文物建筑保护

回首十年来我院古建筑保护工作,相比其他类型的文物保护项目,延续传统保护理念仍不失为主导,但既往中有开来,项目类型方面的拓展,显示了文物保护具有的广泛涉及和可能的更大格局。文化遗产的视角,使维修保护项目在建构和设计中对文物价值认识、保护理念以及保护方式中都闪现出不断思考和探索的色彩。

 

(一)历史沿革是现状评估和修复依据的重要线索

在恭王府府邸维修项目中,我院项目组重点探讨了恭王府历史沿革与现有建筑历史遗存的价值关系,梳理建筑历史脉络,明确保护对象和保护内容;确定各座建筑的修复依据和年代定位,明确在维修做法中如何既保留好历史遗存,又使局部历史信息与整体历史关系可以被解读并与总体风貌相衔接。最终修复部分的时间范畴没有限定在“同光”时期,使恭王府府邸修缮工程中较全面的记忆、留存了府邸历史沿革信息。这是我院与清华大学一次有益合作。该项目2011年在北京市第十五届优秀工程设计评选中获得历史文化名城保护建筑设计优秀奖。

2012年我院承接清东、西陵修缮工程。该工程是国家“12.5”计划中的大规模修缮项目。为使这一系列修缮项目在勘察设计的相关方面具有必要的整体关联,在首个启动的裕陵修缮勘察设计中,充分利用我院多学科人才资源,开展多学科勘察与调研。对大木用材、砖体、砌筑材料以及屋面材料和彩画颜料等分别进行抽样检测,分析材料构成,协助年代鉴定;对墙体裂缝进行内窥探查,对木构件腐朽深度进行仪器探查,包括有针对的对墙内可能存在腐朽问题的柱子进行探查,科学界定材料材质及性能,为维修设计提供可靠的参考依据。同时不失传统勘察做法,在维修设计方案中充分体现出对建筑本体最小干预和最大限度保护与传承的设计思想。

 

(二)价值评估是项目特色的内在支撑

我院从九十年代起就在青海塔尔寺开展一期维修工程。2008年以来我院相继承接了九间殿、遍知殿、医明经院和大吉哇以及几处活佛院的维修项目。在这些项目勘察设计中,设计人员注重修缮对象的价值辨识,对象包括一些具有特殊时代记忆的彩绘、壁绘等。如九间殿内墙的纹饰壁画,因涉及墙体拆砌及基础加固,需要对相关壁画进行揭取再回贴的保护过程,该壁画虽然只是单线、单色勾勒的海漫纹饰,但该彩绘是1958年宗教改革时期僧人闲赋时绘制的,参与绘制的僧人至今仍有健在,对这部分壁画的保护设计要求大大增加了施工难度,但也因此使寺院施工队获得了壁画揭取与回贴的经验,现在寺院工程队对壁画揭取、回贴已可以独挡一面,同时对一些老彩画的保护要求也得到寺院方的接受。重要的是收获不仅是保护技术方面的,通过这类保护项目,唤起了寺院方对历史遗存价值的真实感知,改变了寺院一味追求焕新的观念,促进了寺院方对文物价值保护的自觉意识。

西藏大昭寺维修工程于2000年启动,因资金问题,2009年又重新启动。设计人员本着认真负责的态度,重新勘察、设计,期间新又了解到释迦牟尼主殿断裂木构件上方抬托的80年代的水泥抹面上绘制的壁画尤被寺院看重,当时绘制壁画的画匠画技高超,已经过世。于是设计人员着重勘察该部位构造情况和构件抽换的可行性,制定构件更换与壁画原位保护同步实施的措施,并跟随整个实施过程,获得寺院方充分肯定。该工程获得中国文物报主办2010年度全国十大工程。

2010年我院承接玉树新寨嘉那嘛呢抢修修缮工程。该项目是玉树地震灾区文化遗产抢救保护工程首个启动工程。在项目初始阶段,设计人员关于堆的“活态”认识基本只是不断扩大的概念。在该项目实施过程中,设计人员从嘛呢堆传承至今历史脉络清晰可靠,发展变化中一直保持了堆的形态,真实承载和传承了当地信众的信仰追求,目前仍在延续常态堆放、管理、修饰的行为中体会其活态意味,使该项目从开始举步维艰,到最终实现保护活态遗产特性,获得当地僧众和政府的普遍好评。该工程在国家文物局主办的2013年度首届全国十佳文物保护工程评选中荣获特别荣誉。

 

(三)多学科参与项目——专业化追求

加强多学科参与、加强前期研究评估,提高了文物保护项目勘察设计的科学含量和专业水准,是我院充分利用院内人才优势及外部学科资源的特别追求。

2008年四川汶川地震抗震项目梓潼七曲山大庙抢险修缮工程是我院组织多学科参与的代表性项目。七曲山大庙位于四川省梓潼县北9公里,始建于晋,后经元、明、清三代多次扩建,形成了一组结构宏伟、体系完整的古迹建筑群。在“5.12”汶川特大地震中遭遇不同程度的损坏,大庙内一幅明代珍贵壁画因墙体坍塌而毁损为碎片。我院当时的建筑所和文物保护科技研究所分别承担了建筑维修和壁画与彩画保护的修复方案设计。

维修设计人员综合分析震损破坏与年久失修等问题的相关,把大庙一直未能解决的堡坎加固工程作为抢险、维修的基础工程。中国人民解放军总装备部设计勘察院的技术人员承担地质调查,根据地勘报告,对相关堡坎进行了加固设计。在勘测中通过全占仪校核各座大木构架的竖立状态,发现大庙建筑很多存在不同程度的木木构架歪闪、变形现象,严重者前后檐柱子标高相差30余厘米,故把对大木构架的拨正与加固也纳入维修工程的重要内容。同时重视文物保护理念的实践性,特别提出对具有大庙建筑特色的各式屋脊进行原位保护,使大庙建筑维修之后,仍保留了修前建筑最突出和精彩的脊饰本体。我院壁画、彩画保护专业技术人员,对大庙壁画和彩绘保存现状进行了现场调查,并对壁画和地仗以及彩绘颜料进行了取样分析,并考察大庙壁画和彩绘制作材料和工艺,分析壁画和彩绘病害原因。并将坠落的二块壁画碎片运送到我院壁画保护实验室进行保护修复试验,并进行现场试验,在这些工作的基础上,设计了七曲山大庙壁画保护修复方案,为该工程提供了可靠的保护与修复依据。

2011年我院承接的湖南老司城遗址第一期抢救性维修工程,主要涉及体现古城遗址总体格局的暴露在外或已进行考古揭露的城墙及城墙遗址、古街道及古街道遗址的保护维修和祖师殿、皇经台、玉皇阁、土王祠、文昌阁、“子孙永享”牌坊的保护维修。现状勘察分地质勘查、建筑结构体系分析、建筑残损勘察三部分进行。在结构分析方面运用通用有限元软件ANSYS,对土王祠木构架进行承载力分析,获得“在一般情况下,整体结构是安全的;整个结构外侧边缘,是结构中相对薄弱的部位。”的结论,是一次有益的尝试。该项目获得2012年度文物报评选的十佳维修工程荣誉。

 

(四)传承传统做法仍是古建筑维修工程之首要

在国家文物局主办的2013年度全国十佳文物保护工程评选中,我院泉州天后宫正殿维修工程和山东曲阜尼山孔庙建筑群维修工程获此殊荣。

2007年我院承接泉州天后宫正殿维修工程涉台项目。该工程主要针对大殿梁柱虫蛀、木构件糟朽、斗拱倾斜、外闪、墙体酥碱、开裂、屋面漏雨、变形等影响建筑本体稳定的各类病害进行全面维修。该工程按照“原形制、原结构、原材料、原工艺”的要求,在工程实施中尽量减少对文物本体干预,做到了尽可能多地保留历史信息,使修缮后的天后宫正殿既保证了健康、稳固,又保持了真实、协调的感观效果。

2009年我院承接的山东曲阜尼山孔庙建筑群维修工程涉及14座建筑,对台基、地面、墙体、木构、屋面和有失彩画进行了维修加固,纠正了前期遗留的不当修缮,整治了院落环境和排水,实施了虫害防治和护坡工程,消除了影响尼山孔庙保护的不良因素,取得了理想的维修效果。

格萨尔三十大将军灵塔和达那寺维修工程是2010年玉树抗震项目中距结古镇最远、海拔最高的项目。该项目不仅地处偏远,而且道路质量很差,每遇下雨,还有山体滑坡的风险。我院设计人员5月勘察格萨尔三十大将军灵塔时,山上积雪还有半米深,上山十分危险,在接近灵塔的100米路段,必须依靠绳子才能到达。由于达那寺建筑处于山地地势,且该项目建筑类型多样,个别建筑震后险情仍继续发展,维修加固设计难度较大,工程设计人员克服困难,根据不同建筑的价值、构成特点及震损情况,分门别类的制定出相应的维修方案,并在修复与重建项目中,强调对传统材料工艺的传承,为该寺文物保护作出了很好的示范。

 

(五)弥补传统做法的局限,探索和尝试更适合的保护途径和方法

2006年我院协助南京博物院完成福建安贞堡修缮保护工程设计方案。安贞堡城堡式民居建筑平面呈前方后圆,整堡式围屋构筑在毛石为墙基的夯土墙上。内部建筑为层,前檐口高9.4m。该建筑不同于众所周知的福建圆形土楼,城堡当中是四合院纵深三进院落。该项目勘察使用了GPS定位、红外线测距、现场温湿度测试、干燥度测试、取样化验分析等多种技术手段,特别雨天留候现场观察安贞堡内、外排水和雨水对屋面、檐柱的侵蚀情况。同时,查阅了当地县志等相关历史资料,访了池家后代,向曾参加过安贞堡维修工程的老工匠了解该建筑的传统工程做法。结合对该建筑主要材质的检测分析,在该方案设计中,引用了南京博物院研发的已经有耐老化应用效果的FC复合材料做木构件防腐保护材料;在夯土墙裂缝灌浆材料筛选后,选用南京博物院与江苏省宜兴市华东精细化工厂共同研制的聚氨酯环氧树脂互穿化学灌浆材料pu/ep。该灌浆材料可以解决夯土墙体裂缝,膨胀、收缩的难题,是届时防渗加固工程中使用的新技术。该方案获2007年获中国文物信息咨询中心、中国古迹遗址保护协会共同主办的2006年度“全国十佳文物保护工程勘察设计方案及文物保护规划”奖。

 

(六)山西应县木塔是文研院古建筑维修与保护项目中最具有挑战和探索性的项目

应县木塔结构体系复杂,结构构件种类繁多,数量巨大,隐蔽节点构造未知情况众多,这些因素给木塔结构分析与研究带来极大的困难。应县木塔结构抗震与抗风机理研究的工作才刚刚起步,目前的研究成果对木塔结构体系力学性能的认识还不够全面和深入。

应县木塔结构病害的类型较为特殊,由于对其残损的严重程度评判标准难以量化,应县木塔现状成为业界争论的重点内容之一。不同专业背景和经历的专家甚至存在截然相反的评估判断。

2007年,我院正式承担应县木塔保护与研究工作,应县木塔项目组在系统梳理、消化吸收以往研究成果的基础上,围绕应县木塔结构特点、结构残损特征、保护理念,陆续开展的工作有:研究编制应县木塔监测方案、建立综合监测系统、应县木塔结构研究与分析,研究编制应县木塔维修加固方案等。同年承接应县木塔观测方案,2008年起开启应县木塔专项监测项目。

2009年承接山西应县木塔周边环境整治和基础设施建设项目和山西省佛宫寺释迦塔(应县木塔)2009年专项监测;

2010年起承接应县木塔底部三层结构加固研究与设计;

从2008年开始,应县木塔监测系统初步获取了应县木塔结构变形、结构动力特性参数、表面风压系数、周边环境的参数、地面脉动的数据。综合分析这些监测数据,客观的掌握了应县木塔结构变形的发展趋势和变化规律,建立应县木塔结构可能的失稳模式,确定了木塔现状结构病害的病灶位置。

近几年,项目组先后完成了多项试验研究与数值分析的工作,研究了应县木塔结构的抗震抗风的机理,为科学评估木塔结构残损病害的严重程度,编制有针对性的维修加固方案提供理论依据。首先完成的是应县木塔铺作节点1:1比例模型试验研究,首次提出应县木塔铺作节点力学模型的本构关系,认识了铺作结构层的力学性能和结构作用。其次是应县木塔结构体系的简化计算和整体结构的计算机有限元模型的精确化数值分析,通过计算分析,获得了应县木塔结构在自重荷载、风荷载以及各种强度等级地震作用下的结构位移和杆件的内力。在结构研究的过程中,提出应县木塔结构的时变结构力学的理论,为解释应县木塔结构倾斜变形机理提供了理论的支撑。最后,在上述各项工作的基础上,结合应县木塔结构体系的历史演变过程,得到的结论是应县木塔结构体系主要病害的病灶就是二层明层结构柱的倾斜变形及其倾斜变形的进一步发展。根据应县木塔变形监测分析,当前这一病灶已处于不断恶化的状态,也就是应县木塔二层明层柱框结构已处于结构失稳发展的状态。研究表明,应县木塔二层明层倾斜变形若能得到有效控制,其整体结构的安全可靠度即可得到保证。

2009年国家文物局批准应县木塔维修加固立项,在前期研究、监测的基础上,2012年年初完成《应县木塔底部三层结构加固设计》方案初稿。2013年9月形成《应县木塔严重倾斜部位及严重残损构件加固方案》。2014年1月6日,国家文物局文保司在我院再次召开应县木塔结构专家咨询会,我院根据咨询会专家的意见和建议,再次修改完善,最终形成《应县木塔严重倾斜部位及严重残损构件加固方案》,2014年3月,得到国家文物局正式批复,同年12月4日,应县木塔严重倾斜部位及严重残损构件加固工程启动仪式在山西应县召开,标志应县木塔维修加固工程进入了实施阶段,同时也标志应县木塔的保护历程已进入新的历史阶段。

 

(七)近现代建筑维修是近十年来逐渐增多的建筑类保护项目

2011年我院承接黑龙江省哈尔滨索菲亚教堂建筑修缮、结构加固、壁画保护设计及附属设计服务项目。该项目是我院近年来承接的近现代维修项目中工程内容最为丰富的项目。该教堂是典型的“拜占庭”风格教堂,落成于1932年,总高48.79米,占地面积830.43米。该项目根据教堂建筑形式复杂、勘察和维修技术难度大的特点,开展了多学科、全方位的前期调研、勘察与专项保护预研究工作。在应用三维激光扫描设备进行精测时,设计人员发现教堂存在一些死角,难以扫到,于是结合人工测量,弥补了三维激光扫描的局限,全面提升了该项目勘察的专业性。项目组根据前期勘察、评估结果,以“最小干预”为原则,制定必要的建筑修缮、有针对的结构加固、可逆的抗震措施;壁画保护立足充分的材料检测结果,以教堂原有壁画材料为主,采取可识别修复手法,保留历史信息;外墙砖保护立足充分的材料对比试验,制定有效的保护加固措施,以提高外墙砖的抗污染能力,延缓材料的使用寿命;建筑则以不改变文物原貌为原则进行整改设计,总之该维修设计方案具有充分的科学评估与科学实验作为支撑。2015年该项目将进入施工环节。

 

(八)古民居维修工程——古村落保护历程的序幕

我院承接的湖南岳阳张谷英村古建筑群维修项目和湖南永州上甘塘村的传统民居群的修缮项目,保护对象为私有产权,当时修缮经费惠及不到对此类民居基础设施改造的内容。如何在就建筑修建筑的局限中,区别一般古建筑修缮要求,成为项目要思考的问题。设计人员在总体不改变格局和原状风貌的原则下,将关照居民生活方便纳入修复范畴的权衡因素中,对现有一些被改造的做法,不生硬做统一修复要求,而是区分部位及功能,权衡对整体风貌的影响,有针对的掌握修缮与修复的尺度,保留一些局部改造。同时,对一些拆毁的建筑,也区别其所在位置及规模,包括调查是否尚有居住需求,权衡修复要求和范围,尽最大可能通过维修项目不缩小居民的可使用面积,并通过不完全修复,使聚集区维持一些可自由活动的公共空间,并为今后有条件进一步改善居住基础设施和环境美化创造条件。总之在这类项目中,关照使用者利益成为该类维修方案考虑的重点。尽管以文物保护的名义修缮这些古民居有种种局限,但它对居民却有着对祖先遗留下的遗产的敬畏和感情的唤起作用,修缮工程仅仅是拉开此类具有广泛祖屋概念的精神家园的保护序幕。

 

(九)建筑遗址类保护项目伴随申遗进程

我院近年承接的几个遗址类保护项目都与大运河、土司遗址申遗项目直接关联。2011年我院承接大运河南旺枢纽组本体三个闸的维修工程。该项目涉及的三个水闸维修前已面目全非,经设计人员现场勘察并结合历史资料以及清官式水闸形制做法等分析,在现有遗存基础上还原了历史原貌,重现展示了大运河重要水闸节点。

由于申遗项目不仅仅是本体的真实性保护,更涉及展示的可视性和可读性,因此对本体的保护措施的设计以及对本体的干预程度拿捏很不好掌握。我院设计人员根据这些特点,一方面在设计阶段研究整修保护方案的控制要求,另一方面在施工阶段及时总结现场经验,协同施工单位,对具体做法进行调整,对此类项目的参与实施,使设计人员获得许多与一般维修项目完全不同的现场经验。

 

(十)加强前期勘察与保护预研究

以往勘察项目都是伴随维修设计同期进行,固然有项目相对连续的好处,但也因经费紧张和时间仓促,勘察深度、评估结论和保护预研究都会受到影响。近年来,文物保护越来越受到社会各界的重视,一些文物管理使用单位或社会机构团体也陆续出资对一些文物单位实施保护,福建泉州开元寺宋代东西塔的建筑勘察项目即属此类。该项目从对石塔进行全面的三维激光扫描入手,第一次准确精细地获取两座宋代石塔的总体结构、细部雕刻等信息,对石塔进行初步的病害调查,开展病害生成和影响程度的分析研究,开展保护材料与保护工艺的预研究,为下一步制定保护维修方案提供了必要的技术支撑。

 

(十一)复原研究与展示利用

近年来,我院还承接了一些复原研究项目,其中大明宫复原研究与元中都宫城复原设计与展示利用需求直接相关。

2009~2010年,为配合大明宫国家遗址公园的现场展示、元中都遗址博物馆的展陈需要,中国文化遗产研究院分别受西安大明宫遗址区保护改造办公室、元中都遗址博物馆筹建处的委托,承担了“大明宫复原研究”与“元中都宫城复原设计”两项古代著名宫殿建筑群的复原研究与设计工作。

这两项复原研究与设计项目的开展,旨在通过对历史文献、考古发掘报告、遗址保存现状、已有复原研究成果诸方面进行系统梳理与深入探研,以历次考古勘探与发掘报告作为基本依据,主要针对两处宫殿建筑群的选址规划、功能分区、空间意向、平面布局、建筑形制、宫苑园林等进行复原研究;以其总体规划布局、建筑组群规模以及营造意匠等方面索隐探赜,并分别探索唐代中期、宋元时代中国政治史、经济史、文化史的独特构造及其变迁脉络,与之相应地开展历史文献研究、宫廷园林研究、宫廷礼仪与建筑布局的关系研究、宫廷建筑装饰题材及其形成因素研究、宫廷宗教建筑研究等方面的专题性研究,以求尽可能接近原状地分别把盛唐时期大明宫、元武宗时期肇兴的中都宫形象地表现出来。进而在上述基础上完成复原研究综合报告、复原设计图纸等研究成果。通过综合解读遗址的历史与考古信息,将已经消失的历史景观具象地呈现,这也是对已经湮没的古代建筑群进行科学阐释与形象展示方面进行的新的带有研究价值的探索。

 

(十二)文物建筑结构监测与安全性评估项目是近十年文研院承接的新型项目

该类项目以应县木塔监测为代表,2008年还完成了山东蓬莱阁结构承载能力验算与稳定性分析。2009年承接了山西省太原铁路枢纽西南环线对晋伺震动影响分析新建山西中南部铁路通道穿越红旗渠文物影响评估新建北京至张家口城际铁路穿越八达岭长城文物影响评估新建吉林至珲春客运专线对帽儿山及龙潭山文物影响评估等项目。

在国内文物系统,我院属于最早开展此类项目的单位之一,目前也是承担此类项目数量相对较多的机构。经过过去近十年的探索和经验的积累,我院在文物建筑结构监测方案编制、监测与安全性评估系统实施、监测数据采集与分析以及评估报告的编写等方面为国内同行提供了参照和范例。