当我们谈论BIM（建筑信息模型）在历史建筑保护中的应用，很多人首先想到的是精确的三维几何模型，那无疑是基础。但对于老旧的砖木结构历史建筑来说，仅仅有几何信息是远远不够的。想象一下，一栋饱经风霜的老宅，它的“骨架”虽然清晰可见，但其内部的“健康状况”和“生命故事”却隐藏在几何数据之外。在指导结构加固或修缮时，这些“隐形”的非几何数据，才真正是我们做出科学、负责任决策的关键所在。那么，到底我们需要哪些非几何数据，才能让BIM模型真正“活”起来，为历史建筑的延续提供“智慧”支撑呢？
一、材料与结构健康信息：洞察建筑的“肌理病变”
这无疑是最核心的部分。对于砖木结构，材料本身的状态直接决定了结构的承载能力和寿命。我们需要的不仅仅是“这是一块砖”或“这是一根木头”的几何识别，而是更深层、更具诊断性的数据：
- 材料原始与现状属性数据： 比如，砖石的烧制年代、产地、抗压强度、吸水率；木材的树种、纹理、密度、含水率、弹性模量等。更重要的是，这些材料经过岁月侵蚀后的现状数据，例如通过无损检测（NDT）获取的木材内部腐朽程度、虫蛀空洞分布、砖墙砂浆风化深度、裂缝宽度与发展趋势、甚至结构构件的实际承重能力衰减情况。这些数据需要详细记录在BIM模型中，并能与几何构件关联，形成可追溯的健康档案。
- 劣化机制与老化程度： 仅仅知道“老了”不够，需要量化。比如木材的干缩湿胀引起的变形、微生物侵蚀导致的纤维素降解速率；砖墙冻融循环引起的酥碱、盐析、风化、甚至局部脱落。我们可以通过定期的现场勘测、取样分析，结合环境监测数据（如温度、湿度变化），建立起材料老化模型，预测其未来的衰变趋势。这些预测数据直接关联到结构加固的紧迫性和修缮方案的选择。
- 病害类型与损伤分布： 详细标注墙体裂缝的形态（剪切裂缝、沉降裂缝）、位置、长度、宽度、深度，以及木构件的开裂、腐朽、虫蛀、变形、错位等病害信息。这些数据甚至可以带有时间戳，记录病害的发生和发展过程。例如，通过在BIM模型中建立裂缝监测点，定期输入裂缝计读数，动态展示裂缝的变化，这对于评估结构安全至关重要。
二、历史沿革与改造记录：追溯建筑的“生命印记”
历史建筑之所以是历史建筑，在于它承载了过去。其“生命印记”直接影响当前的结构状态和未来的修缮策略。这些数据是理解建筑演变和损伤原因的关键：
- 原始建造信息： 建筑的精确建造年代、原始设计图纸、施工工艺、材料来源、匠作班组信息等。这些数据有助于我们理解其最初的结构逻辑和受力特点，例如不同地区、不同年代的砖木结构往往有其独特的构造节点和连接方式。
- 历次修缮与改造事件： 这方面数据至关重要，也是用户明确提及的。需要详细记录每次修缮或改造的时间、原因、参与者、具体改造内容（例如，是否更换过构件？使用了哪些新材料？是否增加过荷载？）、技术方案、效果评估以及相关的文字、图纸、照片档案。例如，某个梁架在某次地震后曾进行过局部替换，替换的木材种类、截面尺寸和连接方式是什么？这些信息直接决定了目前该梁架的实际承载能力。
- 重大事件影响： 建筑曾经历的地震、火灾、洪水等自然灾害，或战争、人为破坏等历史事件，以及这些事件对结构造成的损伤和后续的修复情况。例如，若某次地震导致墙体产生X形裂缝，即便后来修补，其内部的应力集中区域和潜在风险仍需通过BIM模型中的损伤记录来警示。
三、环境与荷载信息：捕捉建筑的“外部压力”
建筑并非孤立存在，外部环境的变化和作用在其结构上施加了持续的压力。这些数据帮助我们全面评估风险：
- 气候环境数据： 长期的大气温度、湿度、降雨量、风速风向、日照等气候参数。这些数据与材料的老化、湿度变化引起的木材变形、砖墙的冻融循环等直接相关。例如，长期高湿环境可能加速木材腐朽，这需要在BIM模型中与相应构件关联。
- 地质与水文信息： 建筑场地土壤类型、地基承载力、地下水位变化、地震烈度、历史地震记录、周边工程施工对地基的影响等。这些数据对于评估建筑的沉降、倾斜、不均匀变形等至关重要。例如，若地下水位下降导致地基土固结，可能会引发建筑沉降。
- 使用荷载信息： 建筑当前的使用功能、楼面活荷载、设备荷载、雪荷载、风荷载等。很多历史建筑在使用功能上发生了变化，可能增加了原有设计未考虑的荷载，这需要与BIM模型中的结构承载力数据进行对比分析。
四、监测与诊断数据：感知建筑的“实时脉搏”
现代科技提供了更多获取建筑“实时脉搏”的手段，这些动态数据可以为修缮提供即时、精准的依据：
- 结构健康监测数据： 通过布设传感器，实时或定期获取结构构件的应力、应变、位移、振动频率、温度、湿度、裂缝开合度等数据。例如，当温度剧烈变化时，传感器能捕捉到木构件的微小变形，这有助于我们理解其受力状态和变形规律。
- 环境监测数据： 除了大气候数据，还可以针对建筑内部的温湿度、光照、空气污染物（如PM2.5、二氧化硫等）进行监测，这些数据对壁画、木雕等内部构件的保存有重要意义。
- 非接触式检测数据： 例如，激光扫描获取的变形监测数据、红外热成像检测墙体内部潮湿区域或空鼓、探地雷达（GPR）探测地下结构或缺陷。这些数据可以转化为BIM模型中的可视化缺陷区域，指导后续的精细化检测和修复。
五、法规、标准与文化价值信息：界定修缮的“边界与灵魂”
历史建筑的修缮不仅是工程技术问题，更是文化和法规问题。这些信息为修缮活动划定边界，确保其不失“灵魂”：
- 保护级别与法规要求： 建筑的文物保护级别（国保、省保、市保等）、相关法律法规（如《文物保护法》）对修缮原则、材料、工艺、审批流程的具体要求。例如，对于一级文保单位，可能要求“不改变原状”和“最小干预”，这会严格限制加固修缮的方法和材料选择。
- 修缮原则与技术规范： 各级文物主管部门、行业协会发布的修缮指导原则、技术规范、材料使用标准等。例如，通常会强调“原材料、原形制、原工艺”的原则，或者对新旧材料的兼容性有明确要求。
- 文化价值与审美信息： 建筑的艺术价值、历史事件关联、社会功能、地方文化符号等。这些非量化的信息，虽然不能直接用于结构计算，但却影响着修缮方案的最终决策，例如某个破损的雕花构件是复制还是保留残件，这需要结合其文化价值进行考量。
将这些丰富的非几何数据与BIM模型深度集成，BIM将不再只是一个三维图形工具，而是一个真正意义上的“建筑数字档案”和“智能决策平台”。它能帮助我们更全面地评估历史建筑的风险，更精准地定位病害，更科学地制定加固和修缮方案，最终实现对这些珍贵遗产的可持续保护与传承。这不仅仅是技术进步，更是对历史的尊重，对未来的负责。
