历史建筑保护与修复技术的创新与实践

历史建筑保护与修复技术的创新与实践

张焕艺

身份证号码：210302199512110916

【摘要】历史建筑作为人类文化遗产的重要组成部分，承载着丰富的历史、文化和艺术价值,所以对历史建筑的保护尤为重要，对历史建筑修复技术的转型升级和创新意义重大；本文旨在探讨历史建筑保护和修复技术的创新与实践，从引言、背景与意义、创新技术、创新实践案例分析、结语几个方面进行了详细的阐述，以提高历史建筑保护与修复工作的效率和效果。

【关键词】历史建筑；文物保护；修复技术；创新实践

一、引言

历史建筑不仅是物质文化遗产，更是精神文化的传承，也能够为文化旅游业提供丰富的资源，促进当地经济发展，此外，历史建筑的保护与修复还能够提升城市的文化品位和形象，增强城市的吸引力和竞争力。然而，随着城市化进程的加快和自然灾害的频发、由于自然侵蚀、人为破坏及年久失修等原因，许多历史建筑面临着损毁风险，历史建筑的保护工作正面临着前所未有的挑战。

二、创新实践的背景与意义

历史建筑人工修复能够保持建筑的原始特点和原貌，但耗时耗力，成本较高；物理修复能够较好地保持历史建筑的原貌和历史风貌，但成本较高；化学修复可以清除历史建筑表面的污垢，恢复其外观的美观度，但使用不当的化学材料可能会对历史建筑造成损害。同时，传统的修复技术过多依赖于手工操作和经验判断，难以保证修复效果的精确性和一致性；而且传统技术对于新型建筑材料的适应性较差，在实际应用中存在着一定的局限性，难以满足现代修复工作的需求；面对传统技术的不足与局限性，历史建筑保护与修复技术的创新显得尤为重要，通过创新应用现代科技手段和方法，可以提升保护与修复工作的效率和效果，更好地保留和传承历史文化遗产。

三、创新技术
1.加固技术

在提高抗震性能和承载力方面，传统技术和方法达不到现代安全标准时，需要对传统加固技术进行科技创新;比如，创新应用结构非破坏性检测技术，检测结构中可能存在的缺陷与破坏，包括超声波检测技术、数字成像技术、红外热成像技术等；比如，应用结构分析软件对主体结构进行详细的力学计算，并根据计算结果，应用碳纤维加固带、钢结构加固或新型复合材料等对薄弱部位进行加固，同时，可利用隔震技术及消能减震等现代科技方法提高抗震性能；再比如，将钢筋置入承重墙体内，再灌注微膨胀水泥浆来改善墙体受力性能；在木结构加固方面，坚持最小干预原则，导入金属连接件或者应用木材保护剂等技术，达到即防腐又提高主体结构强度的目的。这些创新加固措施的综合利用即提高了建筑安全性与耐久性，又不损害历史建筑原有风貌。

2.BIM技术

基于BIM技术的历史建筑保护，是当前文化遗产保护与可持续利用领域的重要趋势。BIM技术以其强大的三维建模、信息集成和可视化能力，为历史建筑的保护、修复及预防性维护提供了全新的解决方案。具体包括以下三个方面：①.精确的现状记录与历史信息保存：BIM技术可以通过三维扫描和建模，精确记录历史建筑的现状，包括其形状、尺寸、结构和材料等细节；②.模拟修复方案与可视化设计：在修复之前，利用BIM技术进行多种修复方案的模拟和比较，可以直观展示不同方案的效果，从而选择最优方案；对于异形屋面、建筑脊饰、斗拱等细部进行三维建模，可以更加精准地指导修复工作；③.历史建筑数据库与信息共享：BIM技术还可以将历史建筑的各种信息整合在一个相互关联的系统中，形成历史建筑数据库；这个数据库包含了构件信息、结构信息、材料信息、残损信息、修复做法等，便于后期的维保、传承以及工艺创新；同时，BIM技术还为设计方、施工方、文物保护单位和公众等提供了一个交流互动平台，使保护工作的各个环节紧密相连，同步调整。

3.数字化技术

数字化技术为历史建筑的保护与修复提供了全新的手段和方法，可以对历史建筑进行精确测量和建模，为修复工作提供科学依据。通过高精度的3D扫描和建模技术，可以获取历史建筑的精确几何数据和细节信息，为修复工作提供科学依据。同时，利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术可以在修复前进行模拟和预演，优化修复方案并减少实际操作中的错误；此外，数字化技术还可以用于历史建筑的档案管理、展示和传播等方面，提升历史建筑的知名度和影响力。
4.新材料
    新材料和新技术在历史建筑保护与修复中发挥着越来越重要的作用。例如，利用高性能复合材料可以对历史建筑进行加固和修复，提高建筑的稳定性和耐久性；利用纳米技术可以实现对建筑材料的微观修复和改性处理；利用环保型涂料和防水材料可以保护历史建筑免受自然侵蚀和污染；应用环境友好型修复技术实现可再生资源与回收材料的利用，同时降低能耗与废物的产生。这些新材料和新技术的应用不仅提升了修复效果和质量，还可以提高历史建筑的耐久性和稳定性，同时符合可持续发展的理念。
5.智能监测技术

历史建筑智能监测技术是一种利用现代科技手段对历史建筑进行全天候、实时监测与保护的创新技术。主要包括三个方面：①.实时监测与预警：通过在历史建筑上安装高精度传感器等物联网设备，实时监测建筑的形变、位移、振动、倾斜、沉降以及温湿度等关键参数；传感器能够捕捉历史建筑的微小变化，即使在极端天气条件下也能保持高精度的测量；实时监测数据无线传输至后台管理系统，实现数据的远距离、低功耗传输；后台管理系统具备数据整合与分析功能，能够自动识别异常数据并发出预警信号，为预防性保护提供科学依据；②.数据整合与分析：系统自动收集各类监测数据，运用大数据技术进行整合、分析，揭示历史建筑内部结构变化规律；通过长期监测数据积累，可以建立历史建筑健康档案，为历史建筑的修复与保护提供科学依据；③.智能化管理：借助人工智能技术，实现监测数据的自动分析、异常预警和优化管理；智能化管理系统能够提高历史建筑保护工作的效率和智能化水平，减少人工巡检的频率和强度。

四、创新实践案例分析
    箭扣长城的修复工程采用了先进的数字化技术和新材料技术，确保了修复工作的精确性和科学性，同时，还建立了完善的长城保护管理体系和监测预警机制，实现了对长城的全面监测和管理，这些措施有效地保护了长城的历史文化遗产价值并提升了其旅游吸引力。巴黎圣母院在遭受火灾后的修复过程中，采用了先进的数字化技术和新材料技术来确保修复工作的精确性和科学性，例如，利用无人机和3D扫描技术对圣母院进行精确测量和建模；利用高性能复合材料对受损部分进行加固和修复；利用虚拟现实技术模拟修复过程并优化修复方案等。这些措施不仅成功地恢复了圣母院的原貌还提升了其抗震能力和耐久性。在上海永安纺织公司栈房修复工程、上海音乐厅保护修复工程等，应用BIM技术进行历史建筑修复均发挥了重要作用，这些项目通过BIM技术的数字化、可视化、虚拟化等特点，形成了历史保护建筑原貌复原、工法还原、虚拟交底、模拟拆除等一系列解决方案，提高了保护与修复工作效率。

这些成功案例表明，在历史建筑修复过程中，遵循科学的修复方法和原则，尊重历史建筑的历史和文化价值，同时结合现代科技创新手段，可以实现最佳的修复效果。

五、结语
    历史建筑保护与修复技术的创新与实践是传承和弘扬民族文化、提升城市文化品位、促进文化旅游业发展的重要途径，通过引入现代科技手段和方法可以提升保护与修复工作的效率和效果，更好地保留和传承历史文化遗产。

参考文献：

[1]赵越.基于BIM技术的某历史保护建筑修缮改造，建筑工程，2019.