“雷神山”背后的大学生

    从无到有，武汉雷神山医院只用了10天。很少有人知道，这令人惊叹的“中国速度”之中，竟有北京高校大学生的智慧。

    陈越，北京建筑大学土木与交通工程学院2018级研究生，他和团队利用建筑信息模型（BIM）技术参与了武汉雷神山医院建设、北京小汤山医院改建工程的排风设计。

    “凭空造塔”

    临近毕业，陈越参与了北京建筑大学教授李爱群团队协助中国文化遗产研究院梳理应县木塔现状信息的工作。他的任务是利用BIM技术，根据以往的测绘数据“造”一座“应县木塔”。

    BIM技术，是利用数字模型对建筑项目进行设计、施工和运营的过程，是为建设项目从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。“新首钢大桥的设计就利用了这一技术，它的核心优势在于模块化建模。”陈越解释，“这套系统集成了大量的现代建筑标准化构件模型，可支持使用者快速建模。”

    “古木建筑也具有标准化的特征。”陈越说，这是他的信心之源。为了摸清古木建筑的标准，他和同学们开始啃大部头。辽宋时期，大部分建筑，尤其是官方建筑的规格都记录在《营造法式》里。

    应县木塔没用一根钉子，上万块构件，纯榫卯结构，被称为“斗拱博物馆”。斗拱，是中国木建筑结构特有的形制，是较大的建筑物柱子和屋顶之间的过渡部分，它可以将支出来的屋檐的重量先转移到额枋上，再到柱子上。斗拱也是木构件里的“规矩王”，尺寸多、讲究多。一般人刚接触时，会被“耍头”“阑额”和“令拱”之类的说法弄得晕头转向。“古建筑的图纸，刚开始真是看不懂。”陈越说，没有捷径，只能苦学。

    应县木塔的BIM模型初步建成后，陈越跟着中国文化遗产研究院的工作人员，去应县木塔实地勘察，以更新完善模型。通过现代测绘技术，陈越得以看到构件外露尺寸，应用历史知识推演那些隐藏在木塔内部的构件尺寸。

    “为了保护文物本体，这一次所有测量都是无接触的。”陈越说，由于之前已经初步建成了模型，所以通过系统，根据可以测量到的构件数据，精准地计算出那些藏在内部的榫卯构件尺寸等信息。这些信息，是梁思成等前辈当年无法触摸到的。

    一次次测绘，古塔被精准地记录下来。陈越和团队原汁原味地记录了木塔整体结构的变形。柱子、斗拱等承重构件，以及斗拱的连接方式等已经百分百“复建”完成。

    “中国速度”

    BIM，这一整套科学的测绘建模模式，还可以被复制到更多地方。“外行”无需再吃陈越吃过的苦，就有机会快速熟悉古建的修缮保护。比如让陈越吃尽苦头的“斗拱”。他和同学们通过梳理辽宋时期古木建筑，构建了斗拱智能化对象库，包含52种斗拱，实现了每一种斗拱榫卯自动化拼接与可视化展示。

    不仅能识别，更能“营造”建筑。“识别构件后同样需要基于专家知识、人工推演其他不可见尺寸来建模。”陈越他们将这一过程程序化，只要输入测绘获得的参数，系统就可以自动识别构件、求解不可见尺寸和建立模型。他没有想到的是，这些“发散”的创新应用，竟帮助他参与了新冠肺炎疫情防控，为“中国速度”贡献了智慧。

    今年寒假，陈越在老家突然接到一个电话——快速展开应急科研攻关，参与武汉雷神山医院建设和北京小汤山医院的排风设计。他负责利用BIM技术建立院区模块和分析模型生成。

    院区建模包含院区室内外结构，体量非常大，团队提出“化整为零，再化零为整”的方案——先按照院区的功能划分，分区建模，最后合并整理。这种方式不仅便于建模，还有助于精准定位每一个区段与图纸不符合的位置，便于检查修改。

    随后，分析模型生成，陈越需要给配合团队在模型中标定精准的排风口位置。“这个过程中需要生成大量的排风口方案，如果单纯依靠人工处理，操作难度大，关键是每一种方案都需要‘验算’，这将付出大量的时间成本。”陈越说。

    疫情防控，争分夺秒。团队编制了一套排风口自动生成算法，可以快速生成多种排风口方案，有效提高了工作效率。当工作告一段落后，陈越才“后知后觉”地感受到了前所未有的压力。“担心自己能力不足，耽误防疫工程的进展。”他说，好在依靠团队老师的帮助和之前在课题组的技术积累，他和团队才能保质保量如期完成任务。

    知者创物，巧者述之守之，世谓之工。谈及过往，陈越很谦虚，他说，都是“寸尺之功”。说起未来，他要做巧者，更想做知者。

    （《北京日报》5.14 刘冕）