简介:关于本文可作为相关专业修缮历史论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文修缮历史论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
蔡颖佶CaiYinji
【摘 要】文章介绍三维激光扫描技术和TruViexv软件技术的相关原理,结合钱仓路吴氏民居与和平饭店南楼两个典型案例,论述其在建筑修缮中的设计与技术应用.
【关键词】优秀历史建筑：三维激光扫描技术：TruView软件技术；修缮；设计
【Abstract】This paper fist introduces principles of 3-D laser scanning technique and TruView software technique, and proceeds to explain their application to the design of building renovation taking Family WUj-S Residence and the south building of Heping Hotel at Qiancang Road as examples.
【Keywords】 lExcellent historical building, 3-D laser scanning technique, TruView soft~ware technique, renovation, design
3.0 TruView软件技术
TruView软件技术,是一项基于三维激光扫描技术的附加功能,通过网络数据或者本地数据文件,可以自由便捷、查看、测量三维空间的点云数据( Free、EasV Viewinq、and mark-up of pointclouds),对其生成的空间数据可以保存、测量、使用.人们可以在计算机屏幕上观看高清晰度点云图像,就是可以按照使用者的需求,对数据空间进行动画式的展现、互动式的控制、便捷性的测量和绘制,具有身临其境的直观效果.而且,结合互联网共享设置,软件还可以允许从世界任何地方访问数据库.
运用TruView技术,使用者可以提取真正的三维坐标,准确地测量距离,显示正确的点云图,为高精度、详细、快速和安全地对建筑物进行清晰的测量和建模提供了有效的解决方案.目前我们将其试点应用在历史建筑的修缮工作中,可以将其作为数字化保护数据库管理的有效手段,为今后任意时间和空间查询当前保存的建筑历史信息依据提供了极大的便利和可能性.
4和平饭店南楼斯沃琪艺术中心——应用三维激光扫描技术和TruView技术
4.1项目概况
和平饭店原名汇中饭店(PalaceHotel),始建于1906年,是位于外滩核心区的带有文艺复兴风格的标志性建筑之一,楼高七层,建筑面积11697m2.作为一个具有百年历史的全国重点文物保护单位,此次将老建筑按历史原状进行修缮,依法保护,合理利用,功能定位于斯沃琪艺术中心( Swatch ArtCenter),首层为Swatch（斯沃琪）、Brequet（宝玑）、Blancpain（宝珀）、Omeqa（欧米茄）等名表展厅,其上各层修缮后用作艺术家工作室、总统VIP套房和餐饮等功能.
文保修缮部位包括沿南京东路和外滩的Fecade保护立面、著名的汇中厅、底层大堂、富有特色的雕花木楼梯间以及六层小宴会厅（因论文范文宋美龄联姻而名）,其中室内重要部位的保护要求为整体保护和严格保护.屋顶上的方穹型和覆盆式的三座塔楼也将按照始建时的状态复建.
和平饭店南楼是国家级文物,“不改变文物原状”是修缮的首要原则,也就是既要维持其文脉特征,又要充分体现对其保护性修缮利用的原真性、可识别性以及可逆性等特征,最大限度地尊重历史原貌,最小地干预并使其具有可逆性.设计过程中运用了先进的三维激光扫描技术对老建筑进行了数据保存,并随后运用基于三维数据而发展的TruView技术作为修缮设计辅助手段,严格遵循文物保护原则,为和平饭店南楼的修缮起到重大的作用.
4.2应用三维激光扫描技术辅助测绘
4.2.1应用背景
作为要赶在世博期间开幕的重点工程项目,整个项目的设计周期非常紧张,修缮的重点部分还要经过国家文物局的审批和多次专家论证.不同于吴氏民居项目的是,和平饭店南楼历史悠久,体量较大,保存的历史原物丰富,保护部位细节繁多,尤其象汇中厅、底层大堂等天花线脚和墙裙雕工细腻,非常精美（图10、11）.要完整地描绘这些细部从而制定详细的修缮设计方案成了迫在眉睫的任务.
设计技术人员在5天时间内使用先进的三维激光扫描仪和高精度的全站仪完成和平饭店南楼北立面和东立面、底层大堂及西厅、汇中厅、木楼梯间、六楼宴会厅的扫描等外业工作,再用12天时间运用专业的工程软件完成各厅所有二维立面图及部分三维模型,最终为后期修缮设计提供了强有力的技术支持,仅这一点就获得了Swatch集团、专家以及上级主管极力地肯定.
4.2.2技术解决的难点
和平南楼项目中保护部位众多,材料有花岗岩、清水红砖、白瓷砖、柚木、石膏、金箔等,位置有的接近正常视点,有的则距地6m多高.我们数据采集的基本元素为点,无论是真实曲面过渡还是由于不可抗力的破坏,都被真实地转换成三维数据,再根据点云数据绘制二维立面图,或根据三维曲面模型任意位置生成断面,来分析天花线脚等装饰物的细部,这也是使用传统复原方式所无法在短时间内达到的,至于精度,绝对比手工测量后再进行三维建模来得高,更何况曲面手工放样也并不容易.
(1)本项目存在空间大、细节多、大面积修复处较多等问题,以前按照测绘的常规手段如法式测试（采用传统的皮尺及测距仪等相关工具进行测量）无法准确详尽地反映这些难于观察的构造部位.这些难题对三维激光扫描则迎刃而解.如大堂和汇中厅碰到的技术难点在于：被扫描对象的高光区较多（镀金材料）,花纹层层叠加,种类繁多,距地高度近6m,但结合测量与影像技术有效地解决了该问题（图12）.
(2)根据三维点云数据,计算机软件可以截取任意平面获得二维空间尺寸数据,从而可以绘制出不同区位的内立面图.例如六层小宴会厅的巴洛克风格的柚木雕花墙裙和天花处雕花装饰木栏杆可以绘制二维投影图形,也可以根据设计需要将不同层次分别表示（图13）.
(3)三维空间数据可以拼接成一体实现无缝拼接,如全长约80m的建筑保护立面的三维空间数据可以一次性拼接成一体（图14）,误差仅2mm,误差率仅0.025%.
(4)老建筑中的细部构造常常很复杂,代表了当时的建造水平和审美观念,但即使是档案中原设计图纸也无法表示其细部尺度,修缮设计时经常碰到这种情况.例如汇中厅顶部B轴柱饰及多层天花线脚为历史原物,保留较完好,但C轴的大部分空间施以拱券(图15),将大空间分割成内外两部分空间.据设计多方考证,此处拱券为后期改建.本次修缮将恢复始建时期的大空间,并打通通向大堂的入口,与朝向外滩的东入口以及顶部八角灯具形成中轴对称的构图,再现英式建筑典雅而严谨的布局.但拆除拱券后可见为数不少的柱头顶部雕花以及精美线脚已损毁,传统的施工工艺是用牛皮胶等根据房屋内保存尚好的细部翻模复制,但年代久远,边界模糊,且多只能用于局部修复,对较大范围的空间按模数还原线脚雕饰就具有一定的难度了,很容易出现新旧边界收边时对不齐的现象.
根据对现场保留完好的历史原物的细部进行三维激光扫描的数据,设计师可以便捷地将图形按照模数在整个空间进行组合放样,及时发现细部尺寸的差异并进行调整,并可以任意角度的获取任何想要的截面图,反复校正设计细部与历史原物对比,也使修复行为具有真实性及可逆性.这样按图施工将有效地保证修缮质量(图16、17).实测的点云数据可以和CAD设计图纸无缝衔接（图18）.
4.3 TruView计算机技术的应用
4.3.1应用背景
在历次专家论证会上,关于保护部位的修缮方法都是会议的焦点,设计师使用TruView计算机技术,可以及时调出重点保护部位的详细数据库,并根据要求选择视点、观看角度．观看距离,影像具有强烈的现场感和清晰度.本项目中,专家们和设计师结合投影屏的影像对雕花木楼梯间、汇中厅等处的争议部分进行了热烈的讨论,最终及时又准确地达成了共识,确定了修缮计划,这比常规组织下现场边看边评议的方式大大提高了效率,得到了专家、领导和业主方的好评.
4.3.2技术解决的难点
和平饭店南楼作为历史悠久的全国重点文物保护单位,修缮设计的难题之一就是历史原状的保存.历史信息的获得除了档案馆、图书资料影像等等,现场保留完好的历史原物也是重要的参考资料,对按照历史原貌复原空间格局非常有用.其修缮设计过程中历经数次专家评审,在对历史原真状态的讨论中,TruView的数据再现了现场保留的历史原状,提供了常人肉眼观察不到的细节,最终专家评审得出了一致意见,对随后的修缮方式起了决定性作用.
运用这种基于Web的全景点云浏览软件,使用者可以3600全景的方式进行查看,平移视角,像使用camera -样缩放焦距和标记测量点云数据.通过该项技术的运用,大大方便了研究历史空间问题的专家、领导、业主在同一地域或不同地域进行可视化的数据提取、分析、成果共享等,促进了沟通.
例如大堂底部雕花木楼梯为百年历史原物,保存状况尚好,至今仍在使用.楼梯为三跑形式,立柱及栏杆全部为柚木雕花,具有很高的文物价值.根据历史资料及结构受力特点,楼梯原本为对称梯井四角各设一根通高的带镀金柱帽的雕花立柱.但在多年的使用中,东南角增设了设备间,影响了楼梯底部柚木墙裙的一致性.更严重的是西南角的立柱缺失,在此次修缮前,该处梯段是以一根后加的木托梁承重的.木梁一段支在南侧砖墙上,一段支在西北角立柱旁边后加的八角柱上.后加的八角柱从材质、样式、做工上和其他三根历史原物的立柱不可同日而语,而且此处结构存在隐患.我们在修缮设计中将拆除设备间、八角柱和木托梁,按历史原样重做柚木墙裙以及西南角雕花木柱,恢复历史空间格局.这当中经过了几次专家论证,最后设计结合三维激光扫描技术实测数据以及TruView技术,在论证会上详细展示了这部分空间现有的以及修缮后的效果,得到了专家组一致的结论.同样经过反复论证的还有楼梯顶端后期加建的简易机房,对楼梯空间及顶部精美的石膏线脚都造成了破坏.如今雕花木楼梯根据历史资料和计算机分析的历史信息进行了全面修缮,已经恢复了原有的气派.
历史建筑修缮技术规范:辽宁历史上第一个论文范文党支部活动旧址修缮工程启动 第一时间
基于激光测绘数据的三维矢量空间,TruView数据能随时查看现场状况和实现基础测量,真实、完美地再现历史建筑保护部位精美的细节和建筑的全貌.它可提交的所有数据都是传统手工测量所无法实现的!也就是说,在今后的任意时间都可以通过相应的网络和软件调出当前采集的数据,对建筑空间进行直观的浏览.通过专业软件,以鼠标控制观看角度／距离,像高大空间等不易触及或光线昏暗不易观察的部位,都可以在屏幕上清晰地再现.类似动画效果查看,目前是黑白数据影像,任意角度和焦距,可以截屏,作为影像资料可获得任意截面的剖切端面投影,矢量化,可用于细部精确还原.数据信息可为今后的进一步修缮提供准确详尽真实的资料,推而广之,可以为众多的优秀历史建筑度身订造数字化的管理档案.
5结语
随着修缮工程领域各项技术水平的提高,越来越多的信息技术可以横向服务于工程的各个方面.三维激光扫描技术和TruView技术在历史建筑修缮工程中的实际应用,也实现了从原本的工业船舶领域到建筑领域的跨越,也有利于该项技术行业标准的制定.我们的优秀历史建筑修缮过程也是不断探索的过程,通过对计算机信息技术的应用,修缮设计将更好地秉承历史原物的独特风格,协调建筑形式、空间格局、材质色泽、构筑细部等,强调优秀历史建筑的原真性、可识别性、可逆性、可读性、功能再生性.
“他山之石可以攻玉”,将这些日益发展的计算机技术结合到修缮和相关研究中,不但为亟待修缮的历史建筑订造适合的修缮计划提供有力的参照,而且为相关管理部门以及房屋使用者提供必要的客观信息,合理约束其使用功能以延长使用年限.具有较强的指导性和可操作性,也有利于整体提升本市优秀建筑的修缮水准,加强人们对历史建筑的保护意识和长效管理.相信随着信息技术的不断更新,以及在实际工程的熟练运作,历史建筑修缮保护工作会越来越信息化、高科技化和高效化.
（收稿日期：2010-08-10）
总结：本文是一篇修缮历史论文范文，可作为选题参考。
历史建筑修缮技术规范引用文献:
[1] 建筑工程技术专科论文题目范文 建筑工程技术专科论文标题怎么定
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[3] 高层建筑施工技术论文选题推荐 高层建筑施工技术论文题目选什么比较好
