建筑改造常规技术措施_邓艾琳.pdf

73建筑改造常规技术措施邓艾琳广州市设计院集团有限公司 广东 广州 510000摘 要：国外建筑改造消隐修缮策略与技术从上世纪 50 年代发展至今已形成较为成熟的一套体系，相比之下我国工业社会开始的时间较晚，人们对改造建筑的认识需要一个接受的过程。因此我国的建筑改造消隐修缮策略与技术缺乏较全面的体系，多以国外的经验作为参考对建筑进行保护更新。由于各建筑本身的特殊性与差异性，保护修缮方案的确定需要经过一套完整的评价流程，即上位规划-价值评估与现状评估-确定保护方案。价值评估即从历史、科技、艺术、社会几方面对建筑进行价值判定，现状评估即需对建筑进行现状鉴定继而生成安全性报告。保护方案的选取则需要遵守建筑的完整性、原真性、适地性、区域共生、生态友好五大原则。而对于一些破坏性较大或遗产价值较小的工业建筑则更应注重其再利用价值。根据遗产价值与再利用价值的比重可将消隐修缮策略与技术分为以保护遗产价值为主与以适应不同功能为主两大类。关键词：国内外政策及时间点；保护及再利用；修缮加固；目标导向；技术措施DOI:10.19569/119313/tu.2023130251 建筑改造的工作路径建筑改造的常规工作路径，可归纳为以下四个方面：1.1 信息采集现状评估结合原规划图册资料，通过实地调研内容梳理历史街巷格局，理清文保单位的保护范围，摸清历史建筑、传统风貌建筑和一般建筑的结构特征：（1）环境及用地：现状用地、规划用地、用地房建的权属关系；（2）建、构筑物：建筑质量、建筑高度、建筑年代、现状产权；（3）人文历史自然等：全方位挖掘现状咨询。1.2 现状评估整理采集的信息，根据现行的国家、省、市、行业的相关法规措施，编制现状勘察报告，包括建设时间，历史及现状功能，建筑形制，建筑风貌，结构形式，质量评定等：（1）按建筑类型：文保单位、历史建筑、近现代建筑等；（2）按建设年代：根据实际情况划分；（3）按建筑风貌（质量）：根据实际情况划分；（4）价值要素：整理有历史价值的立面、屋顶、门窗、饰物、楼梯、台阶等；（5）负面清单：整理损害、破坏历史建筑价值要素的情况，比如不当加建、破坏立面形制等。1.3 修缮策略根据房屋权属不同，采取不同的修缮策略：（1）权属归村民所有，则设计需维持原房屋权属红线、面积指标、高度等；（2）权属归开发商所有，在遵守历史街区、历史建筑保护的前提下，更新方案可进行整体统筹设计；工作路径：初步规划策略：结合策划方案及现状评估，拟定初步规划策略，指导留改拆及后续设计深化；总体留改拆策略：包括重要历史建筑的复建等；单体修缮方案：根据现行的国家、省、市、行业的相关法规措施制定各单体修缮加固方案。1.4 设计策略结合前期系列工作，对项目的业态、规划、建筑等方面进行方案设计：（1）历史溯源：对历史信息进行已指导方案设计为目标的整理；（2）业态策划：分析对消费人群、服务区域、消费习惯等进行分析，制定具体业态方案；（3）规划设计：分整体规划设计、分区分部设计等；（4）建筑设计：结合修缮方案进行单体建筑设计；（5）景观设计：建设计划及工作机制。2 消隐修缮策略与技术2.1 以全面保护为主的消隐修缮策略策略为“整体保护、真实展现”，旨在完整地保护原建筑设计与建造的核心技术价值，真实准确地再现其生产过程，对应所选取的消隐修缮技术也应尽量不改变、不遮挡建筑原始的风貌，对于一些破损较严重的部位采取修复还原的技术，而一些抢险加固工程可采用临时加固修缮措施，即易拆卸、易移动的可逆性加固措施，以便后续改造工程的实施1。2.2 以适应不同活化功能为目的的消隐修缮策略策略为“局部保护、有机更新”，通常会根据改造的功能选择性保留较有价值的一部分，此部分在修缮时更注重适地性原则，所采取的加固修缮技术为后续改造而服务2。2.3 消隐修缮技术措施（一）消隐修缮策略消隐修缮的策略包括“整体保护，真实展现”与“局部保护，有机更新”两大方面。（二）消隐修缮技术3a.结构加固技术。（1）混凝土结构加固做法：混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类。直接加固的一般方法有加大截面加固法、置换混凝土加固法、有粘结外包型钢加固法、粘钢加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、绕丝法、锚栓锚固法；间接加固的一般方法有预应力水平拉杆加固法、预应力下撑拉杆加固法、增加支承加固法与辅助加固法；与混凝土结构加固方法配套使用的技术有托建筑设计74换技术、植筋技术、裂缝修补技术、碳化混凝土修复技术、混凝土表面处理技术、混凝土表层密封技术、结构构件位移技术、调整结构自振频率技术等。（2）砌体结构加固做法：砌体结构加固分为直接加固与间接加固两类。适用于砌体结构的直接加固方法有钢筋混凝土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法、增设扶壁柱加固法；适用于砌体结构的间接加固方法有无粘结外包型钢加固法、预应力撑杆加固法、构造性加固与修补法。（3）钢结构加固做法：钢结构的加固做法有改变结构体系加固法、增大截面加固法、粘贴钢板加固法、外包钢筋混凝土加固法、钢管构件内填混凝土加固法、预应力加固法、连接与节点的加固、钢结构局部缺陷和损伤的修缮方法等。（4）木结构加固做法：木结构加固做法分为整体加固修缮方法与局部加固修缮方法。整体加固修缮方法有修整加固、打牮拨正、落架大修，局部加固修缮做法有剔补、增设受力构件、夹接与托接、纤维复合增强塑料ERP加固。b.外墙修缮技术。外墙修缮技术按照施工过程分为清洗、增强、修补、憎水、避潮层修复；外墙清洗技术按照原理分为物理法与化学法。物理法有水清洗、手工打磨、机械打磨、喷砂等；化学法通过酸性、碱性或中性的清洗剂对墙面不溶性化合物进行清理；目前最常用历史材料表面增强的是硅酸乙酯型增强剂。适用于加固粗孔的，有吸收性的，表面强度低的砖石；修补方法有砖石替换法、传统材料修补法与新技术修补法；分为抽砖砌筑法与化学注射法。c.屋顶修缮技术。屋顶的修缮工艺流程为除草清垄-修整屋面抹灰-拆换瓦件-修复屋脊。d.抢险加固措施。对于一些损坏程度较严重的建筑，可用钢构件或木构架进行临时加固支撑，或搭设防护屏障，防止外界因素对其造成进一步损坏。3 建筑改造技术措施3.1 建筑改造策略保护及再利用方案必先明确科学的改造设计策略。在经过前面的梳理上位规划、评估价值要素、评估现状情况等环节后，正式进入指定保护及更新方案阶段，包括前文提到的指定修缮加固方案和可指定更新方案。而制定更新方案包括：保护性改造、再生性改造和重生性改造3。3.2 建筑改造技术措施3.2.1 空间改造（1）置换：将单体局部空间更改形式成为新空间的手法，这种方式往往会营造出新的空间氛围。比如创盟国际军工路办公室厂房改造项目中，将厂房的屋面局部拆除，保留原有桁架，形成独具美感的内部庭院空间。（2）加建：在原有建筑单体的基础上增添新体块或空间的手法，由于工业建筑改造中进行的功能置换，新功能往往会出现容积率的变化，因此加建基本属于常规会进行的改造，依据加建的具体方式可分成。（3）扩建：在原有单体上向外体块向外衍生，由于垂直方向上对结构的支撑条件要求较高，更多的情况下是水平方向的延伸，比如上海当代艺术博物馆的U字型扩建。（4）包裹：新建的建筑体块对本体进行一定面积的覆盖，这种设计方式会在新旧界面间形成一个间隙空间。在丹麦艾尔希诺文化院落里，透明的玻璃金属表皮包裹了巨大的建筑立面。（5）穿插：新旧体块间发生咬合关系，比如英国利物浦薄膜装置艺术活动中心，形成了一个独特的展示空间，也成为了外部形象的一个重要吸引点。（6）置入：在建筑体块内部进行新的体块限定，将建筑空间分为了内部新的空间，和新旧交融的过渡空间，与包裹产生类似的效果。（7）强调：通过局部的改造来重点突出单体的某一个部分，比如北京798艺术区的今日美术馆，通过钢结构对入口进行了围合，增加了入口的引导性。（8）渗透：渗透手法类似置换，但更强调的是内外空间的交互，置换或改造局部空间，增强和户外的渗透性，比如马德里当代艺术中心拆除了首层的立面墙体，将户外空间渗透入了建筑内部。（9）穿越：通过线性路径从建筑穿过的介入手法，内部空间成为了新路径的一个外部环境，带来新的体验，比如王澍设计的宁波美术馆。3.2.2 界面改造4（1）界面叠加：分为紧邻叠加和双重界面两种叠加方式，对原有界面进行保留，根据与原界面的距离关系可以分为紧邻叠加和双重界面，基本不影响建筑内部功能与空间，能有效优化界面的形态逻辑与性能，但因为对原有界面进行了覆盖与遮挡，不适用于高价值立面的保护性改造。（2）界面替换：根据界面的替换程度可分为全面替换和局部替换，往往用于原有界面破坏严重或难以满足新功能所需物理性能的情况下；对于部分低价值立面，合理延续原有建筑信息的情况下，适当的使用该方法，有利于呈现新时代气息与旧工业氛围的良好交融。（3）内部重建：拆除内部原有结构，部分保留或全部保留原有界面，代价较高，往往用于原有界面价值较高的但内部结构状态极不理想的情况。3.2.3 通用技术措施（一）空间改造制定了空间的改造策略，要真正实现对旧有空间的改造，第一步是对结构的处理，考虑不同的空间效果及原有结构的情况，对于结构的处理分为：（1）旧结构处理：在对建筑进行内部空间重塑的时候，原有的结构或多或少都有破损，因而无论改动程度如何，都需要对必要的构件进行加固。具体的加固措施要考虑不同的材料结构。（2）砖木结构：主要是对木构件的加固修复。裂缝较小时可以相同木质嵌补，裂缝较大时需进行嵌补加箍，更严重的情况下则需考虑更换新构件。（3）砖混结构：可以采用外包混凝土或者外包钢的方式进行加固，要进一步提升建筑的抗震性能的时候可以考虑增加构造柱和圈梁。（4）钢筋混凝土结构：可以采取化学锚固、植筋工艺、外包钢加固、结构粘钢加固、建筑设计75喷射混凝土、粘贴碳纤维加固及混凝土裂缝修补等方式进行加固。（5）新旧结构交接：在建筑改造项目中，常遇到建筑内部空间无法满足新的使用要求的情况，会通过水平分隔或者垂直分隔重新划分建筑内部空间，满足新的建筑功能。（6）水平分隔时，新增隔墙会对原有建筑结构产生新的荷载，需合理选择楼板受力、顶棚受力、楼板顶棚同时受力和新增墙体四周受力四种方式，分担新增构件荷载。（7）垂直分隔时，会根据新增荷载采取不同的受力方式，常见的有：新结构梁和原结构共同承重、原结构柱外包钢板箍承重、原结构点式承重。（8）置入新结构：当原结构体系完全无法满足新荷载需求时，就需要置入新结构体系，往往以钢材为主要材料。置入新的钢结构构件主要包括工字钢、方钢、角钢、槽钢、吊车轨、钢板桩等型材，构件节点间可通过螺栓连接、焊接、铆接等方式进行连接。（二）立面改造表皮是建筑物内外空间转换的重要角色，在旧建筑更新中也是一个重点介入层面。对表皮的介入设计中就需要考虑到历史文脉因素，如何在延续旧工业建筑的历史形象上注入具有时代性的新理解。一般来说，对于界面材料的处理有两种常见方式：旧材料的利用和新材料的使用。基于不同材料的关系，会采取不同的构造处理手法：（1）新金属与旧石材的交接分为间接法和直接法；（2）新石材与旧石材的交接采用干挂法，通过钢制构件悬挂或者锚固；（3）新玻璃材料与旧石材的交接可采用直接锚固或者通过钢构件连接；（4）新木材和旧砖的交接，可采用插入法、贴附法。（三）特殊工艺-建筑移位当建筑保护和场地利用发生不可协调的冲突时，为了更好的保护遗产建筑，特殊情况下可采取建筑移位，但该技术对于建筑很容易带来不可逆的破坏，采用时需经过慎重的评估。建筑物整体移位按平面分为整体平移、整体旋转，按竖向分为整体顶升、整体下降以及纠偏等，建筑物整体移位常为这些移位方式的排列与组合。3.2.4 专项技术措施（一）防火改造为实现向新功能的转换，旧建筑的成功改造必然要引进新的技术和材料，其中在防火系统方面中，常见的防火技术主要分为两类：一是利用适当阻燃材料改善或增强被保留部分的燃烧性能，二是通过新增的防火分隔材料合理布局内部空间且增强了建筑防火等级。（二）机电改造建筑改造中原有管道系统利用起来代价较高，更多的时候是保留重要的管道，然后增加新的管道系统，更注重消隐设计。少数情况下需要利用原有管道，目前在给排水管道中可采用的方法有：刮管涂衬；机械配合人工清通；爆（碎）管衬装。（三）室内风环境改造建筑改造中建筑改造中自然通风技术主要是指不使用机械设备为前提的被动式通风设计，通过对通风原理的合理利用，可以实现对室内风环境的控制和改善。改造方法有：调整建筑进排气口大小、位置、高低、形式；设置挡风板（结合遮阳）和天窗改善通风条件；设置通风竖井、小天井、中庭、边庭等，利用“烟囱”效应改善室内通风条件。（四）室内光环境改造既有建筑改造在建筑功能、空间变换的同时，对光环境的改善是建筑改造中重要的一环。建筑改造光环境改善技术包含对自然采光和人工照明的改善技术。具体的采光改造方式：平立剖改造；设置反光板；新型采光技术；改变室内照明形式。（五）室内热环境改造热环境改善是指对影响人体冷热感觉环境因素的改善，包括对室内温度、湿度、气流速度（通风）以及辐射换热的改善。包括重点在外墙、屋顶和门窗的保温改造措施；外墙保温改造，如增加外保温或内保温、新增保温窗等；空气湿度改善措施，如检查建筑外墙、屋顶、变形缝等；隔热改造措施，如外围护结构增设遮阳设施或反射饰面，如遮阳百叶或屋面反射涂层。（六）室内声环境改造声音是人类行为中重要的组成部分，声环境改造主要目标是伴随新的功能转换，围绕着人的感受，在建筑改造中做到以下两个方面：吸声改造保证舒适的声音（如音乐、歌唱、生活中的交谈等）听清听好。隔声改造降低噪声（不舒适的，如噪声、刺耳的啸叫声 等）对正常工作生活的干扰。4 结语建筑的保护及再利用往往涉及城市整体定位调整、综合产业转型、土地经济供求关系、社会融合在发展、区域协同可持续发展等诸多领域，有效解决方案绝不是单一技术手段，而是综合的系统策略和有效路径的有机结合。本课题通过以技术措施为切入点对设计线条展开研究，希望对建筑更新提供建设性思考。参考文献：1 刘征鹏.东京工业大学建筑学科系谱研究以博士论文为例J.高等建筑教育,2020,29(4):7.2 刘延峰.混凝土结构,砌体结构,钢结构加固设计J.四川建材,2011,37(1):57-58.3 中国建筑工业出版社,古建筑木结构维护与加固技术规范M.1993:70-72.4 中国建筑工业出版社,建筑设计资料集,第8分册,建筑专题（第三版）M.2017:127-145.作者简介：邓艾琳，本科，广州市设计院集团有限公司，主创设计师，建筑工程师，研究方向：建筑设计。建筑设计