黃 平

(福建省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 福建福州 350001)

1 歷史背景

船政文化馬尾造船廠始建于1866年，是清末洋務(wù)派興辦的第一座軍工造船產(chǎn)業(yè)，是中國(guó)近代海軍的搖籃。船政十三廠是中國(guó)近代第一家機(jī)器造船廠，也是同期遠(yuǎn)東地區(qū)最大的造船廠，如圖1所示。民國(guó)期間在造船廠內(nèi)設(shè)立的海軍飛機(jī)工程處是中國(guó)第一家飛機(jī)制造廠，開創(chuàng)了中國(guó)飛機(jī)制造的先河。船政學(xué)堂是中國(guó)第一所新式學(xué)校，開我國(guó)近代科技教育之先河。培育出了眾多優(yōu)秀的風(fēng)云人物，活躍在近代中國(guó)的軍事、文化、科技、外交、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域。船政為海軍之根基，1874年組建中國(guó)近代第一支新式海軍艦隊(duì)，船政制造的艦船構(gòu)筑了海防體系，維護(hù)領(lǐng)海主權(quán)且多次參與海難救助。可以說(shuō)船政文化是集教育、軍事、社會(huì)和工業(yè)四大系統(tǒng)于一身的近代以來(lái)科技創(chuàng)新和愛國(guó)護(hù)海的重要代表。建國(guó)以來(lái)馬尾造船廠以制造民用船舶為主恢復(fù)生產(chǎn)。馬尾造船廠片區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出不同風(fēng)貌類型、不同建筑年代、不同結(jié)構(gòu)類型的建筑疊加，2016年馬尾造船公司整體搬遷，舊船廠成為歷史遺址，2019年啟動(dòng)馬尾造船廠工業(yè)遺址保護(hù)建設(shè)[1-2]。

圖1 1872年船廠總平面圖

2 規(guī)劃策略

整個(gè)保護(hù)規(guī)劃的策略對(duì)已滅失和現(xiàn)存的重要價(jià)值點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，作為整個(gè)保護(hù)規(guī)劃的綱領(lǐng)和依據(jù)。以保護(hù)修繕和綠色改造為主要整治方式，避免建設(shè)性破壞，對(duì)于不同年代、不同建筑類型的建筑采取不同改造或修繕策略，其中對(duì)于文物類建筑以最小干預(yù)，改造遵循可逆原則，保證文物本體特征。對(duì)于歷史風(fēng)貌類建筑，盡量呈現(xiàn)出不同時(shí)期的歷史記憶，通過(guò)修補(bǔ)的方式呈現(xiàn)建筑特色。對(duì)于工業(yè)風(fēng)貌類建筑，適當(dāng)?shù)丶尤胍恍┈F(xiàn)代元素以彰顯船政創(chuàng)新的精神內(nèi)核，如圖2所示[3]。

圖2 船廠保護(hù)規(guī)劃鳥瞰圖

核心區(qū)主要為鐵脅廠、綜合倉(cāng)庫(kù)、機(jī)裝車間、機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)以及甲居裝課保障組5棟建筑。建筑設(shè)計(jì)基于“原真性、敘事性、生態(tài)性”3個(gè)原則，最大限度地保存不同歷史時(shí)期的遺存，通過(guò)敘述船政歷史為出發(fā)點(diǎn)，利用空間、光線、材料、細(xì)部構(gòu)件等元素記錄和展示船政，特別是造船工業(yè)的歷史故事和空間氛圍。在建筑材料上盡可能使用可再生材料和利用船廠內(nèi)遺存的建筑構(gòu)件，體現(xiàn)船廠再生和可持續(xù)發(fā)展的理念，新建和改建部分既要體現(xiàn)工業(yè)建筑的粗獷，又要體現(xiàn)現(xiàn)代工藝的精致[4]。

圖3 機(jī)修車間現(xiàn)狀屋面 圖4 保溫隔熱材料分層做法 圖5 保溫隔熱材料構(gòu)造做法

3 建筑設(shè)計(jì)策略

3.1 適度節(jié)能改造

對(duì)于屬于歷史風(fēng)貌建筑的機(jī)修車間及機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)，應(yīng)最大限度地保存建筑的歷史風(fēng)貌，因此在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)修復(fù)的基礎(chǔ)上采用適度節(jié)能改造的方式對(duì)建筑內(nèi)的熱舒適性進(jìn)行改造提升。

機(jī)裝車間及機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)為始建于20世紀(jì)70年代的青磚建筑，機(jī)裝車間單體占地面積為4152.36 m2，建筑面積為6832.83 m2。一層為鋼筋砼排架結(jié)構(gòu)廠房，機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)為一層磚混結(jié)構(gòu)廠房，單體占地面積740.95 m2，建筑面積1203.4 m2。兩棟建筑外立面具有較好的歷史風(fēng)貌價(jià)值，但外墻存在木窗糟朽嚴(yán)重，玻璃大量脫落，屋頂預(yù)制板漏水等問題。且建筑經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定等級(jí)評(píng)定為四級(jí)，即不符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的可靠性要求。

在保護(hù)建設(shè)過(guò)程中對(duì)于機(jī)裝車間及機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)的立面清水磚進(jìn)行清洗、修補(bǔ)，最大化地還原建筑歷史風(fēng)貌，對(duì)原有糟朽的木窗進(jìn)行修繕，替換隔熱涂膜玻璃，有效地增強(qiáng)門窗的隔熱性能。機(jī)裝車間屋面為30 mm厚預(yù)制板屋面(圖3)，現(xiàn)有屋頂無(wú)法滿足傳統(tǒng)保溫隔熱屋面做法的荷載需求，經(jīng)過(guò)多輪方案比選，最終采用聚氨酯薄涂型涂料與仿古面層熱反射型涂料的組合方式(圖4～圖5)，在保證屋面防水的同時(shí)有效地增強(qiáng)屋頂?shù)母魺嵝阅?，且最大限度保持原有屋面的風(fēng)貌，如圖6所示。另外機(jī)裝課倉(cāng)庫(kù)原有屋面已缺失，現(xiàn)狀屋面為后期搭蓋的簡(jiǎn)易彩鋼板屋面，其風(fēng)貌及保溫隔熱性能均不理想，故采用深灰色鋁鎂錳板加保溫巖棉的屋面構(gòu)造替代原有彩鋼板屋面，在還原原有瓦屋面意向的同時(shí)增強(qiáng)屋面的保溫隔熱性能。

3.2 “綠色表皮”

廠區(qū)內(nèi)的鐵脅廠及綜合倉(cāng)庫(kù)均為鋼結(jié)構(gòu)建筑，但現(xiàn)狀表皮均為簡(jiǎn)易彩鋼外墻，建筑風(fēng)貌及對(duì)鐵脅廠內(nèi)原有鋼構(gòu)的保護(hù)均不理想，亟需替換建筑表皮以滿足船政文化城園區(qū)運(yùn)營(yíng)及對(duì)鐵脅廠鋼構(gòu)保護(hù)的需求。

圖6 修復(fù)后機(jī)修車間屋面

鐵脅廠始建于1875年，為歇山頂、青瓦屋面木構(gòu)建筑，1898年聘請(qǐng)法國(guó)人杜業(yè)爾任洋監(jiān)督，福州將軍兼船政大臣裕祿聽從他的意見，將鐵脅廠改建為鋼構(gòu)架廠房；抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間多次被轟炸，1944年僅存屋架，1947年重建鐵脅廠；1998年對(duì)鐵脅廠進(jìn)行維修改造。在2016年馬尾造船廠搬遷時(shí)，鐵脅廠現(xiàn)狀為簡(jiǎn)易鋼板屋面及局部磚砌外墻，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)主體缺乏有效保護(hù)，原有的鋼結(jié)構(gòu)為不同時(shí)期改擴(kuò)建所致，經(jīng)結(jié)構(gòu)鑒定已不具備承重作用。鐵脅廠是船政建筑重要組成部分，是中國(guó)最早的近代西式鋼構(gòu)架廠房，最早的飛機(jī)制造車間，因而是國(guó)內(nèi)重要的近代工業(yè)遺產(chǎn)，具有很高的文物價(jià)值，亟需妥善保護(hù)。

由于原鐵脅廠基礎(chǔ)承載力及主要構(gòu)件已不能滿足正常建筑使用需要，為避免對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)多的更換與加固，從保護(hù)文物角度出發(fā)，鐵脅廠遺產(chǎn)保護(hù)建設(shè)定性為“保護(hù)性設(shè)施建設(shè)工程”，即“為保護(hù)文物而附加安全防護(hù)設(shè)施的工程”，在原結(jié)構(gòu)的外部新建類似“櫥窗”的表皮，將原鐵脅廠主要構(gòu)件以“展品”形式進(jìn)行保存。外部表皮采用“時(shí)間軸”的設(shè)計(jì)理念，將鐵脅廠歷史上不同時(shí)期的建筑風(fēng)貌在立面上呈現(xiàn)出來(lái)。屋面系統(tǒng)采用雙層玻璃系統(tǒng)，中間留130 mm厚空氣間層，有效增強(qiáng)屋面的保溫隔熱性能，并通過(guò)雙層玻璃系統(tǒng)的局部開口促進(jìn)空氣間層的空氣流動(dòng)，有效地通風(fēng)散熱；屋面系統(tǒng)下設(shè)電動(dòng)遮陽(yáng)簾，避免夏季陽(yáng)光直射。利用雙層屋面系統(tǒng)中間空隙間層的龍骨作為避雷帶，在保證建筑整體效果的同時(shí)，減少材料的使用；同時(shí)雙層屋面系統(tǒng)起到兩道防水的作用,如圖9所示。通過(guò)局部電動(dòng)可開啟外窗設(shè)置，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，頂部煙囪造型設(shè)置通風(fēng)器增強(qiáng)通風(fēng)，改善室內(nèi)微氣候。

綜合倉(cāng)庫(kù)始建于2005年，單體占地面積2456.42 m2，建筑面積為8388.88 m2，為主體四層局部?jī)蓪拥匿摻Y(jié)構(gòu)倉(cāng)庫(kù)，建筑整體質(zhì)量較好，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)原為藍(lán)色簡(jiǎn)易鋼板(圖7)，綜合倉(cāng)庫(kù)的整體改造策略為在保存原有鋼結(jié)構(gòu)主體框架的情況下，拆除原藍(lán)色簡(jiǎn)易鋼板外皮，替換波浪形穿孔鋁板表皮，在傳承原有的立面肌理特征的基礎(chǔ)上，又隱喻船政深厚的海洋文化，立面延續(xù)原有建筑條形開窗邏輯記憶(圖8)，通過(guò)穿孔鋁板+玻璃的雙層幕墻系統(tǒng)，有效地遮蔽陽(yáng)光，并通過(guò)雙層幕墻內(nèi)的空腔實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，改善室內(nèi)微氣候(圖10)。

圖7 綜合倉(cāng)庫(kù)改造前照片 圖8 綜合倉(cāng)庫(kù)改造效果圖

圖9 鐵脅廠屋面構(gòu)造做法圖10 綜合倉(cāng)庫(kù)表皮構(gòu)造做法

3.3 展示歷史記憶

鐵脅廠原結(jié)構(gòu)鋼材生產(chǎn)約于120年前，具有很高文物價(jià)值，對(duì)于銹蝕較輕的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用表面清理再噴涂透明阻銹劑方式進(jìn)行處理，最大化展示原有構(gòu)件的歷史記憶。對(duì)銹蝕嚴(yán)重的鋼柱，采用貼焊鋼板的方式進(jìn)行加固，焊接完成后，柱腳位置進(jìn)行混凝土外包，其他位置采用外刷透明阻銹劑進(jìn)行處理。同時(shí)對(duì)于原有鋼構(gòu)件上遺留的不同時(shí)期工業(yè)生產(chǎn)的附屬構(gòu)件如電風(fēng)扇、吊車、設(shè)備管道等均最大程度地保留下來(lái)，最大限度地展示船廠時(shí)期工業(yè)生產(chǎn)的印記。

為了保證原有鋼構(gòu)件的展示效果，新增設(shè)備管道基于最小干預(yù)的原則，其中空調(diào)管道采用通風(fēng)管廊的形式，嚴(yán)格避開原有基礎(chǔ)，從鐵脅廠地面布置送風(fēng)百葉口進(jìn)行送風(fēng)，如圖11所示。

圖11 鐵脅廠空調(diào)地送風(fēng)示意圖

3.4 模數(shù)化與裝配式

新增表皮均采用模數(shù)化設(shè)計(jì)，其中鐵脅廠外部陶磚采用兩種陶磚的模數(shù)(480×240×150及1035×240×150)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并采用像素化搭接的方式做出立面漸變的肌理(圖12)，鐵脅廠屋面玻璃采用300×600的彩釉玻璃模數(shù)，同樣通過(guò)像素化拼貼的方式做出屋面漸變的肌理。綜合倉(cāng)庫(kù)采用750、1500、3000三種模數(shù)的穿孔鋁板，拼貼出波浪起伏的立面效果。

新增結(jié)構(gòu)體系均采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝，其中鐵脅廠新增鋼結(jié)構(gòu)仔細(xì)避開原密集的鋼結(jié)構(gòu)(圖13)，并且利用木紋肌理來(lái)體現(xiàn)“鐵脅木殼”的意向，鋼構(gòu)節(jié)點(diǎn)采用一體成型鑄鋼節(jié)點(diǎn)，展現(xiàn)現(xiàn)代工藝的精致，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鋼材、玻璃、鋁板等可再循環(huán)材料，最外層陶土磚漸變表皮采用模數(shù)化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)鎖扣安裝；室內(nèi)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)采用地送風(fēng)的形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史構(gòu)件的最小干預(yù)。所有新增室內(nèi)墻體均采用輕鋼龍骨一體化預(yù)制墻板，減少現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)。

圖12 鐵脅廠外墻陶土磚圖13 鐵脅廠新增結(jié)構(gòu)體系

4 場(chǎng)地低影響開發(fā)

充分尊重場(chǎng)地不同歷史時(shí)期的遺存，從場(chǎng)地現(xiàn)狀出發(fā)，最小干預(yù)場(chǎng)地，將廢棄材料再利用，如圖14所示。根據(jù)場(chǎng)地不同片區(qū)的歷史信息進(jìn)行不同的定位表達(dá)并通過(guò)景觀進(jìn)行串聯(lián)，針對(duì)近期實(shí)施的造船廠區(qū)域通過(guò)景觀的碎片重組，將船政遺存與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的碎片化空間重新體系化。通過(guò)景觀的敘事性表達(dá)及互動(dòng)設(shè)計(jì)，以及彈性活動(dòng)場(chǎng)地的預(yù)留，為未來(lái)的使用者提供豐富的參與體驗(yàn)與多種可能。

在場(chǎng)地植物上，最大程度地保留現(xiàn)狀樹木，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件篩選現(xiàn)狀植被作為主導(dǎo)植被，保留場(chǎng)地內(nèi)遺存的構(gòu)筑物，并以構(gòu)筑物的形態(tài)作為景觀小品設(shè)計(jì)的依據(jù)。

圖14 場(chǎng)地遺存構(gòu)筑物

屋面雨水一部分通過(guò)雨水管排入建筑周邊植草溝，通過(guò)植草溝的凈化作用滲透入土層，植草溝設(shè)置溢流口銜接雨水排放系統(tǒng)(圖15)，另一部分屋面雨水經(jīng)過(guò)雨水過(guò)濾后進(jìn)入埋地雨水搜集池，作為室外景觀水景的水源。

圖15 室外植草溝示意

對(duì)船廠片區(qū)內(nèi)拆除的建筑廢料進(jìn)行循環(huán)再生利用，將廢棄混凝土塊進(jìn)行破碎、清洗和分級(jí)后，按一定比例相互配合形成再生粗、細(xì)骨料，代替天然骨料配置新的混凝土，并將再生混凝土用于船廠濱江碼頭景觀道路的鋪裝，可以有效地減少船廠區(qū)域內(nèi)的建筑垃圾外運(yùn)，實(shí)現(xiàn)建筑廢料在地消化，同時(shí)可以減少天然骨料消耗。

5 結(jié)語(yǔ)

馬尾造船廠片區(qū)工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)作為當(dāng)今工業(yè)遺產(chǎn)綠色改造的案例，在建筑單體上呈現(xiàn)豐富多樣的形式，工業(yè)遺產(chǎn)建筑的綠色再生是一個(gè)全新的概念，建筑不再認(rèn)為是靜態(tài)的，它是一種可以進(jìn)行新陳代謝和有機(jī)伸展的活體，它具有極強(qiáng)的自我適應(yīng)能力，以適應(yīng)外界的新需求[5]。在這種新舊功能融合的時(shí)代下，應(yīng)該對(duì)工業(yè)遺產(chǎn)建筑進(jìn)行針對(duì)性分析，對(duì)不同建筑類型、不同建筑形式等工業(yè)遺產(chǎn)建筑采用不同的綠色再生技術(shù)，強(qiáng)調(diào)綠色再生技術(shù)的可靠性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)建筑特點(diǎn)和系統(tǒng)特性制定適宜的綜合改造方案，體現(xiàn)出真正的建筑與地域結(jié)合，建筑與生態(tài)結(jié)合，讓工業(yè)遺產(chǎn)建筑帶著城市的歷史，煥發(fā)出新的活力。