阿拉善王府历史建筑的计算机数字化保护探析.pdf

：阿拉善王府历史建筑的计算机数字化保护探析收稿日期：作者简介：任家鑫（），男，工程师，从事计算机技术工作任家鑫（中铁资源集团有限公司，北京 ）摘要：对内蒙古阿拉善王府建筑群历史沿革、规划布局进行了研究，通过对现存建筑的计算机数字化保留，探讨了阿拉善王府历史建筑群数据库的主体框架及内容，希望探索出阿拉善王府建筑群数字化保护、传播的新形式。关键词：阿拉善王府；和硕特蒙古；计算机技术；数据库中图分类号：文献标识码：文章编号：（）引言阿拉善王府位于内蒙古自治区阿拉善盟巴彦浩特镇。年月阿拉善王府公布为内蒙古自治区重点文物保护单位，年最初营建时为参将衙署，年蒙古和硕特部落王爷入住后成为阿拉善王府，逐步发展至民国时期的恢弘规模，为阿拉善和硕特旗政府所在地。数据库等计算机技术在历史建筑群保护与利用中的应用并不多见，传统的工作方法、管理模式已无法满足当前信息技术时代对历史建筑的保护与管理需求。将数据库等计算机技术与建筑学相关专业相融合，探索建立系统、全面的阿拉善王府建筑群计算机数据库，有助于保护单位和管理单位工作人员的学术研究，同时，在计算机软件中对部分建筑进行修复还原，以数字化技术赋能的方式，领略更多的古建之美。内蒙古阿拉善王府历史建筑群研究 历史沿革处于独特环境中的蒙古族行政组织历来与中原地区有所区分。清政府以盟旗制度划分蒙古各部落，盟下设旗、旗上有盟进行管理，年建阿拉善和硕特旗。阿拉善和硕特旗为特别旗，不属于任何一个盟，直接隶属于清朝理藩院 。旗是军事、行政合一的政治体系，阿拉善旗的最高首领为札萨克，负责统辖全旗，总理旗政。札萨克既是地方军事、行政长官，统领全旗土地，指挥军队，执行法律；又是旗内贵族的首领，统辖全旗僧俗贵族及他们的属民。阿拉善和硕特旗属于外藩蒙古中的外札萨克蒙古，清廷规定：“凡外札萨克之兵，各以将军若大臣统之。”阿拉善和硕特旗，蒙古之兵，不统于将军或大臣，“征调如内札 萨克。”内外札萨克蒙古的最主要区别即在于内札萨克蒙古有兵权，外札萨克蒙古无兵权。阿拉善和硕特旗虽为外札萨克蒙古，但却如同内札萨克蒙古一样拥有兵权，这在很大程度上也体现了清廷对蒙古的信任和倚重 。内蒙古阿拉善王府建筑群规划布局特征阿拉善王府位于内蒙古自治区阿拉善盟巴彦浩特镇定远营古城南端，偏东，邻近古城的南、东两座城门。王府坐北朝南，建筑群落自西向东依次为：西路中路东路新官邸区，形成了“一条主轴，三条副轴”。主轴为中路行政建筑群，纵深三进，建筑严格按中轴线对称分布，秩序性很强。中轴线上的建筑体量较大，东西两侧相对较小，主次分明，空间丰富，二进院的院落空间相对较大，二进院正房迎恩堂建筑体量也较大。使用功能上，王府兼具和硕特蒙古王爷居住与衙署办公的双重属性。曾作为参将衙署使用的阿拉善王府中路行政建筑群落的营建遵循满清法典。具有行政功能的中路与东路一进院（排坛达办公）相互连通，西路（无存）、东路其余院落使用性质为生活起居，分区明确。建筑空间互相渗透，互通有无。民国时期营建的新官邸区存在偏轴线现象，并未按严格的中轴线对称布局。西式建筑风格对改、扩建产生了深刻影响，改建为西式风格建筑为东路一进院东、西厢房，二进院正房，新建建筑为新官邸区的达理札雅寝宫。西路与中路之间以通往王爷家庙（延福寺）的夹路分隔。定远营古城号称是“半山城”，因山体地形所限，四路建筑场地自西而东逐渐升高。竖向设计中顺应地势以台阶过渡高差 。阿拉善王府历史建筑群数据库构建的意义 历史建筑信息的保存和管理阿拉善王府历史建筑群数据库可提供相关技术数据信息，对王府中路、东路、新官邸区现存建筑进行数字化建模保存工作（测绘图纸来源于阿拉善左旗文物遗产管理所），三维数字化初步展示如图 所示。计算机技术应用于遗存建筑的保护，能够有效存储建筑原始数据。以阿拉善王府中路一进院正房迎恩门为例，建筑数据信息如下：面阔三间，通面阔约 ，通进深约 ，前后廊，卷棚顶，五级踏步。同时，数据库也可提供相关文献资料信息的检索路径或形成数字化档案：年、年前后定远营全景图、发表于第 卷 第 期年 月 山西建筑 阿拉善经济、地理 的 定远营城遗址图 绘制了不同时期阿拉善王府的建筑布局；阿拉善王府历史照片所展现的珍贵建筑影像；也可将学术调研过程中拍摄的图片，走访过程中留存的视频、音频等信息，作为构建数据库的基础数据信息。?有助于进一步详细研究从建筑学专业角度，阿拉善王府历史建筑群数据库可为进一步详细研究提供数据支撑。以建筑举架为例进行简述：中国古建筑木作营造技术 中总结：“清代建筑常用举架有五举、六五举、七五举、九举等等，表示举高与举架之比为 ，”。对数据库内的历史建筑举架详细数据进行分析，阿拉善王府建筑群内建筑举架有五举、六五举、七五举等，同时也有一部分不常用的举架。举架数值较小的建筑居多，屋面平缓。经调研，当地传统民居基本上为平屋面，屋面对排水功能要求不高，这与阿拉善地区干旱少雨的气候特征密切相关。历史照片（如图 所示）内的阿拉善王府建筑现无存，推测为王府西路建筑群。历史照片中可看到阿拉善王府曾经的部分建筑屋面形式为平屋面。新官邸区内现存的达理札雅寝宫，为中西合璧建筑风格，主体建筑屋面为悬山顶，东、西两侧对称的凸出部分，局部屋面为平屋面，设计有女儿墙，采用有组织排水，外排水。?历史建筑的恢复阿拉善王府历史建筑群数据库有助于修复工作。以数据库内的三维模型为基础，运用计算机技术，预先采用多种方案对传统建筑进行修复，全方位的展示修复后效果，择优选择适宜方案，促进传统建筑的有机更新。阿拉善王府中路建筑群中轴线上的建筑依次为府门、迎恩门（仪门）、迎恩堂、后罩房。现状府门为现代复建，位置较原位置向北偏移，在三维数字化模型中大致恢复其位置。大清会典事例 对王府规定了“外周围墙”。阿拉善王府设有围墙，符合 大清会典事例规制。阿拉善王府也被称作“沙漠白宫”。和硕特蒙古 族 崇 尚 白 色，蒙 古 台 及 贵 族 被 称 为“白 色 氏族”。图 为阿拉善王府博物馆内展出的 年左右定远营历史挂图 局部，可以看到阿拉善王府围墙四周墙体、王府建筑山墙绘制颜色为白色。同时，从图 历史照片中也看到王府围墙为白色。现状围墙颜色较为鲜艳，后期进一步对计算机数字化模型附材质时，王府围墙颜色选用白色。?数字化阿拉善王府博物馆阿拉善王府历史建筑群数据库可以为今后打造全方位、立体式的数字化阿拉善王府博物馆尽一份力。数字化博物馆没有地域、时间的限制，可提供“云服务”，为使用者提供一个虚拟参观、游览王府建筑群的网络信息平台。采用图片展示、文字介绍、语音解说、动画视频、虚拟漫游等多种方式，赋予历史建筑生动性、互动性，为参观者提供查询检索、智慧导览、艺术鉴赏等一站式服务。数字化博物馆未来建成后，参观者不仅能够全景漫游全方位了解阿拉善王府的历史建筑，深层次的分析、挖掘建筑文化，促进建筑文化遗产的数字化传播，同时也能学习到阿拉善和硕特蒙古族文化。随着计算机技术的发展，希望打造更多和历史建筑群相互融合的数字化场景，让更多的人能够了解、体验阿拉善王府文化。阿拉善王府历史建筑群计算机数据库主体框架及内容阿拉善王府建筑群计算机数据库运行逻辑为：信息获取（史料记载、地方志、考古碑文、历史照片、实地调研走访）信息分类（文字类、图纸类、模型类）数据库建设数据处理与运算结果输出。将阿拉善王府建筑群的相关建筑信息转化为数据库中的计算机语言，需要经过数据的处理与运算、信息录入等过程，并在此基础上实现数据库相关功能。如图 所示，数据库的结构可分为数据层、程序层、应用层，三者相辅相成、彼此联系。数据层作为基础，程序层则起到运行引擎作用，在应用层对数据库进行录入、查询等操作 。数据层 现状历史建筑基础信息阿拉善王府先后多次进行修缮，现作为博物馆对外开放，图 为阿拉善王府现状图。中路、东路建筑群保存相对较好，西路无存，民国时期修建的新官邸区建筑群仅第 卷 第 期年 月任家鑫：阿拉善王府历史建筑的计算机数字化保护探析?存达理札雅寝宫。总平面示意图如图 所示，示意了现存历史建筑位置，对现存历史建筑进行计算机数字化建模。?中路建筑：一进院府门、文梅伦办公、武梅伦办公处均为现代复建。对中路现存历史建筑一进院正房、东配房、西配房，二进院正房、东厢房、西厢房，后罩房进行数字化建模。东路建筑：保留了除大门外的主要建筑。计算机数字化建模的对象为：一进院和二进院的正房、东厢房、西厢房，三进院正房。西路建筑：无存，现今区域作为延福寺（曾作为王爷家庙）前广场，是如今定远营古城内较为开阔的空间，临近南城门，也作为集散广场使用。新官邸区建筑群：仅存达理札雅寝宫。新建多座仿古建筑，供阿拉善王府博物馆工作人员办公用。数据层主要内容数据层中的数据分类为：文字说明类、技术图纸类、数字化模型类。文字类信息包括收集到的相关历史信息，如阿拉善和硕特蒙古族历史、阿拉善和硕特历代札萨克王简介、阿拉善王府各历史阶段介绍、各单体建筑特色等内容。数据库中包含测绘图纸等资料（以阿拉善左旗文物遗产管理所提供的测绘图纸为基础），如历史建筑的单体平面图（首层平面图、屋顶平面图）、立面图（主立面图、侧立面图、背立面图）、剖面图、相关构造节点详图等。对数据加以整理，运用计算机软件对现存建筑三维数字化模型进行全方位的动态展示，通过可视化、互动式媒介传递历史建筑信息。表 节选了数据库内中路现存历史建筑以及东路、新官邸区内的现存西式风格历史建筑的相关信息。表 阿拉善王府历史建筑数据层相关信息（节选）建筑位置建筑功能现场照片三维数字化模型数据信息中路建筑群中路一进院正房迎恩门通面阔约 ，通进深约 ，前后廊，卷棚顶，五级踏步中路一进院西配房东配房武章京办公处 文章京办公处面阔三间，通面阔约 （明间、次间约 ），通进深约 ，三级踏步中路二进院西厢房东厢房典仪处回事处面阔三间，通面阔约 （明间、次间约 ），通进深约 ，卷棚顶，三级踏步后罩房扎萨克王爷书房面阔九间，通面阔约 ，通进深约 ，卷棚顶第 卷 第 期年 月山西建筑 续表建筑位置建筑功能现场照片三维数字化模型数据信息西式风格建筑东路一进院西厢房东厢房排坛达及家属居住排坛达办公民国时期柱子改建为圆形西式石柱，窗框券角为弧形。面阔三间，通面阔约 ，通进深约 ，三级踏步新官邸区北侧达理札雅寝宫凹字形平面，悬山顶。建筑长度、宽度分别为 ，程序层程序层中包括用于构建用户界面的前端框架 ，用于存储数据的分布式文件存储数据库 ，以及 ，等 框架中间件作为桥梁连接前端应用和后台数据库。应用层应用层包括数据管理和使用。数据库管理包括数据信息的动态录入、更新、维护等内容 。在数据库使用中，接口输出的数据包括文字介绍、专业技术图纸、数字化建模、动画视频等。如后期向公众开放，输出信息包括图片、可多视角观察细部构造的建筑模型等，查询界面可参考图 。数据库查询过程中：按建筑空间布局查询，分为中路、东路、新官邸区建筑群；按建筑功能查询，分为行政建筑、宗教建筑、居住建筑、园林等；按建筑形制查询，分为营造尺、平面尺度、立面比例、剖面构成等。在数据录入界面中，最高级为阿拉善王府建筑群。录入过程中，可对相关数据信息进行编码，如将受力结构“梁”编码为“”，其中“抱头梁”编码为 ，“月梁”编码为“”，“四架梁”编码为“”，“六架梁”编码为“”。?结语 年和硕特蒙古王爷入住处在西北边陲之地的阿拉善王府，和硕特蒙古部落由游牧走向定居。阿拉善王府历史建筑群不仅体现了和硕特蒙古族审美观、建筑观，也可作为和硕特蒙古族历史与文化发展的见证。阿拉善王府历史建筑群数据库旨在为学术研究提供相关依据，同时希望能够为阿拉善王府建筑群有机更新贡献一份力量。行走在阿拉善王府建筑群之间感受历史、领略古建魅力，用计算机科技的语言讲述和硕特蒙古族的古老故事，使数字媒体技术成为沟通古今的桥梁，让建筑遗产与巴彦浩特镇城市文明和谐共生，在不断保护中赓续发展。参考文献：阿拉善盟政协文史资料委员会 阿拉善往事（下）：阿拉善盟文史资料选辑甲编 银川：宁夏人民出版社，梁丽霞 阿拉善蒙古研究 北京：民族出版社，王敏 阿拉善定远营建筑布局研究 呼和浩特：内蒙古工业大学，刘大可，吴承越 清代的王府（下）古建园林技术，（）：蔡家艺 内蒙古阿拉善风物志 昆明：云南人民出版社，：孛儿只济特道尔格 阿拉善和硕特蒙古部（下册）呼伦贝尔：内蒙古文化出版社，：张凯明 传统建筑风貌数据库建设研究：以传统巴渝建筑为例 重庆：重庆大学，（下转第 页）第 卷 第 期年 月任家鑫：阿拉善王府历史建筑的计算机数字化保护探析 结论和建议在隔震建筑设计时，常规的建筑构造节点不能直接用于隔震建筑中。四周散水、踏步台阶入口、穿过隔震层的楼梯、电梯井、外墙等应采取与周边的隔离措施，如设竖向和水平隔离缝进行隔震处理。设计人员准确理解水平隔离缝和竖向隔离缝的设置要求和相关连接节点做法，是保证隔震支座在地震发生时不受阻碍，发挥效能的前提。对于高烈度地区，隔震层处的悬挑结构除了要考虑其自身稳定性和抗倾覆能力，还应考虑竖向地震作用等抗震性能。楼梯等结构构件断开处，其间采用柔性材料填充，保证隔震中位移无阻挡；选择连接方案应易于拆换，利于隔震层部件的改装、修理或加固。参考文献：日本免震构造协会 建筑物隔震、减震设计手册 季小莲，译 北京：中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局 建筑隔震设计标准：北京：中国建筑工业出版社，中国建筑科学研究院，中国建筑标准设计研究所建筑结构隔震构造详图：北京：中国建筑工业出版社，甘肃省住房和城乡建设厅 甘 室外工程（一）：北京：中国建材工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 建筑抗震设计规范（年版）：北京：中国建筑工业出版社，中国建筑标准设计研究院 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇混凝土板式楼梯）：北京：中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部 建筑工程抗震设防分类标准：北京：中国建筑工业出版社，杜永峰，李慧，程选生，等 隔震结构系列研究及在甘肃的工程应用 西北地震学报，（）：（，）：（），：；櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 （上接第 页）（，）：，：；第 卷 第 期年 月何文荣：基础隔震设计中对建筑构造节点的思考