性和環(huán)保性成為設(shè)計(jì)師必須面對(duì)的問題。而BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師考慮傳統(tǒng)民居的可持續(xù)性和環(huán)保性，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少能源消耗和環(huán)境污染。首先，BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師分析建筑物的能源使用情況。通過模擬建筑物的能源消耗過程，預(yù)測建筑物的能源消耗情況，從而選擇適合的能源類型和節(jié)能措施。其次，BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師分析建筑物的采光和通風(fēng)情況。通過模擬建筑物的自然采光和通風(fēng)過程，選擇適合的建筑材料和布局方案，提高建筑的舒適度和環(huán)境質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)的傳統(tǒng)民居宜居性改造路徑

本文以四川省宜賓市為例，探討B(tài)IM技術(shù)的傳統(tǒng)民居宜居性改造路徑。宜賓市擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)和傳統(tǒng)民居。然而，隨著時(shí)代的變遷和城市化的加速，許多傳統(tǒng)民居已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代生活需求，需要進(jìn)行改造和更新。根據(jù)宜賓市住宅建設(shè)部在政策簡報(bào)中明確的信息，老舊住宅改造類型有三種——基礎(chǔ)類改造、完善類改造、提升類改造三類，其中，基礎(chǔ)類改造應(yīng)在全省范圍內(nèi)普及，因地制宜推動(dòng)完善類和提升類改造，鼓勵(lì)有條件的地方創(chuàng)建完整社區(qū)[2]。

宜賓臨港創(chuàng)新孵化基地項(xiàng)目很好地運(yùn)用了BIM技術(shù)。該工程由四川省建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，地址位于宜賓市臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)護(hù)國路與梨灣路交匯處。本工程處于低洼地帶，場地屬低山丘陵中的寬緩沖溝或河谷地貌，場地屬性決定了地質(zhì)條件的復(fù)雜性。BIM團(tuán)隊(duì)采用了BIM5D三維場布軟件對(duì)現(xiàn)場臨設(shè)進(jìn)行布置，使臨設(shè)設(shè)計(jì)盡可能滿足適用、美觀、節(jié)約的要求，并能夠清晰直觀地感受現(xiàn)場布置效果，指導(dǎo)臨設(shè)施工。根據(jù)項(xiàng)目的需要，BIM團(tuán)隊(duì)建立好模型，并在質(zhì)量安全管理、5D進(jìn)度管理和資料管理等方面，將BIM技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行充分發(fā)揮，使得項(xiàng)目順利開展。接下來將對(duì)BIM技術(shù)的改造路徑進(jìn)行系統(tǒng)提煉。

3.1 評(píng)估和規(guī)劃

對(duì)于宜居性改造的傳統(tǒng)民居，需要進(jìn)行全面評(píng)估和規(guī)劃。評(píng)估的內(nèi)容包括房屋的結(jié)構(gòu)安全性、環(huán)境適宜性、生活便利性等方面。在評(píng)估過程中，可以利用BIM技術(shù)建立房屋的三維模型，對(duì)房屋的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析和評(píng)估。然后根據(jù)評(píng)估結(jié)果，制定詳細(xì)的改造規(guī)劃方案，包括改造的目標(biāo)、內(nèi)容、時(shí)間安排、預(yù)算等。

3.2 主體結(jié)構(gòu)改造

在傳統(tǒng)民居的改造中，主體結(jié)構(gòu)的改造是非常重要的。利用BIM技術(shù)可以精確地模擬房屋的結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和加固。同時(shí)，通過精確計(jì)算和分析，可以最大限度地保護(hù)房屋的結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性。在主體結(jié)構(gòu)改造中，還可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬施工和碰撞檢測，提高施工的準(zhǔn)確性。

3.3 水電系統(tǒng)改造

水電系統(tǒng)是傳統(tǒng)民居中的重要組成部分，直接影響到居民的生活質(zhì)量。利用BIM技術(shù)可以建立水電系統(tǒng)的三維模型，對(duì)水電系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。在設(shè)計(jì)過程中，可以綜合考慮居民的生活需求、節(jié)能環(huán)保、安全可靠性等因素，對(duì)水電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。通過虛擬施工和碰撞檢測，可以避免施工過程中的錯(cuò)誤和沖突，提高施工的質(zhì)量和效率。

3.4 節(jié)能環(huán)保改造

隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，節(jié)能環(huán)保改造已經(jīng)成為傳統(tǒng)民居改造的重要內(nèi)容。利用BIM技術(shù)可以模擬和分析房屋的能耗和環(huán)境影響，制定出更加節(jié)能環(huán)保的改造方案。例如，可以通過增加保溫層、更換節(jié)能燈具、安裝太陽能熱水器等方式，提高房屋的能源利用效率和降低能源消耗。同時(shí)，還可以利用BIM技術(shù)對(duì)房屋的環(huán)境進(jìn)行模擬和優(yōu)化，提高房屋的舒適度和宜居性。

3.5 室內(nèi)空間優(yōu)化

傳統(tǒng)民居的室內(nèi)空間往往比較緊湊，需要進(jìn)行優(yōu)化和改造以提高居住舒適度。利用BIM技術(shù)可以對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行全面的分析和優(yōu)化，合理分配空間布局和流線。通過三維模型的展示，可以讓居民更加直觀地了解改造后的室內(nèi)空間效果和布局，提高居民滿意度和舒適度[3]。

3.6 施工管理和監(jiān)測

在傳統(tǒng)民居的改造過程中，施工管理和監(jiān)測是非常重要的環(huán)節(jié)。利用BIM技術(shù)可以建立施工管理系統(tǒng)，對(duì)施工過程進(jìn)行全面的管理和監(jiān)測。在施工過程中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度的管理、質(zhì)量檢測、安全監(jiān)控等方面的工作，確保施工過程的順利進(jìn)行和質(zhì)量要求的達(dá)成。

4 BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居宜居性改造方案中的未來展望

隨著科技的不斷進(jìn)步和人們對(duì)傳統(tǒng)民居保護(hù)意識(shí)的提高，BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居宜居性改造方案中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。未來，BIM技術(shù)將會(huì)在以下幾個(gè)方面發(fā)揮更大的作用。

（1）數(shù)字化保護(hù)和傳承。BIM技術(shù)可以將傳統(tǒng)民居轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型，對(duì)傳統(tǒng)民居進(jìn)行全面記錄和保護(hù)。通過建立數(shù)字化檔案，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)民居的永久保存和傳承。利用BIM技術(shù)的可視化特性，可以更加直觀地展示傳統(tǒng)民居的歷史和文化價(jià)值，為研究和傳承提供更加準(zhǔn)確和全面的信息[4]。

（2）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)可以對(duì)傳統(tǒng)民居的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的優(yōu)化和升級(jí)。通過模擬和分析房屋的結(jié)構(gòu)、能源利用、環(huán)境影響等方面，可以制定出更加節(jié)能環(huán)保、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的改造方案。利用BIM技術(shù)的參數(shù)化特性，可以對(duì)改造方案進(jìn)行快速調(diào)整和優(yōu)化。

（3）智能化施工和管理。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工過程的智能化管理和監(jiān)測。通過建立施工管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的全面管理和監(jiān)控。在施工過程中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度的管理、質(zhì)量檢測、安全監(jiān)控等方面的工作，確保施工過程的順利進(jìn)行和質(zhì)量要求的達(dá)成。利用BIM技術(shù)的實(shí)時(shí)更新功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中的問題，提高施工的質(zhì)量和效率。

（4）協(xié)同設(shè)計(jì)和合作。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)和合作。通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，可以促進(jìn)不同專業(yè)之間的交流和合作。在設(shè)計(jì)過程中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測、協(xié)同設(shè)計(jì)等方面的工作，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和工序協(xié)同性。利用BIM技術(shù)的可視化特性，還能夠直觀展示設(shè)計(jì)方案和效果，促進(jìn)多方合作和溝通。

（5）可持續(xù)性發(fā)展。BIM技術(shù)可以促進(jìn)傳統(tǒng)民居的可持續(xù)性發(fā)展。通過制定節(jié)能環(huán)保的改造方案、采用可再生能源等方式，可以提高傳統(tǒng)民居的能源利用效率和環(huán)境適應(yīng)性。同時(shí)，利用BIM技術(shù)可以對(duì)傳統(tǒng)民居的環(huán)境進(jìn)行模擬和優(yōu)化，提高居民的生活質(zhì)量和舒適度。此外，利用BIM技術(shù)還可以對(duì)傳統(tǒng)民居進(jìn)行綠色改造和升級(jí)，使其更加符合現(xiàn)代環(huán)保和節(jié)能要求[5]。

總之，BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居宜居性改造方案中具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新應(yīng)用，BIM技術(shù)將會(huì)在傳統(tǒng)民居保護(hù)和更新中發(fā)揮更加重要的作用。需要學(xué)者進(jìn)一步探索和研究BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居保護(hù)和更新中的應(yīng)用，為保護(hù)和傳承這一珍貴的歷史文化遺產(chǎn)做出更大的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在傳統(tǒng)民居改造保護(hù)中具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。通過提高設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性設(shè)計(jì)和方便后期維護(hù)和管理，BIM技術(shù)可以為傳統(tǒng)民居的保護(hù)和更新提供強(qiáng)有力的支持和指導(dǎo)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新應(yīng)用，相信BIM技術(shù)將會(huì)在傳統(tǒng)民居保護(hù)和更新中發(fā)揮更加重要的作用，為傳承和發(fā)揚(yáng)這一珍貴的歷史文化遺產(chǎn)做出更大的貢獻(xiàn)。

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[作者簡介]劉邦（1977—），男，河南鹿邑人，博士，講師，研究方向：巖土工程防災(zāi)減災(zāi)。

[基金項(xiàng)目]四川省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練課題“十四五規(guī)劃背景下公司引領(lǐng)的舊房改造、環(huán)境美化以及房屋安全性檢測研究——以宜賓市為例”（S202310641164X）。