探讨历史建筑保护及应用

探讨历史建筑保护及应用

曹湑

513124198802170016

中建地下空间有限公司

摘要：在建筑领域，保护、修复和应用是一个热门话题。历史建筑既是一种传承，也是建筑业界发展的见证，因此，对历史建筑进行高品质的考察，将有助于促进我国建筑界更好地发展。从中国历史建筑的实际情况出发，对历史建筑的保护和修复进行了深入的探讨，并探讨了历史建筑的“建造智慧”在建筑行业发展中的地位和价值。

关键词：历史建筑；保护；应用；修复

引 言

历史建筑保护及其修复一直是建筑界关注的焦点，而历史建筑的修复费用高且耗时长，因此，只有具有修复价值的历史建筑才能得到修复，而历史建筑的修复却是一个难点。而在此基础上，对历史建筑所蕴涵的中国文化知识进行分析和传承，并将其应用到当代的建筑设计中去。

一、历史建筑的修复现状

当前，我国的城市发展中，由于对历史建筑的维护和发展，出现了一定程度的矛盾。在市场经济中，一些历史文化遗产被当作一种以旅游业为主要手段的短暂性的资产来进行管理，并且没有得到很好的保存。对于历史遗迹的保存，在新的城镇规划和建造过程中，往往被忽略。当前，由于受到自然环境和修复材料等因素的制约，对历史建筑进行修复时，往往会出现大量的损伤和损害，给历史建筑的安全性带来了很大的威胁。更关键的是，由于修复技术的特殊性和难度，加之修复中的传统技艺正在逐步消失，这就导致了某些具有历史意义的建筑物难以被很好地修复，乃至被废弃。

二、历史建筑中的建造智慧

（一）受力构件的设计

1.木构架的三大形式

抬梁式构架：将一个横向连接部件“坊”置于两个邻近的梁架的竖直线上；在各楼层的梁端设置“檩”，强化梁架之间的横向连接，形成稳定的复合框架，分散和承担上部屋面荷载，减轻屋面对底层的荷载，提高结构的稳定性。由于它消耗大量的木料，不够稳定，给古代房屋屋顶向柔性曲面转变提供了有利的客观条件，促使屋角上翘与下翘的发展。

穿斗式构架：以柱间间距密集、直径细小的落地柱为支撑“檩”，在柱间不设置横梁，以“穿”字型横梁将柱子排列成一列，再以挑坊上屋脊形成框架。它利用了细长的木头和密集的立柱间距，节约了大量的木料，并且还可以起到良好的防风性，但是它所形成的内部空间比较狭窄。

井干式结构：利用圆木将木材进行层叠，并在拐角处使木材端部相互交错咬合，从而形成一个臂架，不采用梁和柱，在臂架的两侧架上，竖起一根短柱，以承载脊檩。它施工简便，但消耗大量的木料，而且房屋的整体大小及开放的窗户和面积有限。

2.斗拱结构

斗拱是古代房屋的主要构造形式，由斗、拱、昂和枋四部分组成，是房屋屋面的主要承力部件。这不但解决了木质因刚性不足，导致应力易对梁架结构造成损伤的可能性，还提高了屋檐出挑的宽度和高度，从而保护了内部构件，从而在很大程度上降低了屋面及上部构架的载荷对于房屋整体的压力。其中，“昂”字首倾斜下落，“枋”字连接其上，构成一个完整的建筑体系，使得建筑体系更为坚固、稳固，在地震时，建筑体系在震动中产生位移，同时又能在建筑体系中发挥延展和均衡的功能，防止建筑坍塌。在多次强震的影响下，“斗”拱构造层会产生弹性形变，并产生摩擦力，从而达到缓冲、消能的目的。

3.榫卯结构

作为中国古代建筑的一种重要构造形式，榫卯构造因其优良的延展性和延展性，能很好地克服横向的冲力，达到“以柔克刚”的目的。在震后初期，榫卯相互推挤，将刚连接处转变为铰链节点，从而引起更大的塑性区，从而大大降低震害。并且，榫头与铆头之间的连接不需要消耗钢铁等材料，而是可以利用木件的多与少、高与低、长与短的结合，来限制木件在不同的方向上的运动。尽管每一个零件都很简单，也很难承受太多的力量，但这些凸起的零件，却可以承载更多的力量，而且越是强大的力量，它们的结合就越是牢固。

（二）排水设计

1.构件种类

在历史建筑中，瓦是最重要的屋面防水材料，它的原材料是“土”。它的特征是：原料丰富，材料容易获得，工艺简便，应用面比较广泛，基本上不会受到区域和环境的影响，可以根据各个区域的降水特征，采取各种铺设方法，破损后可以进行修补。还可以更换单一的瓷砖，造价低廉，工作量少。

青砖的功能就是起到通风透水的效果。例如故宫，地上铺满了穿孔的石头，其实就是下水管道的进水口，从房顶泄下的水，经过那些破孔，流入到下水道，又经过下水道，流入到内江。接着，又经过下水道，以故宫的地势，中间高，四周低，南北高的地势，使其很快与下水道的水流融合，并一同排出宫门。排水沟是一个非常关键的排水口。这条沟渠连接了整座城市所有的池塘，在遇到大雨的时候，可以进行水流的调整，降低了排水系统的压力，同时，还可以充分的利用这座城市的地势，让水流顺着地势顺势而下，这样，就可以将市区的雨水和废水，直接排放到河流之中，最大限度的降低了被雨水破坏的建筑面积。

2.房顶的独特性

古代中国房屋的排水方式，多采用坡面排水方式。倾斜屋顶不但外形美观，施工简便，还具有良好的排水效果。古时的房顶，屋脊高，坡度大，屋脊两边的坡度都在六十度以上，但屋檐上的坡度却不到三十度，这样就可以借助坡度大的水流，将水流从屋檐上冲下来。

三、BIM、VR技术的应用与发展

（一）BIM在历史建筑保护修复的应用

BIM能够用数字信息来对建筑物的实际信息进行模拟，这让对古代建筑的研究和保护工作变得更加方便和直接。同时，还可以将测绘得到的数据信息储存在模型中，为其构建一个信息化的模型文件，方便以后进行精确的定位，这可以大大提高修复和保护的工作费用。

在很长时间内，由于受到客观的自然和人类因素的影响，历史建筑的空间规模是不规则的。BIM技术能够根据历史建筑的实际尺寸，对历史建筑进行模拟，从而让技术工作人员能够对该建筑的当前状况和周围的环境状况有一个完整的认识，同时还能对该建筑受到的破坏和保护情况进行实时记录。通过对历史建筑修复的仿真，可以对历史建筑修复进行优选，并对历史建筑修复进行可视化分析。

（二）VR虚拟现实技术的应用

虚拟现实（VR）场景是建立在计算机技术、传感技术等基础上，可以对历史建筑进行模拟，通过 VR技术，可以对其进行3D重构，从而建立起一个真实的环境，从而实现对历史建筑的数字化保护，同时也有助于其周边的人文和自然景观的保护提出新的思路。VR技术在历史建筑中的应用，不仅能够利用虚拟技术来重现历史建筑的特征和周围环境，还能够对其修复过程产生有利影响。 VR技术还能够更好地将游客体验与历史建筑的保护工作结合起来。

结语

总之，对于国内的建筑界来说，历史建筑的研究和开发具有非常重大的价值，对历史建筑的修复和保护也越来越显得重要。建设行业的发展与国家经济的改进和提升有着密切的联系，同时，随着数字技术的不断发展和发展，也给对历史建筑的修复和保护带来了强大的技术支撑。在新时期，对历史建筑进行修复和保护，突破了以往技术上的局限，走上了信息化和科学化之路，并为历史建筑“建造智慧”在当代的应用提供了充分的技术支撑。

参考文献

[1]鲁月新,颜宇,夏君.物联网技术在历史建筑保护中的应用[J].北京测绘,2023,37(01):90-94.

[2]尚伟,何聪,郑小雪等.BIM技术在历史建筑保护中的应用——以林祥谦烈士就义处修复工程为例[J].建筑经济,2022,43(S2):307-311.

[3]乔琳茹.历史建筑测绘在北京历史建筑保护中的应用[J].北京测绘,2022,36(11):1587-1593.