舊工業(yè)建筑改造中的生態(tài)改造設計方法探索——以長春水文化生態(tài)園改造項目為例

徐光耀

舊建筑改造通常有兩種模式，一種是傳統(tǒng)形式的改造，一種是生態(tài)形式的改造。傳統(tǒng)改造通常采用傳統(tǒng)技術(shù)和材料，偏重于建筑自身的結(jié)構(gòu)、形式、室內(nèi)環(huán)境和設備系統(tǒng)的改造，關(guān)注于形式的改變。生態(tài)改造則需要根據(jù)當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境和氣候條件，運用生態(tài)學、建筑技術(shù)科學，采用適當?shù)目茖W技術(shù)手段，合理安排并組織建筑與其他領(lǐng)域相關(guān)學科的關(guān)系，使建筑與當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境成為一個有利于生物健康的有機整體。

傳統(tǒng)改造方式過于注重形式功能的改變，較少關(guān)注建筑與人在環(huán)境中的關(guān)系，隨著時間的累積，改造后的建筑容易被環(huán)境孤立，面臨新一輪的更新，而生態(tài)改造則以取得良好的生態(tài)效益為目標，綜合考慮了這些因素，讓建筑成為生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)之間的紐帶，使建筑盡可能多地發(fā)揮出有利于生態(tài)的建設性效益，減少副效應的出現(xiàn)，因此生態(tài)改造是成為舊工業(yè)建筑真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的改造模式，是實現(xiàn)我國舊工業(yè)園區(qū)再生的必然途徑。

1 項目背景

位于亞泰大街與凈水路交匯處的長春水文化生態(tài)園始建于1932年，坐擁32萬方稀缺的生態(tài)綠地，自建廠起的80多年間，源源不斷地自來水從這里流向長春的千家萬戶，因其所肩負的重任，彌足珍貴的工業(yè)遺跡，成為長春供水文化的重要印記（圖1）。

圖1 項目總圖

隨著長春經(jīng)濟的發(fā)展，水廠周邊的城市面貌也在不斷更新，曾經(jīng)火熱的凈水廠與周邊居民和城市的發(fā)展?jié)u行漸遠。因此在全國鼓勵城市生態(tài)有機更新的背景下，長春市政府決定加快推動凈水廠的改造工作，將其打造成為一個能夠滿足居民日益增長的休閑生活需要的城市生態(tài)公園。

2 現(xiàn)狀生態(tài)資源梳理

2.1 場地資源

整個生態(tài)園區(qū)地勢西高東低，最高點與最低點相差28m。場地內(nèi)分成3層臺地，高低地形互相咬合，不同年代建筑則散落在這些臺地區(qū)域，與豐富的植被生態(tài)環(huán)境相互依偎融合。

水文化生態(tài)園原有80多幢建筑，其中15幢為偽滿時期歷史保護建筑，包括2個沉淀池和2個清水池。1.3萬m2臨時簡易搭建需要拆除，近3.3萬m2的建筑需要改造或修繕修復。同時，整個水文化公園在業(yè)態(tài)分布上還需要新建近10000m2的公園配套，如游客中心、公共廁所等配套用房，因此園區(qū)總建筑面積達到43000m2。保留建筑根據(jù)歷史價值、產(chǎn)權(quán)情況和建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，采取不同的改造策略，分三類進行處理（圖2～4）。

圖2 結(jié)構(gòu)類型分析

圖3 拆保留分析

圖4 建筑改造策略分類及改造前后對比

2.2 動植物資源

整個園區(qū)的綠化覆蓋率達到80%，植物長勢良好，是城市中難得的森林氧吧。有經(jīng)過多年自然演替形成的穩(wěn)定的生態(tài)植物群落和許多大規(guī)格的樹木，如紅松、油松、山丁子、梨樹等，許多松樹的胸徑達到60cm，樹齡達60～70年，而樹齡最高的一柱山丁子樹甚至達到130年。我們劃定樹徑大于10cm的樹木進行保留，并且對大樹和古樹進行登記建檔，利用民古樹結(jié)合建筑景觀打造綜合場景。同時重點劃定原生林地的區(qū)域范圍，對原有的生態(tài)林地合理保留。

通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)共有48種類型的動物，如獸類的松鼠、刺猬，鳥類的喜鵲，兩棲類的黑斑蛙等，通過結(jié)合植被區(qū)域劃定的方式，適當修剪和新增植被作為現(xiàn)有動物的食物鏈來源，為廠區(qū)內(nèi)的動物打造良好的棲息環(huán)境。

2.3 工業(yè)設備與廢棄建材

園區(qū)內(nèi)遺留下來的工業(yè)機械設備極其豐富，團隊在進行方案設計之前，對建筑和場地內(nèi)外的所有機械設備進行了詳細的調(diào)查登記，通過對機械設備的分類，采取原位保留、保護性處理和委托藝術(shù)家二次創(chuàng)作三種方式，讓舊機械結(jié)合建筑和景觀場地獲得新生。

3 生態(tài)資源改造的設計對策

根據(jù)對園區(qū)內(nèi)建筑場地資源、動植物和設施設備資源的調(diào)查分析，結(jié)合各學科專業(yè)的意見，采用適當?shù)目茖W技術(shù)手段，對園區(qū)三類建筑提出了四種不同的生態(tài)改造策略。

①最大程度地保護生態(tài)綠化資源，維持原有綠量最大化并結(jié)合改造建筑、自身場地和周邊設施設備資源進行空間的生態(tài)化有機更新。

②最大程度地尊重歷史文化遺跡，對歷史文化建筑群落進行修繕修復并結(jié)合園區(qū)生態(tài)和場地重現(xiàn)凈水廠文化情景。

③最大程度地激活園區(qū)現(xiàn)代人文活力，通過新建配套和原拆原建的功能置入，實現(xiàn)園區(qū)整體調(diào)性的提升和生態(tài)化的崛起。

④最大程度地利用園區(qū)遺留的工業(yè)設施設備，對這些裝置進行二次藝術(shù)加工，結(jié)合景觀場地為市民建立裝載歷史文化活力的共享空間。

4 凈水廠的生態(tài)資源再生設計

4.1 改造建筑的生態(tài)空間有機更新

園區(qū)現(xiàn)狀保留建筑立面材料大多以紅磚和砂漿抹灰為主，整體的改造需要統(tǒng)一策略和標準，但同時又需要保留不同建筑充分發(fā)揮的空間。

①統(tǒng)一立面材料：在最大程度保護生態(tài)資源和建筑資源的共識下，我們首先限定整個園區(qū)建筑主要立面材料不超過五種——紅磚、耐候鋼板、砂漿抹灰、鋁板和玻璃，所有坡屋頂統(tǒng)一采用質(zhì)量較輕的鈦鋅板金屬屋面，重要廣場節(jié)點部分可局部采用新型特殊材料。

②統(tǒng)一節(jié)點做法：采用雙層紅磚中空的砌法，既滿足北方節(jié)能保溫的基本要求，又保留原有紅磚墻面的歷史肌理，通過對廠區(qū)內(nèi)拆除老磚的回收利用，在原外墻面重新植筋做挑耳用于承托新砌紅磚的重量，形成原外墻厚度+120mm厚的紅磚外墻立面。

③統(tǒng)一設計界面：以控制成本和節(jié)約造價為前提，改造建筑還應將建筑的重點設計界面進行提煉，分成三個層級，有的放矢分配資源。第一層級的重要界面為面向主要廣場和公共空間的部分或者是主要出入口的部分，第二層級為較少使用的次要入口或者北立面，第三層級為現(xiàn)狀質(zhì)量或者環(huán)境資源較好，較少利用的界面。

以第三送水車間的設計改造為例，設計上希望能對主界面的廢棄凈水池進行保護性再利用，重現(xiàn)沉淀池的面貌，因此設計的重點放在面對下沉式雨水花園廣場和主入口界面上，背立面則統(tǒng)一采用雙層紅磚外立面砌筑的方式處理，山墻面由于質(zhì)量狀況良好且有濃密的爬山虎覆蓋屬于無法到達的側(cè)面，因此僅做抹灰和墻面清理（圖5～8）。引松泵站（圖9）、第六送水泵站（圖10）等均有體現(xiàn)。

圖5 三送南立面剖透視

圖6 三送北立面剖透視

圖7 三送入口改造實景

圖8 三送與沉淀池

圖9 引松泵站

圖10 第六送水泵站

4.2 歷史文化建筑群落的生態(tài)化重生

凈水廠園區(qū)共有11幢歷史文保建筑，其中兩個沉淀池，兩個清水池，針對這些日偽時期的建筑和裝置，也有相應的改造策略。

歷史建筑的設計原則以修復還原為主，保留其歷史風貌，保證外立面形式不變，對于具有典型和代表性并具有里程碑式意義的建筑，以原真性為原則，進行博物館似的保存。為了能保留歷史建筑的老墻肌理，通過多次材料的配比實驗，找到接近原外立面的色彩，進行施工修復。

如建成年代最久遠的第一和第二凈水車間建筑群落，在最大程度尊重歷史文化遺跡的前提下，將散落的四個房子的功能整合到一起，將其規(guī)劃為水文化博物館，同時在博物館周邊規(guī)劃歷史文化博覽區(qū)，對園區(qū)生態(tài)和場地文化進行情景再現(xiàn)（圖11～12）。

圖11 博物館群落改造策略分析圖

圖12 博物館群落改造鳥瞰圖

除了歷史建筑立面修復外，我們對于歷史保護遺跡的沉淀也進行了改造利用，強化場地的工業(yè)記憶。歷史博物館群落的沉淀池改造成為凈水互動樂園，利用既有通風口閘閥結(jié)合公共藝術(shù)作品形成互動型的情景空間。第三送水泵站主立面的沉淀池則被改造成為下沉式雨水花園，通過逐層跌落的雨水花園景觀，重現(xiàn)水凈化處理的過程，在下沉廣場內(nèi)，還設置凈水互動裝置和水仗互動雕塑，增加了游人在歷史遺跡中的水文化體驗（圖13～14）。

圖14 第三送水泵站與沉淀池夜景鳥瞰

4.3 園區(qū)新建功能配套的生態(tài)化崛起

新建類型的建筑主要為生態(tài)園區(qū)內(nèi)的配套用房和原拆原建的辦公用房，如現(xiàn)代感十足的游客中心（圖15）、公共廁所（圖16）和功能強大的立體停車場（圖17），具有年代感的紅磚建筑等，在滿足功能的前提下，因為其表皮的現(xiàn)代感，也賦予了園區(qū)新的活力。

圖15 游客中心

圖16 公共廁所

圖17 1#辦公樓及機械停車場

散落在園區(qū)內(nèi)不同位置的新建建筑，也有相應的改造策略：①選址控制：不得破壞園區(qū)內(nèi)的原生喬木和名古木，不能破壞動物的棲息地，盡量選取場地內(nèi)面積較大，土方量開挖較少的空地；②體量控制：建筑高度除入口新建的眺望塔外，均不得高過廠區(qū)內(nèi)改造建筑的最高點。原拆原建建筑原則上不長高，不長胖，不能破壞周邊植被和景觀。③材料適當突破：新建建筑在建筑材料方面比改造建筑有所不同，增加如干掛預制混凝土板、木材、鏡面不銹鋼等當?shù)卦牧?，當然也有一部分原拆原建建筑依然采用保留下來的紅磚、清水抹灰和耐候鋼板等傳統(tǒng)材料。

新建建筑通過選址控制、體量控制、材料適當突破的方式給予園區(qū)一定的新鮮感，讓千篇一色的園區(qū)有了新的現(xiàn)代血液和功能，形成了一道道亮麗的風景線，這些新建建筑很好地處理了與場地和生態(tài)資源的關(guān)系，在保留園區(qū)整體調(diào)性和資源的基礎(chǔ)上，讓游客感受到凈水廠與時俱進的樣子。

4.4 園區(qū)工業(yè)設施設備的生態(tài)化重塑

生態(tài)園在保留原有建筑工業(yè)遺跡風貌的同時，還通過與雕塑藝術(shù)家合作，融入了一些工業(yè)設施設備改造的藝術(shù)裝置供游客游玩互動，這些廢舊的機床及工業(yè)設備零件也都成為了園區(qū)別樣的風景線（圖18）。

圖18 設施設備改造利用

同時在改造施工中，拆除的建筑材料如舊紅磚、舊毛石、廢舊鋼板等在建筑立面和入口裝置處也被進行了二次利用，場地留下的樹干和枯枝也可以形成木樁景觀或者通過碎木機械打碎后鋪成碎石木屑道路（圖19）。

圖19 樹干形成木樁景觀

結(jié)語

在整個園區(qū)設計過程中，無論是改造建筑、歷史建筑或是新建建筑，設計師們自始至終都站在尊重工業(yè)歷史遺跡，尊重原生場地環(huán)境的角度，盡量保護原有工業(yè)遺跡與原生環(huán)境，做到重復利用原有材料，將原有與現(xiàn)在的環(huán)境結(jié)合，達到園區(qū)雖新生卻還是歷史沉淀的效果，從而真正做到對工業(yè)遺產(chǎn)的保護與再利用，而這也正是舊工業(yè)建筑改造中生態(tài)共生設計探索的目標。

資料來源：

圖7～10，12，14～19：水石設計；

文中其余圖片為作者自繪。