急，领导叫你复活历史建筑该怎么办？

2023-11-30 11:52:15 作者：SketchUp Team

3D可以构建未来，也可以记录过去。历史建筑何其珍贵，如何记录他们的存在并使之长存呢？搭建数字资产尤为重要。

巴西建筑师法比奥·拉考斯卡斯(Fábio Rakauskas) 分享了他如何利用数字孪生技术来保存历史建筑。

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Q：您能解释一下历史建筑信息模型(HBIM) 是什么吗？

建筑是讲述城市及其文化遗产故事的重要元素之一。我们可以通过HBIM(历史建筑信息模型)来记录建筑的维护和修复历史。

建筑信息模型 (BIM) 贯穿从可行性研究到资产管理的整个建筑生命周期，而 HBIM 则是相反的过程：建筑物已存在，只有很少或没有文件记录，需要通过数字化方式重新创建以进行建筑的还原和管理。

检索这些信息需要进行全面的工作，以准确呈现建筑的原貌。最终形成的是一个有各种数据的3D模型——建筑的数字孪生，它是未来决策或翻修的基础。

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Q：可以想象HBIM的过程是多么具有挑战性。您是如何参与到圣贝尔纳多-杜坎波项目的？

我在圣贝尔纳多-杜坎波市政厅负责城市项目，也曾是历史文化遗产委员会的成员，在那里我研究了这座城市的发展史。

圣贝尔纳多-杜坎波拥有上世纪六七十年代现代主义建筑时期的很多重要历史建筑。其中包括著名建筑师保罗·门德斯·达罗查等人的作品在内，许多建筑都随着时间的流逝而被遗忘。

最近，市政府通过《Aldir Blanc 联邦法案》发布了有关促进文化发展的公告，我有机会参与到圣贝尔纳多-杜坎波的项目中，通过数字孪生再现这些现代主义历史建筑。

该项目主要包含三项交付成果：

1.编制 14 座现代主义建筑的清单。

2.在圣贝尔纳多美术馆 (Pinacoteca de São Bernardo) 为公众展出这些建筑的数字孪生模型。

3.在类似 SketchUp 的3D Warehouse这样的模型库发布模型，以供未来使用。

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Q：您为什么选择用 SketchUp 来实现这些建筑的数字孪生？

我选择 SketchUp 的原因是：

效率高；时间紧迫，我需要在很短时间独自建模14座建筑物。
灵活性强；在参考资料很少的情况下（一些历史建筑甚至没有任何原始文件），我在建模时可以不受限制地进行多次迭代。
与CAD文件和图像的互操作性好；我需要导入图片和带有平立剖及地形等高线的dwg文件，作为体量设计的参考。

与 SketchUp 配合，我还使用了Trimble Connect，它可以确保任何人都能够在移动设备、桌面或增强现实设备上查看模型，方便使用者共享设计。

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Q：让我们深入这个项目，给我们讲讲项目的更多细节。

为了数字重建这14座建筑物，我们首先需要收集建筑物的信息。常见的数据采集方法包括激光扫描和摄影测量，它们是数字化重建建筑物的绝佳方式。然而在这个项目中，这种技术并不适用。我们使用现有文档（旧纸质图纸或扫描的平立剖图）并实地考察，手动修改建筑细节。

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项目阶段及面临的挑战

我将通过最具代表性的一栋建筑——圣贝尔纳多市政宫和市民中心，来介绍这个项目的各个阶段。

圣贝尔纳多市政宫和市民中心的 SketchUp 模型

第一阶段：收集建筑体块的原始数据并建模

对建筑物体块进行建模的挑战：并非所有建筑都有原始的图纸文档，也没有三维模型。

图片来源：圣贝尔纳多杜坎波市政厅、文化办公室、记忆中心，2020年。

在建模时，为了尽可能忠于原设计，我使用了多种数据来源，包括谷歌地图来了解现状、历史照片以及对应时期的建筑新闻文章。我将该市的区域地图导入SketchUp，并创建了周边地区的体块模型。

“我使用 SketchUp 的照片匹配功能将图像叠加在模型顶部，并比较从原始 2D 文档创建的几何图形是否与建筑物的现状一致。这可以帮助识别未被记录的改建工程。”

第二阶段：组织模型

项目共有 14 座建筑，创建模型管理系统对项目的组织管理至关重要，所有相同类型的结构、标记和层次结构需保持一致。

对于市政宫大楼，我在一个旧的.dwg文件上开始建模，该文件包含一些图层信息和等高线。我使用 SketchUp 标记功能按专业和楼层组织模型，添加砌体、结构和砌砖等标记。我遵循了巴西建筑协会办公室 (ASBea) 的图层指南，以确保模型方便与其他信息数据库交叉引用。

“我使用了LayOut创建了包含所有建筑详图的大型A0图纸。这是我第一次使用 LayOut，感觉棒极了，尤其是能在更新模型后看到这些更新直接同步在 LayOut 中。”

第 3 阶段：将信息纳入 3D 模型

所有项目的SketchUp模型都使用带有信息的组和组件来组织

用 Trimble Connect, 我链接了多个外部资源，并在组件的特征中嵌入了关于模型的重要信息，包括：

所有原始二维文档的链接
有关材料、颜色、纹理、混凝土类型和其他建筑细节的信息
有关坡道、楼梯、雨棚和结构元素的所有可用文档的链接
有关参与每个项目的建筑师和其建筑工程专业人员的数据
建筑体可参考的历史资料图像和文献链接

这样，当在 Trimble Connect 中查看项目时，可以轻松浏览每个对象中的链接，以访问项目的历史记录和文档。

第四阶段：竣工图及周边环境

市政宫大楼多年来经历多次整修：加建了必备的消防逃生塔和一些附属建筑，拆除了一些附属建筑，原来的景观变成了水景。

该项目的初衷是呈现建筑的原始状态。不过，我还是把这些年的建筑更新进行了建模。用SketchUp的管理目录将模型一一分类，这样可以轻松比较建筑更新的各个状态。市政厅的最终数字模型包含了周边区域，方便看建筑所在的环境背景。

第五阶段：最终展出

在项目的最后阶段，我们在在圣贝尔纳多-杜坎波皮纳科特卡（Pinacoteca de São Bernardo do Campo）举办了一场展览，将物理世界和数字世界结合起来。

该团队将 SketchUp 模型导出到 3D 打印机，并制作了所有建筑的实体模型。参观者可以扫描二维码以AR的方式查看模型，或使用 Trimble Connect 访问与模型相关的所有原始信息和历史资料。

Q：我们如何能看到数字孪生模型？

目前，这些项目可通过虚拟展览APP进行访问。SketchUp 用户也可以在3D 模型库中查看这些模型。

Q：使用数字孪生模型来指导这些建筑的未来决策有什么好处？

仅基于二维文档做出决策可能会由于错误理解原始设计而对历史保护产生负面影响。此外，市政委员会由各行各业的专家组成，他们仅通过二维文档很难想象出真实空间效果。

三维模型更容易让人理解。大家可通过Trimble Connect访问这14个历史建筑的数字孪生模型，从而做出更明智的决定。每当有新的内容添加时，这些模型需要随时更新，以便建筑的数字孪生可以反映出其当前状态。

Q：这个项目完成后，您要做的下一个大项目是什么？

使用 SketchUp 一直是我的热情所在，我喜欢将这种热情传递给我的学生。我正在为建筑系学生和应届毕业生开发一门BIM相关的课程。传统上，学生们学习应该先从二维图纸开始，然后再进入三维空间。我提倡三维优先，SketchUp 就非常适合。建筑是一种视觉实践，借助三维可以更好地在初期理解项目并作出决策。