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鋼結構在歷史建筑中的再利用
2019-06-03 10:53:57來源:中國建設報    作者:郭思同

《鋼結構在歷史建筑中的再利用》一文闡述了鋼結構能夠成為歷史建筑改造中重要手段的原因。

作者結合國內外歷史建筑的具體案例,從結構方式的角度說明鋼結構在歷史建筑再利用方面具有廣闊前景。——編 者

歷史建筑改造的發展

建筑改造包括建筑改建與擴建。在建筑改造的過程中,建筑師的任務是利用原有建筑(材料、結構等),通過改變、加建等手段,創造出適應新情境所需的空間。

21世紀的今天,歷史建筑再利用已成為建筑學中極其重要、值得獨立討論的分支。

19世紀,作為哥特復興運動的產物,關于歷史建筑再利用的思想萌芽最初表現為針對遺產建筑的保護與修繕。材料高度保真構件的加入主要是為了修補建筑殘損的風貌或是幫助保持結構的有效性。

1964年,《保護文物建筑及歷史地段的國際憲章》(威尼斯憲章)被修訂。作為體現古跡保護基本精神的憲章,首次提出了新材料可以在不改變建筑風貌的情況下被使用。

此后,歷史建筑工作實踐領域最優秀的先驅者之一卡洛·斯卡帕在舊建筑的修繕與保護過程中開始使用嶄新的材料。盡管這在當時被視作異類,但卡洛·斯卡帕等人的工作確實擴大了“歷史建筑”這一詞匯的內涵。除去那些被奉為圭臬(比喻事物的準則)的經典作品,大量普通歷史建筑,即那些僅僅作為人們日常性行為發生場所的普通用房開始進入保護者們的視野。發表于1976年的《內羅畢建議》明確地將再生與利用作為保護的內涵之一。

至此,建筑的保護與利用不再孑然對立。文物修復專家、建筑師、結構工程師,就像對待所有追求整體性與表現性的建筑項目那樣,共同參與到這種半開放的設計命題中來。

歷史建筑再利用在中國

我國歷史建筑再利用起步較晚。目前,我國歷史建筑的面積達到了15.31萬平方米并且仍在以600~700平方千米/年的速度增長。值得注意的是,我國的歷史建筑再利用過程存在種種亂象,譬如,改造后歷史身份消失,改造中整體效能下降,出現技術應用不合理、更新思想不恰當,違章改建等。

其實,不僅僅是歷史建筑,現存的建筑,無論其是否具有歷史價值、藝術價值、社會價值或經濟價值,都可以視作為再利用的對象。如果能完善建筑再利用技術、推廣建筑再利用理念,無疑對社會、經濟的可持續發展都具有優良效益。

鋼結構與歷史建筑改造

鋼結構與歷史建筑改造有著密不可分的關系并且在這一新興領域中具有無可代替的優勢。站在建筑改造的立場上來看,鋼結構具有輕盈、表現力強、適應性強等優點,因此,其在眾多改造材料與手段中脫穎而出,成為歷史建筑再利用中最常見、易得的材料是必然的。簡而言之,鋼結構能夠滿足普遍意義上優秀建筑的三大標準:適用、堅固、美觀。

21世紀的建筑學是建構的建筑學,建構不再僅僅指向單純的空間或表皮,而是通過建造中的邏輯將建筑結構、空間結構等部分有機地結合在一起。同樣,在歷史建筑改造與擴建的過程中,合適的結構方案能夠使新、舊建筑在建構的層面上交流、對話,對21世紀建筑學也有著重大的意義。

運用鋼結構對歷史建筑進行修繕、加建、改造可以追溯到17世紀。1667~1670年間,卡羅迪·佩羅在對盧浮宮的扁平柱頂過梁和穹頂做的加固修繕就使用了鍛鐵構件。另一位建筑師蘇夫洛在巴黎先賢祠的重建工程中采用了鑄鐵構件對入口處的山花進行加固。

18世紀中葉以來,隨著人們對材料破壞機理研究的逐步深入以及近代力學對于材料受力特點把握的完善,鋼結構在歷史建筑再利用中所能夠發揮的潛力進一步被人們所認識。與傳統磚石結構的抗拉性能弱、結構彈性弱、自重大等缺點以及木結構易腐蝕、耐久性差等問題,鋼結構所具有的自重輕、彈性好、抗拉強度大等特點恰好能在這樣的基礎上和原材料形成互補,充分發揮材料的受力性能,增強建筑結構的耐久性,達到延長建筑使用壽命的目的。

此外,歷史建筑的特殊性質對于材料的施工操作也提出了要求。為了避免破壞原場地及立面材料,施工過程應盡量將對現場環境的影響減至最小,能夠更自由地配合原有建筑的形態。鋼結構在生產方式上本身具有輕型化、裝配化、適配化的特質,加上在荷載傳遞上對于原建筑的影響較小,滿足了歷史建筑改造的普遍要求。

鋼結構完美詮釋地域性建筑

鋼結構能夠延續地域性建筑,在建筑理論史上也有依據。著名的建筑理論學家森佩爾在《材料置換理論》中提出:人類文化的發展有時會出現材料的置換,即在守護傳統文化符號的前提下,另一種材料可用于詮釋先前材料的建筑原型,鋼結構與木結構有著相似之處,兩者都表現出輕盈的桿件狀結構,強調結構的裸露與真實,強調桿件與受力情況的一致性。

建筑師傅英賦在對貴州省遵義市的一幢傳統工業建筑進行民宿改造設計時,既保護了傳統建筑的形式與當地的產業記憶,同時又將鋼結構與原來的木結構屋面緊密地結合在一起,體現了建筑的現代感,但絲毫沒有打破傳統建筑的風格。在這個項目中,鋼結構的設計并沒有表現出過于高超的技巧,而僅僅是模仿傳統坡屋面的結構,平實地與自然對話。

無獨有偶。位于西班牙的古老城堡Garcimu? oz Castle 也是運用鋼結構對古建筑進行科學性修復的典型。該古堡的原結構是典型的磚石砌筑結構,如果按照原結構進行修復已經難以整理出條理。建筑師大膽地使用了包括網架、平臺鋼結構、桁架等多種鋼結構來加固原結構并創造出新的空間。

建筑師使用的鍍鋅鋼材和彩色玻璃作為改造的主要材料,無一不在營造著空間活潑、現代的氣息。伴隨著新的結構,一系列的新功能也被植入到這個場所之中——露天電影院、影視音像圖書館、咖啡廳、餐廳、酒吧等。

當地法規規定,這樣的改造必須為臨時建筑,在未來可以被繼續改造或替換。因此,建筑師索性全部使用鋼結構,在建筑內部上演了一場“鋼結構的盛宴”。在這個建筑中,圓鋼、工字型鋼、桁架、樹形支撐、平臺鋼架……這些手法以西班牙特有的后現代主義手法結合在一起。歷史建筑營造了整體性極強的氛圍,而這些碎片般的新手法點綴其中。同時,多變的鋼結構自身恰恰是為了適應歷史建筑各處不同的缺損與結構缺陷——并且由此而需要不斷變換其受力方式。功能的復雜性通過結構的復雜性表現出來,但結構的復雜性又是對于原建筑的保護和烘托。

在當下,這種修復手法正在逐漸變得流行。比起單純地模仿傳統地域中的建構方式,展示鋼結構自身的建構邏輯和美學亦不失為一種有力的手段。

鋼結構可讓新舊建筑共生

建筑改造項目往往可能走向兩種極端狀態:一種是盲目地崇拜傳統,將“修舊如舊”進行得過分徹底;另一種的形式則顯得過分夸張,對比過于強烈,使歷史建筑失去了原有的氛圍。而鋼結構作為新的結構,在它的表達語言中似乎披著一種地域性表達的色彩,又不失自身的形式語言,成為了規避極端狀態的較佳選擇。

從誕生發展至今,鋼結構歷來被人們認為具有輕薄、輕盈、通透、漂浮的特點。而在歷史建筑修復這一領域中,除了結構自身的優勢,鋼結構具有更深層的精神表達能力,提供了一條連接歷史與未來的途徑。倘若能充分發揮鋼結構的性能,勢必能保護建筑的歷史價值,完成具備功能轉化、效能提升、能力整合和優化的綜合性改造。首當其沖是要保持尊重歷史和歷史修復的正確價值觀,而后運用現代技術,在強調人文化、生態化、綜合化的基礎上,謀求新、舊建筑的共同生長。自現代以來出現的各種嘗試,正昭示了未來鋼結構在歷史建筑再利用中的廣闊的發展前景。


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