近年来，随着我国社会经济的飞速发展，对历史保护建筑的重视程度日益提高，通过规范修缮历史建筑，才能维护建筑安全，有效保护建筑的历史价值、艺术价值和科学价值。由于历史保护建筑分布分散、监管困难、灾后复建困难、原始信息不可追溯等原因，使传统工程建设方法受到严峻挑战，必须进行更深入透彻的研究寻找解决对策。

目前，国内对BIM在古建筑保护中的应用主要集中在记录古建筑生命周期信息方法方面，随着建筑信息模型BIM (building information modeling) 技术的深入发展，政府和企业已认识到BIM技术是未来智慧楼宇工程建设管理与运维管理的基础，特别是对百年历史文物建筑的改造与修缮。盛德新等^[1]以古建筑点云信息为研究对象，为建立的信息模型提供相应几何信息;罗翔等^[2]介绍基于族模型的古建筑参数化建模初步方法;王婉等^[3]通过分析我国古建筑主要结构和构件，对古建筑进行数字化、参数化的描述，用VB语言编程生成三维模型脚本文件，然后在CAD中运行以生成古建筑模型，这种参数化建模方法可推广至其他类型古建筑;孙卫新^[4]在分析典型明清古建筑的构成体系和组成方式基础上，提出基于BIM的明清古建筑构件参数化信息模型技术，但未组装古建筑构件信息模型;狄雅静等^[5,6]中利用BIM平台搭建一个可视化、动态的时态信息索引框架，作用于文物建筑的全生命周期管理。目前我国对古建筑的保护力度有限，对古建筑保护项目在经济上的可行性进行系统、科学、全面的分析，可更好优化资源配置，以有限资源保护现存古建筑^[7]。

本文重点阐述杨浦滨江上海永安纺织公司栈房文物保护及修缮工程，对施工过程涉及的难点通过相应BIM解决方案，整体提高工程施工管理水平和效益。

上海永安纺织公司栈房建成于1922年，为棉纺厂房和仓库性质，坐落于黄浦江西岸、杨浦区管辖内的滨江带上，北侧毗邻杨浦大桥桥墩。2栋房屋处于空置状态，均为4层建筑，共计约19 700m²。建筑主体结构稳定，门窗及建筑内壁等保存完好。局部有加建，外墙面粉刷局部剥落，室内地面因生产使用有不均匀沉降。此次永安栈房的修缮改造工程旨在修缮现有建筑以保留历史遗产风貌，修旧如旧、以新补损，并在此基础上进行加建 (见图1) 。

1) 保持原真性修缮改造过程需充分认识永安栈房的文物价值，保护其反映的文化特征及文化传统。按照原始立面形式及材料，修缮剥落拉毛墙体，保持长条格式窗的开窗形式，保留内部原始空间结构，最大限度保留技术工艺及营造思想的原真性。

2) 保持可读性永安栈房的修缮应保持历史信息，其立面及内部结构具有强烈的时代特色，修复和补缺的部分需与原有部分形成整体，保持景观和谐一致。任何增添部分都需区别于原有部分，以保持文物建筑的历史可读性。

3) 保持最低限度干预在保证永安栈房安全的限度上，必须避免过度干预改变文物价值、历史信息。在保存原有建筑大部分八角柱的情况下，应消防及使用功能的要求，避开柱帽植入新核心筒，保证原有无梁楼盖结构的完整性。在最低限度干预的前提下，实现功能与消防的匹配。

4) 保持可逆性永安栈房的修缮改造应具有可逆性，即干预活动可撤销，不会对栈房产生破坏性影响。整个修缮过程需准确记录，保证具有复原的可能性。

1) 原始资料与现状差异大由于本项目始建于1920年，期间几经转手，陆续进行过改造加建，设计图纸也严重缺失，且纸质图纸存在污损褪色、设计符号尺寸失准和不规范等问题，导致改造初期拆除信息的模糊性和不确定性。

2) 设计信息传递效率低、利用率差本项目边调查、边设计、边修改。设计变更信息往往以传真、通知书等载体形式下发，现场施工存在效率低下、时间成本增大的问题。同时因各专业图纸零散，缺乏协同设计调整，有效的改造设计信息只能依靠语言交流传递，理解能力参差不齐，造成信息失真或丢失，产生施工盲区。

3) 修旧如旧、以新补损工艺要求高本项目重点保护部位多、拆除部位施工难，部分节点要求一次施工完成，同时加建构件不能对原有主体造成二次伤害。

4) 现场管理孤岛突出各施工参建方多使用微信或传统纸质表格管理现场，该管理方法不能及时处理很多问题，易出现遗漏，最后无法形成真实的管理痕迹，同时也易丢失竣工资料。

根据BIM总体规划及施工总体要求，制定如下实施线路: (1) 准备阶段进行项目情况调研与需求分析，确定本项目BIM应用目标，分析关键控制点，确定BIM组织架构。 (2) 实施阶段建立符合本项目BIM技术要求的模型，针对关键控制点实施BIM技术应用，对关键点应用的成果进行验收检查。 (3) 总结验收BIM技术成果归档，评价经济效果，确定将该栈房改造与修缮工程BIM应用分为模型建立及虚拟建造与基于BIM平台的协同管理2条主线，通过模型应用提升工程建造水平、解决历史建筑改造修缮过程中的难点、减少不必要的工期延误，为实现工程精益建造提供技术支撑;通过BIM协同管理平台，用三维模型集成工程全阶段、全业务的数据，达到信息共享、管理协同、提质增效的目的，为实现工程精益管理提供技术支撑^[8]。

首先收集档案馆文件及勘察设计单位的传统测绘图纸，建立基础模型，发现缺失部分，特别是立面形式及耳房，再运用三维激光扫描对缺失及重点部分进行采样，生成点云数据模型，导入BIM模型中，生成正确反映现实的虚拟可视化模型 (见图2) 。通过应用此项技术，减少修缮加固过程中对原建筑的接触和破坏，精确、直接地获取施工重点数据，大大提高建筑改造修缮过程中的精度和效率^[9]。

根据旧建筑的承载性能及改造后新功能的要求，东侧建筑破损严重，需拆除立面;耳房年久失修且整体格局被破坏，需拆除;过道系统不完备，需增加8处核心筒，避开原八角无梁柱帽，拆除局部楼板。综上所述，虽然工程量不大，但牵扯关系众多，安全隐患十足。加之设计单位需在拆除完毕后，才能进一步深化细节设计，故预留拆除工期有限。

传统施工拆除方案及进度计划是根据技术人员的施工经验及业主总进度要求编制的，大部分只能通过施工过程检验方案的可行性与合理性，通过BIM技术，可提前在虚拟环境下前置施工过程，按时间轴动态模拟拆除方案、现场布置、交叉作业等 (见图3) ，有利于提前发现前期方案考虑不周的因素，优化施工方案^[10]。

通过模拟拆除过程，制作动画短片及技术交底，明确拆卸顺序及流程，防止施工过程中出现偏差。

1) 重要节点工法还原永安栈房采用八角形楞柱支起棱角斗状柱帽托天花结构，不仅体态优美，还具有一定的科学价值。水泥拉毛外立面铆钉铁门、铁皮雨水斗等，具有一定历史价值。为重现这些经典，先通过BIM技术建模还原，完善各类加工数据，导出图纸，指导现场施工。

2) 精确定位预留孔洞土建隔墙预留孔洞的位置和尺寸直接影响设备房间的管线布置和设备区走廊进入设备房间的管线布置。隔墙孔洞预留得当则管线安装顺利，若不得当则需拆改管线，导致返工、材料浪费、影响施工工期，甚至给封堵造成困难。

通过BIM技术整合各专业管线与土建结构，可快速查询穿洞位置，并利用系统生成准确的剖面图纸，工程师可进一步完善孔洞周边的抱框、圈梁、构造柱设置措施等，并进行图纸下放。施工前，各施工单位应按管线图纸核对隔墙预留孔洞的尺寸和位置 (见图4) ，设计、施工确认无误后方可施工^[11]。

根据项目特色搭建协同管理平台，以BIM技术为项目信息载体，融合施工管理，结合轻量化、移动互联、云计算、大数据等前沿技术，将现场施工进度、质量、安全和监测等信息由工程人员实时掌握，形成标准化、流程化的进度管理、质量管理、文档管理等模块。对改造过程进行完整、准确地记录，改造参与各方使用统一平台进行协作，提高管理效率、质量。同时为杨浦区域其他平台预留接口，为落实BIM+区域管理打下硬件基础^[12]。

1) 进度管理从Project中导入施工进度计划或在BIM信息集成平台上直接编制施工进度计划，关联BIM模型中的构件与进度计划中的分部分项，通过平台自动将各任务发送至相关管理人员以指导施工进度。

施工单位人员接到任务安排后，可点击与任务相关模型中的构件进行任务销项，待点击完任务包含的所有构件，则推送进度鉴定申请 (包括文字、现场图片、录音、视频等证明材料) 给监理人员，由监理人员现场核对和判定是否完成。如果进度超前或可能延期，同样会根据任务关键性推送给监理、施工等相应级别的管理人员，以便进行进度纠偏^[13]。

2) 质量管理施工人员通过分布式管理系统 (基于B/S架构的工程管理平台、手持设备管理系统、分布在现场不同部位的智能手机用户终端等) 结合BIM模型，调动所有相关人员的主动管理意识，通过质量事件的流程管理，加强建设过程中的质量管理，实现现场施工质量精细化、痕迹化管理，保证整个修缮过程记录准确。

3) 文档管理建立统一的文档 (包括BIM数据) 集中存储与管理平台，保证各专业数据一致性。依据不同工作分配不同权限，确保相互得到及时准确的信息，工作开展顺畅有序。

通过平台随时随地访问工程文件，网页端和移动端可直接浏览，将二维图纸关联BIM模型，提高浏览效率，自动记录保留文档所有历史版本，方便追溯、查阅文档历史信息，并可进行下载等操作。

杨浦滨江上海永安纺织公司栈房文物保护及修缮工程从2017年初立项，5月进场施工。目前已完成所有拆除和外立面重建，正在进行机电安装及内部二结构施工，预计年底交付使用。通过BIM技术的应用尝试，只拆除工程就提前1个月完成，节约资金40余万元。

1) 经济效益通过BIM技术减少返工和变更，保证工期、减少浪费、降低成本。动态控制施工工程的变更等问题，有效控制工程造价。此外，BIM技术的大信息量、可视化、可继承性特点为施工现场提供方便快捷的管理手段，降低沟通管理成本、提高工作效率。

2) 社会效益通过应用BIM技术，有效记录改造修缮全过程，全面收录改造修缮过程中产生的设计文件、影像资料等，同时集中可收集到的历史资料、新增功能及效益成果，形成完整历史文物建筑BIM档案，提升政府及公众对历史文物建筑保护再利用的重视，对历史文物建筑重生、新生工作起促进作用。