本日想和你聊一位很厉害的人，他用了将近 20 年的韶光，在一条少有人走的路上开出一片天地，也在古建筑 BIM 这个领域立起了自己的名号。
本日的内容，来自于他在「第一届虚拟设计与建造研讨会&BIM 技能创新发展高峰论坛」中的主题演讲，以及我们在会后对他进行的专访，以下所有涉及到项目的图片均为陆永乐工长西席的原创图片。
陆永乐在很多场合都说，自己不是做BIM的，而是一名把BIM作为工具的建筑师。
他打仗的项目类型很多，从住宅小区到写字楼都有涉及，不过由于古建类项目做得很突出，以是圈子里都是从这个领域认识的他，约请他分享也因此古建BIM的履行心得为主。
很多建筑师的空想是有一天不用画图做设计，而陆永乐却一贯很喜好做设计，尤其是对三维设计很感兴趣。
大概在2002年旁边，海内还没有什么BIM的说法，他觉得到用CAD二维画图有很多不必要的流程，后来打仗到 ArchiCAD，一发不可整顿地喜好上了这种新的事情办法，自己掏钱买了一套ArchiCAD 8.1版。
陆永乐相信，受到外来设计思潮的影响，一名做着最传统设计事情的建筑师，节制最前辈的打算机技能，将会是未来设计师职业出路的主冲要破口。
他和古建结缘，有很大缘故原由是由于他在杭州事情，这里有很多名胜古迹和历史建筑，当他们研究古代建筑营造方法，并与当代设计技能结合的时候，供应了丰富的营养。
这些年随着国家大力提倡发展文化旅游行业，市场中大量呈现出利用当代科技来设计、保护、翻新古建的需求，陆永乐打仗过的项目类型紧张有寺庙、拍照拍摄基地、还有以政府为投资主体的公园内建筑。
外行人看古建筑很异型、很繁芜，但在行家人眼里还是有门道的。钻进去研究就会理解，古建定式和构件都是相对标准化的，营造的思想也是从细节开始，确定各个构件的尺寸和比例，再严格按照模数制进行制作生产。
宋《营造法度模范》、清《工部做法》等经典中，给出了建筑材份制与权衡制。
所谓材份制，是古代房屋整体和构件尺寸的基本计量单位。官方把建筑的规模、单体房屋的形式、房间大小、台基栏杆、斗栱脊瓦、彩画装修，乃至于木构件的截面尺寸等，都作出了严格的等级划分。
比如《营造法度模范》中，官方就将建筑尺度划分为十一「材」级，所有建筑尺寸都用「份」作为基本单位定出标准，6 份为 1 栔，15 份为 1 材。
而所谓权衡，是官方将房屋各部位尺寸和构件尺寸，都在材份制的根本上规定了一个比例倍数。比如柱径与斗口、面宽与进深、柱高与柱径等等都有严格的比例规定。
这种制度规范了古建筑的营造，让房屋的大小、等级和造价都有了精确的掌握，而这，也成了陆永乐用当代技能实现古培植计的根本。
一样平常人很难想象，在看似洒脱灵动的古建筑背后，还有这样严丝合缝的数学框架。
这正是由于古建都不是现场浇筑，而是先按照「份」和「材」打算，各生产流程制作构件，再到现场拼装出完全的建筑。
有趣的是，这种生产办法在千百年后，碰着了参数化、智能化设计，古今的聪慧穿越迢遥的时空，擦出了新的火花。
陆永乐便是这样一个擦出火花的人，他手中的火柴，便是 GDL。
在陆永乐还在自学研究 ArchiCAD 之前，就已经碰着了古建项目。当时用 CAD 很多构件都很难设计表达，在创造了新工具之后，陆永乐又找到了学习的动力和兴趣。ArchiCAD 并不是专门做古建的软件，须要有针对性地去做大量的古建构件库。
ArchiCAD 内置的可视化构件创建工具叫 GDL，全称是 Geometric Description Language（几何描述措辞），用它可以创建参数化构件。
与 Revit 的族类似，GDL 构件工具也可以通过一系列的参数来驱动形体，并且可以通过预设好的参数，可以变革出很多个不同的构件，来适应不同的实际需求。
不过利用 GDL 创建参数化构件，须要懂一点编程措辞，以是在海内早期会用的人并不多。
陆永乐早在 2003 年旁边就对编程产生了浓厚的兴趣，曾经用 LISP 措辞编写过程序，对编程的思路也有一些根本，GDL 又是建筑师与数学家互助开拓的措辞，对建筑师比较友好，总的来说自学上手不算太难。
通过 GDL 措辞，他们从最小的构件开始，按照材份等级设计构件变量参数，定义好唐、宋、清的尺寸与当代公制换算关系，再进一步编写 3D 形状、2D 符号、材质、线型颜色等属性，按照哀求把构件从小到大进行拼装嵌套，终极完成古建筑的搭建。
对付那些相对自由变换尺寸的构件，利用 GDL 的热点拉伸功能，设置了关键热点，可以在设计窗口中直接拖拽这些热点，干系联的尺寸参数会按照规则实时发生变革。
为了完成这项浩大的根本事情，他们查阅了大量的古建文献，不雅观摩研究现存的古建，请教资深的老师傅，先把这些知识内化到自己头脑里，再通过设计师的空间想象力、几何能力和编程能力，把这些知识固化到构件库里。
举几个例子来说说他们详细做的事。
斗拱斗拱是古建筑上特有的构件，是柱子与梁和屋顶之间的过渡承重部分，同时发挥着构造功能和美学功能，在唐代发展成熟之后，便规定为皇家建筑专属构件，民间不能利用。
斗拱的类型很多，紧张是由斗、升、拱、翘、昂等基本构件组合变革而成，直接用 GDL 编写成型，对尺寸变革做参数定义。
GDL 实质上是一个编程系统，为了提高设计阶段的效率，他们还进一步编写了构件的可视化选择界面，把参数代码封装成图标、列表、按钮和笔墨，这样其他人在修正和选择构件的时候，可以不用输入代码，直接选择朝代、样式、尺寸等参数，天生对应的构件。
唐、宋、清平分歧朝代的斗拱做法差异很大，比如宋代会根据外挑的层数分为四铺作、五铺作、六铺作等，根据华拱出跳的数量分为单杪、双杪、三杪等，根据出挑构件的方向分为上昂、下昂等，又根据横拱的放置构造分为偷心造、计心造等，变革非常多样。
他们把各种构件按照不同办法组合到一起，做出了完善的斗拱构件库，把 2D 和 3D 的表现形式、剖面样式、材质等都做了参数可视化选择界面。
屋顶
古建的屋架和翼角是建模的难点，每个古建筑的屋面都千差万别，乃至有些项目情形不许可按照古法的尺度来设计，一次性建模不难，难在要用参数化来应对千变万化的形式。
在 GDL 里面，他们编写了大量的嵌套关系和三角函数变量，也把编写好的构件做了可视化选择界面，这不仅要对古建形态做大量调研，深入理解屋架和翼角的样式规范，还要有相称的立体几何和数学能力。
利用 GDL 处理繁芜系统的能力，全体屋架既可以直接调度撒网椽出发点、布椽密度、翼角出檐等参数，还可以在项目里直接拉伸热点，所有构件都按照拉伸自动排列天生。
根据不同项目的哀求，又连续把屋面上的瓦片做了深化，梅花形勾头、小青瓦或者滴水的勾头样式，都可以直接在界面里选择，还可以用数值掌握瓦片密度、调皮度、瓦提升高度等参数。
门窗
古建的长窗由夹堂板、心仔、裙板三部分组成，门则是由裙板、夹堂、心仔等组成，框料截面也有很多种。通过编写可视化的门窗部件，让各种构件和框架截面自由组合出几十种门窗样式，用参数直接掌握长、宽、厚度等数值。
栏杆
古建的栏杆分为室内木栏杆和室外石雕栏杆，样式很丰富，他们也编写了可视化部件，通过预设的立柱和栏板组合，可以有多样的变革，还可以在支配完成之后随时变动样式。
在创建栏杆系统的时候，陆永乐独创了两个算法，一个是通过热点拉伸，让线段内自动增加节点，二是让栏板在线段内自动匹配。这样在做设计的时候，无论是平面上的端点、中间点，还是调度高度的关键热点，都可以随意拉伸，栏杆扶手随着自动天生。
除了这些之外，他们还完善了明台、踏道、柱子、屋顶配件、石作构件、五金构件、室内外配景等构件的建模和可视化编程，形成了 19 个大类别的参数化构件库。
在常常做 BIM 模型的人看来，这些都是很根本的构件准备事情，了不起的地方就在于，要把古建千变万化的构件形式总结出用数学描述的规律，用参数化的手段建立起来，还要编写可视化的界面，终极形成一套高效快捷的设计工具。
每年，陆永乐都至少能接到一个仿古项目，不断提高团队的设计事情效率，随着项目越来越多，也积累了越来越多的古建筑参数化构件，形成了自己独特的数字资产。
有了这些积累，加上 ArchiCAD 精良的建筑设计功能，团队中的设计师可以用三维办法直不雅观地理解空间关系，上手速率也非常快。
2017年的甘肃永昌文庙，设计为三进院落的形式，包含儒、释、道三教文化教诲展示区，三教结合最好的朝代始于唐朝，项目又恰好位于古丝绸之路上的甘肃，唐代的丝绸之路文化意象，与当今重提的「一带一起」培植遥相呼应。
唐式建筑的整体风格雍容大气、朴实归真。把对传统文化的理解融入到建筑、院落空间的设计中去，是项目设计的核心。为了做这个项目，他们恶补了传统文化知识，结合当地的环境特点、民俗风情和文化秘闻，提炼出项目设计的方向。
全体项目是规模比较大的仿唐建筑群体，包含庑殿重檐、歇山重檐、十字歇山、悬山、长廊等。利用手中准备的参数化构件库，可以在建模的同时开展设计，过程中也能快速调度方案。
项目的屋顶通过参数的调节来知足哀求，钟楼、鼓楼、角楼等配套建筑和细部部件也都在三维模型里设计完成。
在三进院落里，模型的每一片瓦、每一个斗拱都是实体显示，依赖 ArchiCAD 精良的模型承载性能，可以很流畅地运行，当时的渲染图是用 ArchiCAD 模型在软件内直出的。
对付建筑专业来说，有了三维模型，出图便是很大略的事了，施工用到的所有 dwg 图纸，都是从 ArchiCAD 直接导出。
2018 年的广西柳州窑埠古镇项目，基本建造思想为「再现窑埠老镇古朴风貌，古埠码头昔日繁荣」，是柳州十大重点工程。
个中的不雅观光阁是小镇的点睛之笔，采取高台基、三层重檐、四面歇山顶的造型，高度达到 30 多米，内部功能为餐饮、商业、以及不雅观光平台。
建筑设计为仿唐风格，盛唐期间的建筑群格局很开阔，楼阁造型饱满憨实，木构的力学条理明晰，装饰风格端丽大方。
查询资料时，他们在唐画家李思训的《江帆楼阁图》，以及李昭道的《洛阳楼图》中借鉴意境，设计为高台式四层楼阁的外不雅观。
设计风格上只管即便保持唐风遗韵，构筑上也借鉴了宋营造法度模范的一些做法。建筑采取一等材，斗拱样式为转角辅作单杪三下昂、柱头辅作单杪双下昂，依然是全部图纸从 ArchiCAD 模型中直接导出。
由于属于高层建筑，还须要两部门散楼梯和直通顶层的电梯，以是楼层面积的设计要结合古法和当代建筑规范，他们利用描述参照功能，在画上层构件的时候可以参照下一层，很像建筑师在硫酸纸上描图。
楼层划分上须要表现斗拱层和屋面层，在传统设计方法中画斗拱平面图比较大略，仰视图就很麻烦，须要把整体翻转过来重画，而利用 BIM 模型可以很随意马虎出仰视图，不须要手动翻一遍。
这个项目里，也用 ArchiCAD 导出了 BIMX 格式文件，它是把模型和图纸整合到一起，可以在三维模型的任意位置查看对应的图纸，也可以在手机、iPad上随时查看，在做方案演示的时候很方便。
此外，他们还利用 ArchiCAD 和 Twinmotion 合营，模型和渲染分屏联动，快速制作精美的动画。
陆永乐说，在古建项目与甲方沟通的时候，由于要涉及到很多韵味和意境在里面，精良的动画渲染是很有必要的，同时在设计工期紧张的时候，利用便捷的工具在每一次修正中快速呈现效果，也是提高效率的主要手段。
这个项目目前已经落成，成为了海内第一个被 GRAPHISOFT 公司收录在官网上的经典案例。
他们积累的设计方法、参数化构件库和渲染技能，都在后来 2020 年的山东曹县白衣阁项目中得到了更成熟的运用，无论是整体的设计韵味还是细节的精准程度，都达到了很高的标准。
最近两年，陆永乐开始考试测验把点云技能纳入到古培植计的流程中来，他分享了两种事情办法，对应两种事情场景。
➤ 第一种运用是全体建筑物的点云数据采集。
在一个仿古建筑屋顶改造项目中，他们利用无人机点云采集技能合营 GDL 参数化构件，提高了改造设计的效率。
这个改造建筑处在风景区，屋顶部分与园区整体风格不折衷。由于建筑物本身年代久远，已经找不到设计图纸，「翻模」的事情没办法展开，加上古建的屋顶、檐口布局比较繁芜，不像当代建筑随意马虎丈量尺寸，这时候用点云来赞助建模便是个很好的选项。
项目中用的是小型无人机，配置不算高，没有自动避让的功能，而建筑物附近的树木比较茂盛，还必须请人来手动操作无人机翱翔。
他们把采集到的点云数据直接导入到 ArchiCAD 中，软件对点云的支持很好，不须要转换，模型进来之后可以任意旋转、丈量，为下一步的设计供应依据。
从数据来看，搭建部分的屋顶材质是彩钢板，坡度也不足，跟整体的园林风格很不相称，同时又带来了净高低、光芒暗的问题。
进一步提出的改造方案是，整体建筑尺寸保持不变，建筑风格沿用江南宋式风格，屋顶采取歇山顶型制，侧面加高窗，增加采光量。
正如前面说到的，古建的定式和构件都很标准化，参考点云模型，懂行的人只要找到对应的部件，参数调度尺寸再拼接就能比较方便地完成建模，这时候参数化 GDL 构件的能力就可以发挥出来了。
以三维点云数据作为参考，再从建模软件中找到对应的构件，建立出模型，陆永乐把这种事情办法称为「匹配建模」。
根本模型完成之后，就可以正式设计改建的屋顶部分了，这里走的便是正向设计的流程，沿用前面的构件参数，就能很快搭建出符合形制的建筑模型。后续的改建方案设计也就顺利多了。
➤ 第二种运用是采集人体大小范围内的小构件，比如雀替、栏杆、石雕等。这些构件形体比较繁芜，手动建模会花费很多精力，很适宜用点云采集数据，完善自己的构件库。
这种办法采集点云数据，乃至不须要专门的无人机，由于物体不算大，对精度哀求也没有建筑构件那么高，只要用手机围着物体拍一圈，再用软件处理一下就可以天生，积累这种构件库的效率很高。
点云模型便是一系列带颜色的空间坐标点组成的，以是在渲染的时候不会反射光芒，须要转换成 dae 或者 obj 等面片格式的模型，才能正常渲染。
在古建筑的渲染和展示环节，有了这些古色古喷鼻香的构件，会显得全体设计灵动很多，也更能表达出设计的意境氛围。
看了陆永乐一起走来的过程，可能有些小伙伴会想，这也没什么大不了，便是用三维软件做设计，没啥 BIM 的高等运用嘛。
而我们以为他了不起的地方，正好在于捉住技能运用的一个方向，把它做专、做深。
陆永乐在很多场合强调，自己不是做 BIM 的，而是一名建筑设计师，对付他来说，用 BIM 作为工具，把设计做好，完成那些之前很难完成的项目，才是最有造诣感的事情。
在我们刚入行的时候，曾经听不下三位前辈说：古建筑那东西，形体没规律，构件太繁芜，BIM 做不了，别去碰。
陆永乐也坦言，刚刚面对古建项目的时候，和所有人面对同样的一团乱麻。但他没有焦急否认，而是边行动边考试测验——形体没规律，就去学习和总结规律，构件太繁芜，就一点点写参数、敲代码。
他用行动证明，古建不仅可以做 BIM，而且可以做得很好，不仅自己做了，还把方法都拿出来分享。
当这些知识从古籍中走出来，变成了可以复用的数据，这便是我们常说的数字资产。
如今的他和团队，由于拥有了这些数字资产，以是会有更多的项目慕名而来，他们也能在项目中不断精进自我，进入了螺旋上升的过程。
在传统行业中，创造一条别人不愿走的路，挖掘个中的知识，积累成数字资产，在不断的实践中让资产的代价持续提高，行业中类似这样值得重做一遍的事还很多，条条大路留给那些不轻易「Say No」的、年夜胆的人。
本日的内容就分享到这里，有态度，有深度，BIMBOX，咱们下次见！
