建筑節(jié)能博士論文精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的建筑節(jié)能博士論文主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：建筑節(jié)能博士論文范文

關(guān)鍵字： 既有建筑；改造；國(guó)外

引言

城市的老化和衰退是一種自然的經(jīng)濟(jì)規(guī)律和歷史現(xiàn)象，在城市的發(fā)展過(guò)程中是不可避免的。既有建筑的改造活動(dòng)從歐洲奴隸制社會(huì)時(shí)期就已經(jīng)存在，延續(xù)至今，不論是技術(shù)方面還是改造標(biāo)準(zhǔn)方面均得到了很大的進(jìn)步與完善。本文概述了西方國(guó)家既有建筑改造活動(dòng)發(fā)展的歷程，重點(diǎn)介紹了當(dāng)代西方國(guó)家既有居住建筑改造的先進(jìn)技術(shù)與政策法規(guī)等，希望能對(duì)我國(guó)的既有建筑改造活動(dòng)起到指導(dǎo)作用。

根據(jù)西方建筑的發(fā)展史，本文將西方既有建筑改造的理論與實(shí)踐活動(dòng)分為歐洲古代、歐洲資產(chǎn)階級(jí)革命時(shí)期和現(xiàn)代三個(gè)時(shí)期加以論述。

1 歐洲古代（~1640）

據(jù)現(xiàn)有的史料掌握情況，西方既有建筑改造的雛形始于歐洲奴隸社會(huì)時(shí)期。較早的改造活動(dòng)是以建筑功能與類(lèi)型不斷推敲、加以完善為目的展開(kāi)的。由于經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展，致使建筑創(chuàng)作領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，進(jìn)而公共建筑類(lèi)型增多。會(huì)堂、劇場(chǎng)、市場(chǎng)、浴堂、旅館等一些功能性建筑在這一時(shí)期形成了相對(duì)成熟的形制，如劇場(chǎng)、浴堂等（如圖1）。

而中世紀(jì)的既有建筑改造活動(dòng)大多圍繞宗教運(yùn)動(dòng)的更迭展開(kāi)，改造的建筑類(lèi)型比較單一，多集中于教堂、清真寺等。由于建造工期較長(zhǎng)，建筑的改造活動(dòng)存在著周期長(zhǎng)、技法不一的特點(diǎn)。

歐洲資本主義萌芽和絕對(duì)君權(quán)時(shí)期出現(xiàn)了歐洲古代舊建筑改造實(shí)踐活動(dòng)的亮點(diǎn)，集中體現(xiàn)于意大利文藝復(fù)興時(shí)期。這一時(shí)期出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的體量、功能改造，對(duì)立面改造也上升到了美學(xué)層次，譬如阿爾伯蒂設(shè)計(jì)的安農(nóng)齊阿教堂立面改造（1470-1477年）（如圖2）。這一時(shí)期的建筑改造技術(shù)普遍應(yīng)用當(dāng)時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)和成熟技術(shù)，具有鮮明的時(shí)代特色[1]。

2 歐美資產(chǎn)階級(jí)革命時(shí)期（1640~1918）

英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命后，工業(yè)化進(jìn)程不斷加速的同時(shí)，也加快了建筑技術(shù)的變革，產(chǎn)生了新技術(shù)和新材料；同時(shí)催生了近代城市化，帶來(lái)新功能，進(jìn)而出現(xiàn)新建筑。對(duì)既有居住建筑的改造活動(dòng)始于19世紀(jì)初的巴黎改造。1811年，巴黎著手改建丟勒里宮北側(cè)的李沃利大街，沿街是一色的房屋，連閣樓一共五層，底層是商店，前面有連綿的券廊，形成人行道。這條大街在19世紀(jì)中葉改造完成后成為商業(yè)街道的范本[2]。

在這一時(shí)期，出現(xiàn)并提供了改造既有建筑的新手段：鋼鐵，玻璃、鋼筋混凝土和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)科學(xué)。技術(shù)進(jìn)步與設(shè)施革新對(duì)既有建筑的再利用實(shí)踐活動(dòng)起到了根本的推動(dòng)作用，有一些經(jīng)典的改造技法得到普及，進(jìn)而演化成為新的建筑形制，如玻璃廊的產(chǎn)生（如圖3）。

3 現(xiàn)代（1919~今）

一戰(zhàn)到二戰(zhàn)期間，西方國(guó)家處于動(dòng)亂的時(shí)期，兩戰(zhàn)期間雖然出現(xiàn)了屈指可數(shù)的舊建筑改造再利用實(shí)踐項(xiàng)目，但是在長(zhǎng)期戰(zhàn)亂與經(jīng)濟(jì)蕭條的影響下卻難以為繼。舊建筑的改造在這一時(shí)期顯得無(wú)章法可循、支離破碎。

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，受到戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的國(guó)家紛紛開(kāi)始了戰(zhàn)后重建活動(dòng)。

戰(zhàn)后的德國(guó)，以再造的方式保留傳統(tǒng)。在那些已經(jīng)進(jìn)行重建的城市里，古老而傳統(tǒng)的面貌殘留下來(lái)的痕跡，往往是小心翼翼地被保護(hù)了下來(lái)。許多遺跡甚至被完全摧毀的紀(jì)念物，被精心照原樣恢復(fù)，像科隆的圣馬丁附近沿河住宅?？梢哉f(shuō)，這些真實(shí)作品的等比例模型自然不會(huì)真正取代原作，卻使得重建工作更容易些，并在城市景觀中重現(xiàn)它們的存在。

在這一時(shí)期，既有建筑的改造仍然大多局限于對(duì)特殊歷史文化價(jià)值的珍寶式建筑遺產(chǎn)的藝術(shù)化再利用，改造的類(lèi)型局限性大，功能置換的自由度不高，改造仍然不是大量的、能夠應(yīng)對(duì)社會(huì)需求變化的再設(shè)計(jì)與再建造活動(dòng)。

1970年后爆發(fā)的兩次石油危機(jī)造成的巨大沖擊與影響，使開(kāi)發(fā)商認(rèn)識(shí)到新建建筑耗費(fèi)巨大的能源，能源危機(jī)又迅速提高其成本，進(jìn)而轉(zhuǎn)求更為廉價(jià)的建筑方式――既有建筑的改造再利用。

20世紀(jì)80年代后，西方對(duì)舊建筑的改造包括兩方面的內(nèi)容：一方面是對(duì)既有建筑特別是普通老建筑的性能與功能改造，另一方面是延續(xù)一個(gè)時(shí)期對(duì)歷史性建筑的持續(xù)更新與改造再利用。

比如，美國(guó)1980年代中期以來(lái)，美國(guó)的改造更新發(fā)展繼續(xù)同城市復(fù)興實(shí)踐緊密地結(jié)合在一起，以舊金山漁人碼頭的戲劇性再生為例：從罐頭廠到商業(yè)中心（如圖4）。

4 當(dāng)代

新世紀(jì)以來(lái)，西方各國(guó)延續(xù)著上世紀(jì)的節(jié)奏，大有“將改造進(jìn)行到底”之勢(shì)。普遍從節(jié)能、綠色、生態(tài)等角度出發(fā)，掀起了新一輪既有建筑改造熱潮。

德國(guó)政府還設(shè)立專(zhuān)門(mén)的基金用以推動(dòng)舊房改造，如Kfw基金，對(duì)建筑改造工程提供資金上的優(yōu)惠，使改造工程可以更好地執(zhí)行。，以實(shí)現(xiàn)提高建筑舒適度、降低建筑能耗、減少環(huán)境污染的三大目標(biāo)。

具體行動(dòng)上，德國(guó)每年投入大量資金用于住宅改造，舊房改造的內(nèi)容很多，包括：增加建筑外保溫措施（住宅墻體增加保溫材料），更換高效門(mén)窗（防止熱量從門(mén)窗散失），替換高能耗的采暖措施（提高熱能利用率），通過(guò)這些維護(hù)更新方法，德國(guó)的舊房改造取得了很高的成效。從政府公布的數(shù)字來(lái)看，德國(guó)舊房改造后，居民住宅每平米CO₂減少的排放量達(dá)到40公斤/年。

德國(guó)既有建筑具體的改造技術(shù)如下[3]：

（1）德國(guó)冬季多以燃油取暖為主。未進(jìn)行節(jié)能改造的住宅，其燃油量在20升/以上。路德維希港的一棟示范建筑，主體為磚墻的住宅，外墻貼上20厘米厚的聚苯乙烯板做外保溫，屋頂則采用29厘米的聚苯板保溫，還采用了其他一些措施。改造的結(jié)果，在提高室內(nèi)舒適度的情況下，采暖燃油降到3升/

（2）外窗采用了三層玻璃密封窗，采用Low-e玻璃，內(nèi)充惰性氣體，外設(shè)卷簾或窗板。

（3）將石蠟制成成分散的極小顆粒摻入保溫材料中，抹于外墻內(nèi)側(cè)，利用石蠟相變吸收或放出的熱量的特性，起調(diào)節(jié)和保溫的作用。

（4）外保溫與裝飾一體裝配化。對(duì)既有建筑的節(jié)能改造來(lái)說(shuō)，盡量采取施工速度快，沒(méi)有濕作業(yè)、對(duì)住戶影響小的技術(shù)。在聚苯乙烯保溫層外貼面磚，在工廠預(yù)制成塊體，到現(xiàn)場(chǎng)用錨固件固定在外墻上，修補(bǔ)好預(yù)留的、錯(cuò)開(kāi)接縫后，外保溫與外飾面即可一次完成。該種技術(shù)可用于我國(guó)既有建筑的節(jié)能改造。

英國(guó)的既有建筑量巨大，1970年以后的新建建筑僅占全部建筑的20.9%，住房基本已經(jīng)飽和。英國(guó)政府每五年修訂一次房屋節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，不斷調(diào)整建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值，并依次展開(kāi)節(jié)能改造活動(dòng)。如表1列出了英國(guó)住歷年宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限值，可看出英國(guó)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的要求標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高。

以下是英國(guó)既有建筑改造的一些做法[4]：

對(duì)于舊墻加強(qiáng)保溫來(lái)說(shuō)，往墻內(nèi)空氣間層中填入高效保溫材料，是最廉價(jià)、最迅速的解決方法。施工時(shí)不至干擾住戶，缺點(diǎn)是熱橋問(wèn)題不能解決，有時(shí)在間層內(nèi)還有結(jié)露的可能性。

基本上不動(dòng)舊窗，只在窗戶上加透明層，利用中間的空氣層保溫。該種做法是利用原有窗框，或鑲在特制的輕質(zhì)框內(nèi)，再用螺絲擰上、鐵鉤構(gòu)筑或用磁鐵吸住。

結(jié)語(yǔ)

國(guó)外的既有建筑改造活動(dòng)開(kāi)始的較早，尤其是近三十年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家在新型建筑保溫材料的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，建筑節(jié)能法規(guī)的制定和實(shí)施、建筑設(shè)計(jì)施工、新型建筑節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)證和管理以及建筑使用中的節(jié)能等方面做了大量的工作。不但改善了環(huán)境，提高了建筑的舒適度，而且節(jié)省了寶貴的能源，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，城市的結(jié)構(gòu)性和功能性衰退將日益成為我國(guó)舊城改造的關(guān)鍵。既有建筑的綜合改造不是推倒重建，這既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)，而是立足于現(xiàn)有條件，新建與改造并重。故借鑒國(guó)外較先進(jìn)的技術(shù)、建筑節(jié)能產(chǎn)品以及建筑節(jié)能法規(guī)等，創(chuàng)造出適宜的既有建筑改造技術(shù)顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭寧.關(guān)于建筑改造之中西對(duì)比研究[D].天津大學(xué)博士論文,2004.

[2] 陳志華. 外國(guó)建筑史（第三版）[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004.

[3] 盧求，卓定疆. 德國(guó)建筑節(jié)能政策體系和技術(shù)措施[J].北京房地產(chǎn),2006（4）,103-105.

第2篇：建筑節(jié)能博士論文范文

在我國(guó)很多學(xué)者做了相關(guān)BIM的研究并取得了成果。例如，清華大學(xué)的張建平教授完成了“基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)”的研究，并成功地將其應(yīng)用到了國(guó)家體育場(chǎng)等大型的項(xiàng)目中；另外，清華大學(xué)和中國(guó)建筑科學(xué)研究院合作了國(guó)家“十一五”項(xiàng)目“建筑設(shè)計(jì)與施工一體化信息共享技術(shù)研究”和“基于BIM技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”，側(cè)重于BIM應(yīng)用軟件的研究，正在推出基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)、建筑成本預(yù)測(cè)、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑施工優(yōu)化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性評(píng)估等一系列應(yīng)用軟件[9]。在鳥(niǎo)巢、水立方這些近年來(lái)舉國(guó)矚目的項(xiàng)目上，已經(jīng)運(yùn)用了BIM。在水立方的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員用BentleyStructural和MicroStationTriForma有效實(shí)現(xiàn)了維倫第爾式空間梁架（Vierendeelspaceframe）的建模和計(jì)算，2005年贏得了美國(guó)建筑師學(xué)會(huì)（AIA）頒發(fā)的建筑信息模型獎(jiǎng)。然而國(guó)人似乎更加津津樂(lè)道于這些建筑具有震撼力的表皮和外國(guó)建筑大師對(duì)中國(guó)文化的借鑒。其實(shí)，這些建筑留給中國(guó)建筑界的最大財(cái)富，可能正是信息時(shí)代以數(shù)字信息模型為基礎(chǔ)的全新工作方式。從歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)研究領(lǐng)域來(lái)看，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，歷史建筑保護(hù)也跨入了信息時(shí)代，數(shù)字技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于建筑遺產(chǎn)的保護(hù)研究。信息化技術(shù)在歷史建筑保護(hù)與管理中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。特別是地理信息系統(tǒng)（GIS）、三維激光掃描、信息化建模、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的應(yīng)用，給傳統(tǒng)的歷史建筑保護(hù)模式帶來(lái)了新的技術(shù)手段[10]。文化遺產(chǎn)保護(hù)工作進(jìn)入了一個(gè)新的信息時(shí)代，數(shù)字化遺產(chǎn)成為世界各國(guó)的共識(shí)和共同推進(jìn)的目標(biāo)，遺產(chǎn)的數(shù)字化、可視化和信息化等技術(shù)正在文博部門(mén)廣泛開(kāi)展。世界各國(guó)成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于歷史建筑保護(hù)研究。1992年，聯(lián)合國(guó)教科文組織開(kāi)始推動(dòng)“世界的記憶”項(xiàng)目，用現(xiàn)代信息技術(shù)使文化遺產(chǎn)數(shù)字化，這是信息技術(shù)與文化遺產(chǎn)結(jié)合的關(guān)鍵時(shí)期。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為人們承載歷史記憶的方式之一[11]，1995年英國(guó)巴斯舉行了虛擬遺產(chǎn)會(huì)議（VirtualHeritage）展示歷史建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。1997年在芬蘭的倡議下，歐盟國(guó)家就開(kāi)始為信息社會(huì)“第二發(fā)展階段”描繪藍(lán)圖，文化遺產(chǎn)數(shù)字化是其基本內(nèi)容之一。美國(guó)對(duì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)非常重視，國(guó)家投入巨額資金開(kāi)展“美國(guó)記憶”項(xiàng)目，各方協(xié)調(diào)合作將其珍貴的歷史文獻(xiàn)資源發(fā)展為數(shù)字資源庫(kù)，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向全球傳播。同時(shí)一些碩博士論文和專(zhuān)著開(kāi)展數(shù)字技術(shù)在歷史建筑保護(hù)領(lǐng)域的理論研究，探討信息技術(shù)對(duì)于建筑遺產(chǎn)的管理與運(yùn)行機(jī)制[12]；研究可視化等數(shù)字技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)的沖擊和影響[18]。同時(shí)也有一些研究是針對(duì)BIM技術(shù)在遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，如PrabhuVenkatesh以多倫多市區(qū)歷史建筑改造為例探討B(tài)IM技術(shù)在文物建筑整體改造過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用[13]。Kim,J和Jeon,BH提出用BIM和參數(shù)化建模等技術(shù)復(fù)原傳統(tǒng)的韓屋構(gòu)造[14]。國(guó)內(nèi)歷史建筑保護(hù)與信息技術(shù)結(jié)合最早是從故宮和敦煌開(kāi)始數(shù)字化遺產(chǎn)保護(hù)。隨著GIS軟件功能及GIS數(shù)據(jù)處理方法信息技術(shù)的推廣，GIS在地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[21]，這些信息技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)起到重要的輔助作用。清華大學(xué)建筑學(xué)院人居環(huán)境研究中心進(jìn)行了GIS技術(shù)在北京舊城保護(hù)研究。

南京大學(xué)城市與資源學(xué)系也開(kāi)展了基于GIS技術(shù)的蘇州古城規(guī)劃。2000年聯(lián)合國(guó)教科文組織與東南大學(xué)建筑學(xué)院合作成立了GIS中心，并編制國(guó)內(nèi)第一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于歷史街區(qū)保護(hù)的信息管理系統(tǒng)（鎮(zhèn)江西津渡歷史街區(qū)）[15]，胡明星和董衛(wèi)老師翻譯聯(lián)合國(guó)教科文組織地理信息系統(tǒng)手冊(cè)[16]，并開(kāi)展GIS應(yīng)用于歷史街區(qū)的現(xiàn)狀調(diào)查、保護(hù)規(guī)劃編制、保護(hù)和管理的全過(guò)程研究。武漢大學(xué)建筑系在歷史建筑保護(hù)方面也做了相關(guān)探索和研究，把GIS技術(shù)和歷史建筑價(jià)值評(píng)估等現(xiàn)狀研究工作緊密結(jié)合（圖1）。另外，有一些國(guó)內(nèi)院校的碩士論文集中在數(shù)字化、GIS等技術(shù)手段與歷史建筑保護(hù)的結(jié)合，研究構(gòu)建古村落文化遺產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)[17]、探討利用GIS技術(shù)分析舊城區(qū)土地性質(zhì)、面積、空間分布等變化[18]、利用現(xiàn)代信息技術(shù)（3S）手段構(gòu)建文化遺產(chǎn)保護(hù)工程管理綜合信息平臺(tái)，通過(guò)該系統(tǒng)為文物日常管理、搶救性保護(hù)以及修復(fù)實(shí)施和管理監(jiān)測(cè)工作提供支撐[19]。另外也有一些研究集中在根據(jù)古建筑的模式化特征，分析研究應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)的方法，嘗試將參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用到古建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程，建立古建筑的參數(shù)化模型，選用GDL（GeometricDescriptionLanguage）參數(shù)化技術(shù)研究中國(guó)古建筑大木的參數(shù)化設(shè)計(jì)[20]。以及建立參數(shù)化古建筑構(gòu)件庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)古建筑三維模型的精確重建，實(shí)現(xiàn)古建筑的數(shù)字化存檔，為古建筑工程的復(fù)原、修復(fù)提供技術(shù)支持[21]。并探討參數(shù)化在建立單個(gè)古建筑模型時(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也有研究通過(guò)對(duì)實(shí)體擴(kuò)展數(shù)據(jù)的研究和對(duì)ESTL文件的定義，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、ObjectARX和OpenGL等開(kāi)發(fā)技術(shù)，研發(fā)古建筑的三維建模組件和虛擬仿真平臺(tái)[22]。在實(shí)際建造案例中，目前所能找到的將設(shè)計(jì)的具體信息公開(kāi)的案例有雞足山佛塔寺項(xiàng)目，此設(shè)計(jì)中用BIM完整地做了一套重檐歇山頂仿古建筑模型，并運(yùn)用于施工。清東陵景陵修繕設(shè)計(jì)方案中也探討了建筑信息模型在古建筑修繕過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用[23]。研究歷史建筑的結(jié)構(gòu)、表皮以及設(shè)備管線等模型信息分“層”復(fù)原，擴(kuò)充建筑數(shù)據(jù)采集的任務(wù)量與最終成果的信息涵蓋量[24]?？梢?jiàn)國(guó)內(nèi)歷史建筑數(shù)字化技術(shù)與實(shí)踐已經(jīng)邁出了可喜的一步。但由于我國(guó)起步較晚，歷史建筑的各類(lèi)信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)仍然不能及時(shí)準(zhǔn)確地獲取、分析、共享，也無(wú)法解決面臨海量信息處理的難題。歷史建筑的知識(shí)庫(kù)不僅數(shù)據(jù)量大，而且根據(jù)時(shí)間的推移和技術(shù)的革新變化很快，需要建立追蹤監(jiān)測(cè)機(jī)制。

2歷史建筑保護(hù)工作納入云服務(wù)平臺(tái)的可能性

歷史建筑保護(hù)一直以來(lái)是城市規(guī)劃、建筑學(xué)的研究重點(diǎn)之一，也是城市規(guī)劃和政府決策必不可少的一部分。然而目前歷史建筑保護(hù)工作和信息時(shí)代的差距仍然較大，歷史建筑信息大多數(shù)仍停留在紙質(zhì)文檔，或者是單個(gè)計(jì)算機(jī)的電子文檔，這些文檔沒(méi)有形成統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)，不能很好地滿足用戶對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和資料的查詢需求；傳統(tǒng)的測(cè)繪及保護(hù)手段不能滿足人們管理與保護(hù)古建筑的需求，二維的觀測(cè)也不能滿足人們對(duì)于古建筑的全方位認(rèn)知。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和激光技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）、三維激光掃描和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，我們可以清楚地看到在歷史建筑保護(hù)領(lǐng)域里全方位引入現(xiàn)代信息工具已經(jīng)迫在眉睫。

2.1歷史建筑保護(hù)工作的數(shù)字化和信息化

目前的歷史建筑保護(hù)開(kāi)始運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，BIM則可以統(tǒng)籌這些數(shù)字化技術(shù)，加速文物建筑的數(shù)字化、信息化進(jìn)程。其實(shí)BIM的內(nèi)涵及外延早已超出了模型的范疇，也延伸出了建筑行業(yè)，甚至到整個(gè)工程行業(yè)。因此BIM的實(shí)用性十分適用于歷史建筑保護(hù)的工作。從時(shí)展的脈絡(luò)來(lái)說(shuō)，BIM把以2D圖紙為基礎(chǔ)的保護(hù)手段轉(zhuǎn)變?yōu)?D模型為基礎(chǔ)的保護(hù)手段（圖2）。目前歷史建筑保護(hù)管理系統(tǒng)還只能局限于一個(gè)單位內(nèi)部，無(wú)法做到所有參與方的協(xié)同合作，數(shù)據(jù)可視化和關(guān)聯(lián)性差，技術(shù)層級(jí)不夠，迫切需要形成統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，在海量信息中自動(dòng)搜集到相關(guān)的信息。BIM為歷史建筑保護(hù)的協(xié)同合作提供了很好的平臺(tái)。BIM的應(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)文物建筑保護(hù)及文物建筑管理，提高文物建筑保護(hù)的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)文物建筑保護(hù)全面信息化和現(xiàn)代化，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。如何利用BIM，往下統(tǒng)籌歷史建筑的各項(xiàng)數(shù)字化保護(hù)技術(shù)，往上整合到云服務(wù)平臺(tái)，很多技術(shù)細(xì)節(jié)迫切需要立項(xiàng)深入開(kāi)展研究。

2.2歷史建筑保護(hù)工作的海量數(shù)據(jù)分析

歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)已經(jīng)將建筑學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科緊密結(jié)合。而近年來(lái)云計(jì)算的風(fēng)起云涌給我們帶來(lái)了服務(wù)模式與技術(shù)上的創(chuàng)新思想和理念。云計(jì)算的設(shè)計(jì)思想就是把分散的計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成資源上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種服務(wù)。云服務(wù)是基于云計(jì)算的各種服務(wù)，在基于云計(jì)算的云服務(wù)平臺(tái)中，計(jì)算壓力從客戶端轉(zhuǎn)移到服務(wù)終端，應(yīng)用服務(wù)也由技術(shù)商提供遠(yuǎn)程支持。這種新型的計(jì)算資源組織、分配和使用模式，有利于合理配置計(jì)算資源并提高其利用率，實(shí)現(xiàn)綠色計(jì)算。云計(jì)算為城市信息化建設(shè)提供了有效手段，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)提供的“云服務(wù)”經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可以提供給包括城市管理部門(mén)、行業(yè)部門(mén)以及大眾用戶各種資源信息[25]。云服務(wù)技術(shù)與云服務(wù)系統(tǒng)使智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)與城鄉(xiāng)規(guī)劃的協(xié)同研究符合城鄉(xiāng)規(guī)劃的發(fā)展趨勢(shì)[26]。數(shù)字地球和智慧城市為歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)指明了方向，基于云服務(wù)平臺(tái)的建筑信息模型為歷史建筑保護(hù)工作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、高效的時(shí)空信息管理提供了技術(shù)支撐。引入云計(jì)算技術(shù)統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)行各種不同系統(tǒng)信息之間的互聯(lián)互通，保障信息的有效溝通和整合，從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速獲取與更新功能，實(shí)現(xiàn)真三維動(dòng)態(tài)建模與可視化功能，使得歷史建筑向智能化、智慧化、語(yǔ)音化、真實(shí)化方向發(fā)展。

3基于云服務(wù)系統(tǒng)的歷史建筑管理信息系統(tǒng)

歷史建筑保護(hù)地域性強(qiáng)，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支撐，而且根據(jù)時(shí)間的推移和技術(shù)的革新變化很快。歷史建筑保護(hù)的先進(jìn)技術(shù)包括虛擬復(fù)原技術(shù)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理；歷史建筑保護(hù)的材料選購(gòu)、價(jià)格計(jì)算也需要數(shù)據(jù)分析；歷史建筑的分類(lèi)、壽命分析預(yù)測(cè)也需要運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。這些工作需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具。同時(shí)，依托歷史建筑綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)、文物保護(hù)和相關(guān)管理部門(mén)需要及時(shí)掌握各種能反映現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)資料，建立一定的監(jiān)測(cè)機(jī)制。目前歷史建筑的數(shù)字化保護(hù)技術(shù)多限于GIS、數(shù)字化測(cè)量、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等方面，GIS可以對(duì)歷史建筑模型的空間信息進(jìn)行有效的組織和處理，參數(shù)化技術(shù)可以解決歷史建筑信息數(shù)據(jù)的數(shù)字提取，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)解決了傳統(tǒng)歷史建筑測(cè)繪方式不可比擬的存儲(chǔ)和傳遞優(yōu)勢(shì)，虛擬仿真平臺(tái)的交互性、沉浸感和構(gòu)想性在建筑的多媒體展示方面更顯其優(yōu)越性，這些技術(shù)信息都是針對(duì)歷史建筑保護(hù)過(guò)程的某個(gè)片段，不能實(shí)現(xiàn)歷史建筑保護(hù)過(guò)程的全生命周期管理，缺乏在歷史建筑保護(hù)全生命周期中對(duì)歷史建筑的現(xiàn)狀、變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)做出完整的分析和評(píng)估的研究。BIM模型中包含的建筑信息可以被用于模擬歷史建筑保護(hù)更新中的狀態(tài)和變化，其普及與完善將對(duì)歷史建筑保護(hù)工作產(chǎn)生變革式的飛速發(fā)展。歷史建筑管理信息系統(tǒng)是以歷史建筑數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)、城市規(guī)劃及系統(tǒng)科學(xué)、歷史建筑資源管理和保護(hù)的理論和方法，綜合應(yīng)用于歷史建筑保護(hù)與管理事務(wù)的圖文一體化技術(shù)集成系統(tǒng)。

3.1基于建筑信息模型的歷史建筑保護(hù)模式

從歷史文化角度對(duì)城市中的歷史建筑進(jìn)行保護(hù)和再利用已成共識(shí)，但仍需要著眼于拓寬視野，從歷史建筑的生態(tài)觀、歷史文化觀、法制觀和經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀等方面，對(duì)當(dāng)今城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展性進(jìn)行了較為全面的研究，從更廣闊長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角挖掘當(dāng)今的城市建設(shè)中歷史建筑的價(jià)值并提出相應(yīng)的數(shù)字化保護(hù)對(duì)策。這種價(jià)值發(fā)現(xiàn)和挖掘是系統(tǒng)的過(guò)程，其模式與方法研究能夠最大限度地發(fā)揮歷史建筑所蘊(yùn)含的各種價(jià)值，提高現(xiàn)代城市的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在歷史建筑實(shí)體的保護(hù)層面，將基于數(shù)字技術(shù)研究方式進(jìn)一步發(fā)展成為能支持對(duì)于歷史建筑的協(xié)同研究過(guò)程、管理過(guò)程和保護(hù)實(shí)施過(guò)程的新型研究和保護(hù)模式。根據(jù)文物建筑保護(hù)方案建立和維護(hù)BIM模型，使用BIM平臺(tái)匯總各項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有的維護(hù)相關(guān)信息，將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲(chǔ)存，以備項(xiàng)目全過(guò)程中各相關(guān)方隨時(shí)共享。探索數(shù)字測(cè)圖和各種檢測(cè)技術(shù)在歷史建筑實(shí)體保護(hù)應(yīng)用中的可能性，通過(guò)調(diào)研和測(cè)試，用相關(guān)技術(shù)對(duì)歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)的適用性進(jìn)行評(píng)估和總結(jié)。將歷史建筑信息管理系統(tǒng)與歷史知識(shí)庫(kù)等進(jìn)一步集成，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理，使歷史建筑研究過(guò)程、管理決策過(guò)程、以及實(shí)施優(yōu)化過(guò)程進(jìn)一步制度化、規(guī)范化，從而有效地提高歷史建筑的研究和保護(hù)水平。

3.2基于云服務(wù)的歷史建筑空間數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)

歷史建筑的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建對(duì)于數(shù)字化保護(hù)至關(guān)重要。這其中要運(yùn)用掃描技術(shù)、CAD技術(shù)、3dsmax建模技術(shù)、VRML虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、PhotoShop后期處理等。按照前期信息建模研究所確立的建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和方法，分別建構(gòu)建筑遺產(chǎn)單體數(shù)據(jù)庫(kù)、維修歷史檔案庫(kù)以及既往研究案例庫(kù)中。以“三庫(kù)”中蘊(yùn)藏的大量建筑遺產(chǎn)知識(shí)為研究對(duì)象，運(yùn)用人工智能原理分析知識(shí)間相互關(guān)系、知識(shí)的表達(dá)方式和檢索方式，從中總結(jié)出基本規(guī)律，從而建構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)框架模型。采用云計(jì)算技術(shù)，建立歷史建筑云數(shù)據(jù)中心，以在線信息服務(wù)的方式支撐歷史建筑保護(hù)相關(guān)專(zhuān)題信息系統(tǒng)建設(shè)。系統(tǒng)集成多源、多維、多尺度、多時(shí)態(tài)的信息，通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以顯示歷史建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)及屬性，特別是其現(xiàn)狀影響信息，包括平、立、剖面，通過(guò)虛擬建造、信息化建模實(shí)現(xiàn)建筑的可視化和信息數(shù)據(jù)的可查詢化，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，滿足多領(lǐng)域、多部門(mén)的應(yīng)用需求。歷史建筑轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后需要的是信息方面的技術(shù)，包括信息建模技術(shù)（XML）、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)（SQLServer）、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VRML）、信息集成技術(shù)（Internet）等。海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全過(guò)程統(tǒng)計(jì)分析、方法選定、特征歸納、維護(hù)分類(lèi)等需要功能強(qiáng)大的、能根據(jù)需要及時(shí)更新的、實(shí)現(xiàn)集群計(jì)算的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件。在歷史建筑轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的研究基礎(chǔ)上，引入數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)理論，研究多維矩陣分析理論對(duì)一些涉及時(shí)序和PanelData的經(jīng)典模型以及我們自己提出或改進(jìn)的一些模型，對(duì)演化計(jì)算及其收斂性證明過(guò)程，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的多維矩陣表達(dá)。進(jìn)一步研究并實(shí)現(xiàn)基于多維矩陣?yán)碚摰乃惴ǖ某绦虮磉_(dá)，同時(shí)盡可能多地實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)可視化。使用戶直觀地理解、分析數(shù)據(jù)，最終能多角度、多側(cè)面地觀察數(shù)據(jù)，深入地了解包含在海量歷史建筑BIM數(shù)據(jù)中的信息和內(nèi)涵。