上下5000年，中華大地上，留下了無數(shù)飽經(jīng)滄桑、多姿多彩的建筑。在城市發(fā)展突飛猛進的今天，如何為這些古老的建筑遺存“延年益壽”，又能讓生活在其中的人們詩意地棲居、延續(xù)文脈，是對當(dāng)下建筑師和規(guī)劃師的一大考驗。
近20年光陰中，中國工程院院士、東南大學(xué)教授王建國團隊，專注地與一件事“死磕”：讓中國城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)在過去與未來的交匯穿梭中生生不息。
在前不久舉行的2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會中，由中國工程院院士王建國、崔愷領(lǐng)銜，東南大學(xué)、中國建筑設(shè)計研究院、中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院、故宮博物院、中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球所等單位共同完成的“中國城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)多尺度保護理論、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”榮獲國家科技進步獎一等獎，這是我國建筑學(xué)領(lǐng)域第一項國家科技進步一等獎。
項目團隊首次揭示了城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)多尺度保護的內(nèi)在機理，突破了城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)“多尺度”保護的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，相關(guān)成果在31個省級行政單位的工程實踐中得到應(yīng)用，涉及300余項城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)，曾助力中國城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)保護實現(xiàn)重大跨越，支撐了2項世界文化遺產(chǎn)的成功申報，并應(yīng)用于北京、南京、杭州等16個國家歷史文化名城、43個世界文化遺產(chǎn)和全國重點文物保護單位、78個歷史街區(qū)以及11個遺址保護建筑項目。
漸進式改造，讓古街區(qū)永保生機
東依蜀山，西臨蠡河，粉墻黛瓦，青石曲徑。形成于宋代之前的江蘇省無錫宜興市丁蜀古南街，是中國重要的紫砂文化發(fā)源地和傳承地。行走于如今的古南街，那些古樸的商鋪、作坊、茶舍、名人故居雖然被修葺一新，但細細咂摸，還能看得見時代的肌理。
多年前，古南街的房屋年久失修、設(shè)施缺失、風(fēng)貌雜亂，大量原住民生活其中。“此類歷史街區(qū)絕不可以一體化整治或大面積拆建，對建筑單體來說，要奉行最小干預(yù)原則，通過研究建筑的結(jié)構(gòu)和建筑材料的退化機理，讓它延年益壽，治小病防大病。對于街區(qū)來說，還要考慮與居民的社區(qū)生活緊緊聯(lián)系在一起。”王建國告訴科技日報記者。
如何用創(chuàng)新技術(shù)對古南街的風(fēng)貌、建筑進行保護、整治和改造，古南街南入口的張家老宅可見一斑。
張家老宅是居民和游客進入古南街的主要門戶，老宅原先沿街有三開間的門面房，后面為居住的院落。
“房子是木結(jié)構(gòu)，圍護用磚砌筑，梁柱和墻體與相鄰開間共用，所以維修的過程中，如果其中一間的梁倒了，就會影響其它間。”對此，王建國團隊設(shè)計了一種“聯(lián)體—共生”結(jié)構(gòu)，先踏勘測繪和分析原有的建筑性能和結(jié)構(gòu)，又研制出加固補強技術(shù)和防止連續(xù)倒塌的柱間加固結(jié)構(gòu)及方法，確保了保護改造的安全和三開間日后改造的整體性。同時，團隊通過屋面、墻體保溫構(gòu)造層的設(shè)計，改善了既有建筑的隔熱保溫性能。
這樣的改造在古南街比比皆是，近20年間，團隊先后研發(fā)了針對街區(qū)風(fēng)貌整體性的性能化規(guī)劃設(shè)計方法，民居建筑的聯(lián)體—共生結(jié)構(gòu)保護技術(shù)、物理環(huán)境改善、磚木建筑與設(shè)備系統(tǒng)一體化設(shè)計等系列創(chuàng)新技術(shù);制定了古南街傳統(tǒng)民居建筑的改造導(dǎo)則供居民自主的建筑環(huán)境改造參考，成為中國歷史街區(qū)中物質(zhì)遺產(chǎn)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護相得益彰、歷史保護與社會發(fā)展共贏的典型范例。
“小規(guī)模的漸進整治和改造的‘古南街模式’，規(guī)避了當(dāng)前我國對于傳統(tǒng)古建聚落普遍采用的大規(guī)模、商業(yè)化改造存在的突出問題，避免了大拆大建帶來的浪費，強調(diào)技術(shù)的適宜性和合理性，也有助于保護街區(qū)風(fēng)貌，彰顯內(nèi)在歷史文化價值，穩(wěn)定原住民并為合理開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。”王建國說。
為老城量高限高，看得到過去望得見未來
如果說，對于單體建筑和街區(qū)的保護可以讓其適應(yīng)時代發(fā)展進行再利用。那么，擴大到城鎮(zhèn)層面，還要考慮古典、近現(xiàn)代和現(xiàn)代多元一體的相互觀照。
“對這些建筑不能做孤島式的保護，要把它們置身于城市發(fā)展的脈絡(luò)中。例如，現(xiàn)在的大城市不可能不蓋高層建筑。我們要處理好保護、傳承、揚棄、發(fā)展之間的關(guān)系。”王建國說，對于像云南大理、平遙、同里、烏鎮(zhèn)等這樣面積不太大、一般在5平方公里以內(nèi)、適合步行和慢行交通的城鎮(zhèn)，可以進行整體的保護留存，甚至可以做到“原汁原味”。
但大城市就不一樣了，例如南京僅明城墻內(nèi)老城就42平方公里，北京二環(huán)內(nèi)62平方公里。對于這樣的歷史文化名城，就要注重保護傳承歷史文化，對優(yōu)秀的遺產(chǎn)做到“應(yīng)保盡保”，同時又必須兼顧現(xiàn)代大城市必須具有的較高密度的集聚功能。
城市歷史風(fēng)貌保護中，如何管控建筑高度，一直是個突出的科學(xué)難題。為此，項目團隊在近20年的探索中，反復(fù)嘗試、實驗并最后成功運用了基于城市用地屬性數(shù)字化分析的設(shè)計手段。
王建國介紹，2003年，團隊在國內(nèi)首次使用地理信息系統(tǒng)，基于用地的區(qū)位、交通可達性、景
觀敏感度、地價等屬性，做了南京老城的建筑高度管控研究。這讓城市規(guī)劃管理第一次有了高層建筑管控的底線思維方式和數(shù)據(jù)庫成果。
2015年，王建國院士團隊再次應(yīng)邀研究南京老城的建筑高度管控，通過對5569個產(chǎn)權(quán)地塊的地塊性質(zhì)、地塊規(guī)模、軌道交通、歷史風(fēng)貌、綠地和地價因子綜合分析，并基于相似性的迭代計算，粗算出每個地塊建議的建筑高度。
同時，團隊將計算結(jié)果與常規(guī)城市設(shè)計的社會、人文、美學(xué)要求相互驗證和校核，最后聯(lián)合南京市規(guī)劃設(shè)計研究院團隊，形成了高精度的南京老城建筑高度的管控指引的數(shù)據(jù)庫成果。這一方法后來運用在廣州、沈陽、鎮(zhèn)江、常州等總體城市設(shè)計建筑高度規(guī)劃中，并獲得國家發(fā)明專利。
“城市作為一個生命體，其人居環(huán)境聚落總是一直發(fā)展的，規(guī)模越長越大、建筑越長越高、功能越來越復(fù)雜，這是歷史的宿命。我們應(yīng)該在城市中，閱讀那些隨著歲月或流逝、或凝凍的建筑遺產(chǎn)見證物。歷史傳承與現(xiàn)代化交相輝映，既要傳承文化，做好今天，也要擁抱未來。”王建國說。
以“觀”控“景”，用山水城林拼出一城錦繡
在當(dāng)下的城市，水體對城市景觀的意義變得越來越大。站在水邊，視野開闊，人們可以“全景式”地觀賞、解讀城市。因此，如何協(xié)調(diào)處理城市與水體的景觀、空間關(guān)系成為城市規(guī)劃和建設(shè)的重要課題。
素有“三面云山一面城”之稱的杭州，以“西湖十景”名世。在西湖申報世界文化遺產(chǎn)的前夕，王建國院士團隊參與了西湖東岸景觀提升相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計工作。
如何讓人們在泛舟西湖時看到西湖最美的一面?王建國團隊創(chuàng)造性地將GPS技術(shù)與風(fēng)景觀覽藝術(shù)相結(jié)合，通過概率趨近原理，把西湖的湖面視點跟東岸城市建筑景觀的關(guān)系作了一次診斷，初步解決了西湖觀覽城市的景色分級概率分布問題。
“我們將西湖地圖打上了方格網(wǎng)，把每個交叉點都用GPS定位。然后租船‘泛舟西湖’，在每個交叉點上拍西湖城市界面的全景照片，再將幾千張照片的觀感評級打分，并用很好、好、一般、差、很差的五個形容詞級差將所有照片分級，把獲得相同評價的點連起來形成線，這就是‘等視線’。”王建國說，接下來，團隊又研究了西湖的游船路線，發(fā)現(xiàn)先前游線中能看到景色很好的地方，但也有少數(shù)景色一般、甚至比較差的地方，于是，建議有關(guān)部門按照“等視線”研究成果重新規(guī)劃游船線路。
在調(diào)研時，王建國團隊獲悉，天氣晴好的時候，在西湖能看到10公里之外錢江新城的高層建筑，而團隊幾次調(diào)研時并沒有看到，王建國突然想到，這是否與空氣能見度有關(guān)。
團隊購買了過去3年杭州市的空氣能見度資料研究后發(fā)現(xiàn)，3年內(nèi)平均每年大約只有57天能從西湖看到6公里之外的建筑，年均可視率16%，這是一個小概率情況。
在此基礎(chǔ)上，王建國團隊畫出一個杭州市高層建筑和西湖能見度關(guān)系的分析圖，為西湖的景觀提升和杭州城市建設(shè)提供參考，成果獲得兩項國家發(fā)明專利。
從“觀”的角度，對“景”進行選取和布局，并為城市天際線的“美顏”提供參考，這為打破城市面貌的千篇一律提供了技術(shù)支撐。
“城市大多是拼貼、漸進生長的。拼貼城市像一幅油畫一樣，要一筆一筆按照理想人居的目標(biāo)不斷疊加、修改，一直都是進行時，永遠沒有完成態(tài)。”王建國說。
(記者金鳳通訊員唐瑭)
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