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2018-07-28 10:00
3. 文物保护性建筑的设计建议
在文物外部营建保护建筑,这尽管是非接触性保护工程,却也会改变文物的保存环境,带给文物新的不确定因素和原有的外部景观。遗址类文物保护建筑,可能会导致升温、干裂、泛碱、植物滋生等问题,石刻类保护建筑还会增加崖前或崖上的负重,如果处理不当,会给文物本体以及文物所在山体的稳定性带来危害。遗址类文物保护建筑与非遗址类文物保护建筑,既有其共同的设计要求,也有各自的一些设计差异,需要在考虑共同的保护展示需求的同时,也关注二者之间存在的不同。总结先前遗址、石窟寺及石刻保护性建筑设计和实践的得失,综合考虑文物保护性建筑在遮阳避雨、地下阻水、通风防潮、岩内防渗、崖壁减负、建筑形体、环境协调、展示效果,以及保护性建筑的可逆性等保护环节,我们对文物的保护建筑的设计提出以下建议,供学界讨论,也提供给正在进行文物保护性建筑设计的设计者参考。
一、文物保护建筑设计通则
1.所有文物的保护建筑,其设计建造的根本目的是保护其内文物安全,不是为了展示这座新设计建造的建筑。就如同博物馆文物陈列的基本原则一样,文物的展台和背景只是该文物的衬托,保护建筑只能是衬托所要保护的文物,而不能喧宾夺主。当初梁思成先生对保护建筑提出的“有若无,实若虚,大智若愚”的设计准则,既是文物保护建筑设计的基本要求,也是设计师应该追求的境界。
2.一处暴露在地表的文物,无论是遗址的建筑遗迹、独立的石质雕像或碑刻,还是在山岩内开凿的龛窟,在考虑采取文物本体以外的保护干预措施之前,需要综合分析文物的保护、展示和管理的需求,以及实现这些需求可能采取的不同技术路线,不宜贸然排除其他更适宜的保护和展示措施。设计者应该比较不同保护措施的优缺点,首先论证为某一文物营建保护性建筑的必要性,确有必要再考虑保护建筑的设计和建造。
3.文物保护建筑的基本功能就是保护好建筑内的文物,在文物得到很好保护的前提下,再考虑不同展示措施各自的优劣,不能服从展示的功能而降低文物的保护要求。保护建筑内的空间有限,展示的对象应该是保护建筑内文物本身(图03),不宜赋予一座保护建筑过多的其他展示功能。一处遗址或其他类型文物,通常只有局部被保护建筑覆罩展示,其他相关展示应在遗址和文物集中区外另辟展示场所。
4.在开展文物的保护建筑设计前,需要仔细考察文物的历史、现状和问题,包括了文物出现前的环境景观、当时营建者的设计创意、文物本身及其景观的演变、当前文物状态及其环境状况,通过分析研究再确定文物保护的技术路线,需要开展的综合保护措施及其先后顺序。要预先确定保护建筑设计建造在系统保护措施中的位置,保护建筑建造前后的其他保护措施,不能顾此失彼。
5.文物保护建筑的建筑材料,应该优先选择与传统木结构不同的钢结构材料,以区别于原有文物建筑的材料,并防止失火等次生灾害殃及文物。建筑的框架用材,宜兼用重钢和轻钢(或木材),即下部承重的柱梁采用重钢,上部不承重的枋椽采用轻钢(或木材)。屋盖材料宜筛选或开发具有隔热功能的钢瓦,并考虑兼用隔热和防紫外线的透明玻璃瓦件等材料。钢筋混凝土一类材料要尽量避免。
6.文物保护性建筑的结构选型,根据保护建筑的规模有不同选项。小型文物保护建筑应以拼装式作为首选,以仿木结构的构架式组装作为主要连接方式,以体现方便拆卸的“可逆性”原则。如立柱可以双槽钢合成以象征方柱,柱头横置稍大型号的槽钢作为“栌斗”兼“替木”等。多用卡槽,兼用螺栓,不用或少用焊接。大型文物保护建筑,如果采用拼装式就能达成保护意图时,也应尽量采取分装式;如果需要采用整体式的,也要考虑到建造的易行和拆解的便捷,尽可能减少对文物本体的影响。
7.文物保护性建筑的风格,应该在确保文物安全的前提下,照顾所在区域文物和原有保护性建筑的风格。无论采用当地传统建筑风格,还是采取外来时新建筑样式,都应保证保护性建筑与文物及场域内其他建筑风格的协调性。切忌将保护建筑设计成雕塑作品,标新立异,喧宾夺主。
8.综合考虑文物保护建筑全生命周期对所要保护文物本体的影响,尤其是在保护建筑的安装、拆卸、日常维护以及地震等突发情况下,保护建筑能够确保自身结构的稳定性,防止文物本体遭到次生破坏。
二、遗址类保护建筑设计
1.位于地表以下的遗址类文物,保护建筑的设计要特别关注遗址本身的环境状况。大多数土遗址在营建保护建筑后,由于地下水的作用,都会出现地面干裂、壁面崩塌、遗迹表面泛碱的现象。在设计建造遗址类文物的保护性建筑时,既要关注隔绝地下水的问题,又要防止遗址失水后干裂剥落的问题。只有解决了这对矛盾,保护建筑才不至于出现遗址保存状况日渐劣化的问题。
2.地下水位高的潮湿地区的古遗址,尤其是保留有较多木质构件等有机质文物的遗址,稳定的高水位是遗址中这些遗存保存的必要条件。保护建筑设计时就要考虑保持水位的稳定性,不宜贸然采取断水措施,否则保护建筑建成后会极大地改变遗址原有的潮湿环境,导致遗址中有机质文物暴露在空气中,很快脱水降解而损坏。可以考虑将遗址发掘区和展示区设计成一个室内水池,池中水位保持在淹没全部木构件的稳定高度,从而使这些遗址的木构能长久保存。
3.遗址(尤其是潮湿地区的土遗址)在保护建筑建成后,由于得不到雨露的水分补充,地表水分的蒸发严重,除了带来土质地面和壁面开裂崩塌问题外,还会带来较严重的温室效应和凝结水的问题,保护建筑设计时就应该考虑妥善解决的方案。除非能够使用比重大于水的填充材料逐渐置换掉土遗迹和木构件中的水分,保护建筑的设计就既需要考虑将蒸发的水汽导出室外,防止水汽凝结在屋顶锈蚀钢构架,也防止凝结的水汽滴落地面,破坏遗址的表面(图11)。
图11/浙江余姚田螺山遗址保护建筑
上:保护建筑内的遗址现状;下:保护建筑外景。
4.沙漠地区这类极度干燥地区的遗址,建筑木构往往能够长期保存。然而,暴露在沙土表面上的木构建筑遗迹及其构件,在炽热阳光的暴晒下和风沙的冲击下,也会扭曲变形并加速降解。这样的沙漠遗址发掘后如需外露展示,先要扼制风沙冲击并阻止流沙移动,防止发掘出来的建筑遗迹移位;然后再设计建造有一定抗风沙能力的钢结构拼装式保护建筑,覆罩在每座单体建筑遗迹上。
5.已经被考古揭露的重要遗迹,通常只是历史上某个建筑群的构成要素,周围可能还散布着其他的遗迹没有揭示。保护建筑设计需有全局观念,不能仅着眼于设计任务书所指定的保护展示对象。不宜为遗址设计建造很深基础的保护建筑,这样有可能破坏地下未知的遗迹和文化堆积,并将保护展示的对象与周围相关遗存隔离开来。浅基础(如浮筏式)的轻型结构的建筑,是遗址类保护展示建筑的首选。
6.古代遗址往往规模很大,考古发掘揭露的通常只是某个遗址的局部,未来的考古发掘可能会在已揭露区域附近有相关遗存的发现。遗址局部保护建筑的设计要兼顾遗址的整体格局,要考虑未来考古工作的增益。保护建筑的平面形态应以方形或长方形为宜,以便将来进行拼接或扩展。圆形、椭圆形、多角形或异形平面的遗址保护建筑,不利于未来的扩建,应该予以摒弃。
7.遗址保护建筑的外形设计,既可选取所要保护建筑遗迹的复原形态,以便保护建筑可以形象地向公众指示该建筑遗迹的原先风貌;也可以选取完全不同于古代建筑的现代样式,以便能够清楚地区分何为考古发掘的文物,何为保护这文物所营建的新物。那种以该遗址(或该文化)的典型文物的形态为蓝本,将可移动文物的体量极度放大,作为保护建筑造型的设计创意,最不可取,需要避免。
三、石刻等文物保护建筑设计
1. 独体类文物保护建筑
(1)独体类文物保护建筑在设计建造之前,首先要考察地下水的情况。如果地下水位较高,存在着地下水顺着石刻纹理上升蒸发的问题,就应在保护建筑的地基处理中加入防水设计和施工的内容,隔断地下水从石刻等文物下部蒸发的路径。独体类文物本体占地面积都不大,防水处理应该比较容易。
(2)独体类文物的保护建筑,如果环境条件允许,其建筑体量不妨略为大些。这既可彻底免除飘雨进入保护建筑内部地面,也可部分减免阳光斜照在文物本体上的时间和强度。建议在这类文物保护建筑设计时,要统一考虑保护建筑体量大小、出檐深远与室内文物本体围栏高度的相互作用,合理处理保护建筑体量问题。
(3)独体类文物保护建筑,如不存在狂风或冻融问题,不宜采用四周檐墙围护的封闭设计。为了保证保护建筑内部的通风干燥,营造适宜的文物保存环境,只封堵后檐墙或四面都敞开,应是独体类保护建筑的主要形态。为了减少直射入室内的阳光强度,需要在檐墙采取围护措施。传统建筑样式的保护建筑,宜采取适当在营建保护建筑遮蔽了雨水并先行做防水隔断地下水的前提条件下,应该不存在着冻融问题。的窗棂;非传统建筑样式的保护建筑,百叶窗式的横向或纵向(视室内文物的纵横取相反的方向为宜)装板,是值得尝试的围护方式。
(4)独体类文物保护建筑的形式,如果文物位于中国传统建筑群的环境中,应采取与之协调的传统建筑风格的设计。但如果所要保护的文物很高,如丰碑、经幢等,保护建筑再采用传统建筑风格,不仅建筑本身会比例失调,还会改变该保护建筑所在区域的整体风貌。在这种情况下,应该考虑全新的建筑形式,有时候某种不协调反而是一种协调。
(5)具有对称关系的独体类文物群体,其保护建筑的设计,必须考虑其整体配置和相互关系,以及当初这种对称关系的意义。作为标表大门或神道入口的相对文物,如石阙、石表、石(铜铁)人、石(铜铁)兽等,左右对称的石刻间有道路穿过,保护建筑需要照顾这种关系——如果给左右相对的文物分别设计营建保护建筑,不仅建筑的前侧面应该敞开,建筑相对面也应该敞开;如果给左右相对的文物设计营建一体化的保护建筑,不仅二者间要保持明确的道路界限,建筑本身也应该有某种“中间缺然为道”的意象。
2. 连山类文物保护建筑
(1)连山类石刻的保护建筑设计和建设之前,需要查明拟建保护建筑的区段面临的岩体稳定性和地下水状况,确保石刻所在岩体的稳定,排除危岩的威胁,做好崖顶地面的排水、疏导、防渗工程,以及岩体地下的裂隙和渗水的拦截、封堵、引排工程。在未解决这些问题以前,不宜贸然在石刻所在山崖前设计和建设保护建筑。尤其是潮湿地区的摩崖石刻,在设计保护性建筑进行覆罩和遮蔽之前,需要仔细调查石刻所在崖顶和崖面的受水、排水和渗水状况,首先解决可能危及摩崖石刻的渗水问题。
(2)古人在崖壁开窟造像或书刻文字,或利用天然断崖的崖壁,或人工劈山开凿崖面。无论是自然还是人为的山崖壁面,都是具有岁月痕迹的既有之物,都在人们心中留下了永恒印象。任何试图改变这种印象,重新塑造山体和崖面形态的保护建筑设计意图,都应事先予以制止。那种模仿山体形态的肖形建筑,那种遮蔽古代龛像却又在保护建筑立面模仿古人龛窟另行辟窗的做法,实不足取(图12)。
图12/四川广元市千佛崖两种保护建筑方案
上:天津大学建筑学院2008级本科生专题设计课指导教师李哲试做草图;下:清华大学建筑设计研究院的早期方案。
(3)保护设计前应仔细观察崖面的人工痕迹,注意其间的打破关系、并列关系、组合关系,避免即将设计的保护性建筑屏蔽或割裂这种关系。在关注崖面的同时,也要注意崖前地面的古代人工痕迹,避免新设计建造的保护性建筑覆盖或破坏这些痕迹。摩崖石刻的建造当初或以后,有可能曾经兴建过窟檐或覆室一类保护性建筑或景观建筑,在崖壁上、崖顶上和崖前地面上都可能留有那时建筑的柱洞或枋孔。要注意保护这些历史的印迹,避免新设计建造的保护性建筑在崖面上新增同类的孔洞,从造成古今遗迹的混淆。
(4)古代摩崖石刻往往利用天然崖厦,在崖顶雕凿伸出的崖檐,并将摩崖造像的垂直形态改为外倾形态等手法,以遮蔽降水和阳光对造像的影响;应该优先利用这些古代摩崖的保护设施,采用轻型无机材料修复受到风化侵蚀的崖檐,在可能的情况下适当加长崖檐,使之恢复并强化遮蔽功能。如果崖檐的出檐难以满足保护的要求(如高大石壁的摩崖石刻,过短的崖檐就难以遮蔽其下石刻免受日晒雨淋),需要设计依崖的窟檐式保护性建筑,这类建筑的承担遮蔽或覆盖功能的屋盖,也不宜与崖壁采取刚性的直接连接。应利用原有的崖檐或新构筑一道短披檐,将保护性建筑的屋脊置于崖檐之下,与崖壁靠近但不接触(图13左)。
图13/摩崖石刻窟檐两种处理方式
左:屋盖覆罩崖顶;右:屋盖置于岩檐下。
(5)设计保护性建筑不能增加摩崖造像所在石壁的负重。不宜在石刻所在崖壁上开凿新的孔洞以承托梁枋,遮蔽或覆盖摩崖造像的建筑屋盖重量,主要应该通过立柱传递到崖前地面。宁可在龛窟前增加一排内柱,也好过将梁枋搭在或插在崖壁上。低矮石壁的摩崖石刻,可设计覆盖或部分覆盖崖顶的保护性建筑。部分覆盖崖顶的建筑,其屋盖须尽量向后延伸,将屋顶后部的重量转移至远离石刻所在崖壁,并防止后檐口的雨水流向石刻所在崖面(图13右)。
(6)连山类石刻文物的保护建筑,其目的主要是覆罩并遮蔽其内石刻文物,防止雨雪和光照对龛像题刻的破坏。绝大多数摩崖石刻的崖前空间也都有限,不宜在保护建筑内增添其他与保护无关的设施。如果不存在风沙、冻融等病害威胁,这些保护建筑也不宜采取封闭屋身三面的做法。尽量将保护性建筑的立面敞开,不设围护的墙壁或只设稀疏的围栏,以保证石刻所在崖面的通风和干燥。
(7)连山类石刻往往前临江河或悬崖绝壁,地势局促,不便观瞻。在石刻得到充分保护的前提条件下,保护建筑设计还需要照顾观众参观或信众参拜的需求。尽量减少立柱和提高梁枋以免遮挡石刻,设置地面挑梁以扩展崖前观览空间,都是设计摩崖石刻保护建筑需要考虑的问题。
(8)摩崖石刻类型文物的保护建筑,宜采用顺崖修建整体性的长而高的廊庑形式,不宜采用只能覆罩一个龛窟或数个龛窟的小型窟檐。长廊形的保护建筑,避免了小而短窟檐带来的窟檐间的相互干扰;高敞的厅轩,更使得室内空气流通,干燥明亮,可以有效地抑制霉菌的滋生。
(9)连山类石刻保护建筑的外形,无论是采用当地传统建筑式样,还是采取外来新型建筑式样,都属于保护的覆室类建筑,不是新营造石窟或崖墓,不宜将外形设计成石窟寺的洞窟外形或崖墓的洞穴外形。那种试图在摩崖龛像外新建的保护建筑外壁开辟象征龛窟或岩洞形态的门窗,以昭示这座建筑的象征对象的设计,都应该予以否定。
最后需要建议的是,为了降低文物保护建筑的材料和施工成本,提高保护性建筑材料的再利用率,应该开展包括遗址考古发掘现场、独体类文物和连山类摩崖石刻类保护建筑的模块化保护性建筑研究。根据保护对象的体量大小,设计几种尺度的钢结构(辅之以少许木结构)构件模块,几种形式的屋面面板模块,然后通过试验实践和比对考察,逐渐推广。
全文完,图片均由作者提供,本次发布版本略有改动。
孙华,北京大学考古文博学院;陈筱,浙江大学文化遗产研究院。
来源:雅昌艺术网
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