旧工业建筑改造再利用中的结构表现.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ep r o g r e s so fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n dt h ed e v e l o p m e n to fs o c i a l t h e r e u s eo f t h eo l di n d u s t r i a lb u i l d i n g sh a sb e g u nt oe n t e ran e wh i s t o r i c a ls t a g ei nc h i n a r e a c h i n gac o f l s e n s h so nt h ei m p o r t a n c ea n dn e c e s s i t yo ft h a t t h ec o n c r e t es t r a t e g y a b o u th o wt ot r a n s f o r mt h eo l di n d u s t r i a lb u i l d i n g sh a sb e c o m et h et h c u s a st h ec o r eo f t h eo l di n d u s t r i a lr e m a i n s t h eo l d1 n d u s t r i a lb u i l d i n g sh a v em u l t i p l e v a l u e s i n c l u d i n gs o c i a lv a l u e e c o n o m i cv a l u e c o n t e x tv a l u e l a n d s c a p ev a l u e ta n d s oo nw i t ht h eg r o w i n ge m p h a s i sa n dp r o t e c t i o nt ot h eo l di n d u s t r i a lb u i l d i n g s m a n y o ft h e ms u r v i v e di nal o to fa r e a s h o w e v e r b e c a u s eo ft h el a c ko fr e l e v a n tp r a c t i c a l t h e o r y n o ta l lc h a n g e sa r es a t i s f a c t o r yt h em o s tp r o m i n e n tp o i n ti st h ee f f o r t sf o r i n d u s t r i a lq u a l i t ya n da e s t h e t i cv a l u ec o n t a i n e di no l di n d u s t r i a lb u i l d i n g si sf a rf r o m e n o u g hq u a l i t ya n da e s t h e t i cv a l u eo fi n d u s t r i a la r c h i t e c t u r ei n d u s t r yo f t e nu t m o s t r e f l e c t si ni t ss t r u c t u r es y s t e mt h i sp a p e re l a b o r a t e st h ec o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g ya n di t s s h a p ea n dr e l e v a n c eo nt h er e u s eo f o l di n d u s t r i a lb u i l d i n g m a k i n gs t r u c t o r ee x p r e s s i o n t h r o u l lt h ew h o l ep r o c e s so f i n d u s t r i a lh e f l t a g ep r e s e r v a t i o na n dr e f o m l i n gu n d e rt h e g u i d eo fs t r u c t u r ee x p r e s s i o n t h e m e t h o d sc r e a t i n go u t s i d es h a p ea n d i n t e r n a ls p a c eo f t h eo l di n d u s m a lb u i l d i n g sw e r es t u d i e dt h e p u r p o s ei s t oe n r i c ht h ep r a c t i c et h e o r yi n r e u s eo f o l di n d u s t r i a lb u i l d i n g a n dp r o m o t et ot h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to f t h er e t h r m k e y w o r d s o l di n d u s t r i a lb u i l d i n g s t r a n s f o r m r e u s e s t r u c t u r ee x p r e s s i o n 目录 中文摘要 l l l a b s t r a c t l 2 绪论 1 1 研究背景及意义 1l1 研究背景 112 研究意义 2 国内外 关研究动态 21 产业革命以来工业建筑结构发展概论 122 国内外旧工业建筑改造再利用研究4 12 3 我国旧工业建筑改造再利用发展趋势 1 0 3 研究相关理 概述1 0 i3 i 结构技术美学理论 1 0 i3 2 建构理论 1 2 i3 3 结构形忐学理论 1 2 13 4 建筑造型理论1 3 l4 研究对象及范围1 4 15 研究方法和框架 1 4 15 1 研究方法1 4 15 2 研究框架 4 旧工业建筑改造冉利用与结构表现 1 6 2 1 相关概念界定 6 211 1 业遗产 i 业建筑 n i k 建筑 1 6 2 12 改造 再利用1 7 2 13 结构表现 1 7 22旧工业建筑结构类型分类 l8 2 3 旧工业建筑结构构成兀素 1 8 2 4 旧1 i k 建筑结构审美特性 2 0 24 l 2 42 2 43 244 逻辑合理性 2 0 技术精密性 2 0 新奇特芹性2 l 2 5 旧工业建筑与结构关系的理性认识2 2 251 结构在旧工业建筑中的地位和作用 2 2 252 结构技术发展与旧工业建筑改造的互动 2 2 2 6基于结构表现的旧工业建筑改造再利用原则 2 2 2 6 l 保证结构安全性2 2 2 62 实现结构经济性 2 63 发挥结构实用性 2 3 2 3 2 64 挖掘结构艺术性 2 3 27 结构改造再利用策略2 4 28本章小结2 4 旧工业建筑外部造型重塑的结构表现2 5 3 1 表达结构受力逻辑2 5 32 挖掘主结构造型潜力2 5 32 1 清除表皮 展示主体 2 5 322 延续形态 以新换旧 33挖掘次结构造型潜力 2 7 33 1 表现墙体 2 7 332 表现门窗 3 5 333 表现屋面发天窗3 7 3 4 挖掘附属结构造型潜力 3 9 34i 表现大型标志性构筑物 4 0 3 42 表现小型露天构筑物 4 1 引入新构筑物4 3 35本章小结 4 旧工业建筑内部空j u j 再生的结构表现 4 5 41 旧t 业建筑内 f i j 宅削类型分类4 5 411尤柱高大 盟空叫45 4 l21 1 敞连续型空i 刊4 6 4 13错落混合型空叫46 4 14 特异型空m 4 6 4 2划分空问47 42 1 水 f 划分 4 7 4 22 轻向划分 43合并空叫 5 0 5 l 4 4 嵌套空削 5 3 4 5 延伸空问5 4 45 1 延仲底界面 5 4 452 延伸侧界面 4 53 延仲顶界面 连接空 h j 4 6 1 封闭式连接 4 62 半封 j 式连接 5 5 5 6 47 挖掘结构细部的空问造型潜力 47 优化原有结构 472 表现新增结构 5 8 6 0 6 0 6 2 5结论6 6 参考文献6 7 作者简历 独创性声明7 0 学位论文数捌集 7 1 1 绪论 1l 研究背景及意义 11i研究背景 工业建筑可说是近现代建筑技术与机器美学发展的共同结晶 作为工业时代 的标志性象征 工业建筑本身合乎技术逻辑 使用功能的外表和构造具有一种不 加雕饰的朴素美 契台了人类讲求逻辑理性的天性 叉与人的求新奇变异的心理 倾向符台 例如那些发电厂的管线纵横外露的工业构筑物总是有种特别的吸引 力 随着社会发展逐渐从工业时代过渡到后工业时代 许多国家第三产业开始或 已经取代第 产业 居于经济主导地位 从而导致传统工业走上下坡路 目前我 囡许多城市已经边入了产q k 结构调整阶段 山于厂房和设备老化 技术落后 污 染严重等一系列棘手问题 大量i h t 业建筑成为光人问津的废弃地 同时也l 捌为 社会群体埘d i k 遗产的保护和改造普遍持冷漠态度 大批有着辉煌过去的老工业 区遭到j r 发商的毁灭性破坏 旧d l k 建筑的改造雨利用是个复杂的社会性课题 涉及到诸多凼奈如经济 社会 城 f 规划 政府扶持等等 目前我国大多数i h 工 i k 建筑的改造阿利用多从 经济i 封素 1 发 忽视了对旧工业建筑的工业品质和美学价值的i 发 f 是在保护 的同时造成了新的破坏 因此为了保护旧工业建筑 允分7 f 发其内在美学价值 景 观价值 文咏价值而非单纯追求经济利益 有必要对其改造o o 洱利f l 的理念 手 法进行深入研究 2 研究意义 旧工业建筑具有多重意义 它曾经深刻改变了人们的生活方式 承载了一个 时代的传奇 它是人类建筑拽术e 跃发展的高度体现 它创造了前所未有的i i k 荚学和机器美学 在加入历史这一软场所要索后r 益焕发小独特的魅力 从美学 角度出发 深度挖掘 旧工业建筑的工业品质和景观价值 是我们本文研宄的重点 问题 冈此本文通过借鉴相关前沿理论和经验成果 对i 口 业建筑的改造薛利用 与结构之州的关系进行剖析 寻找阿者之叫的内在联系 并将这种联系运用于 韭 l 奎 l 生刖l 望韭 l 苤 j 监 工业建筑改造中 针对其外部造型的艺术创作及内部空问的划分 延伸 连接 开放 引导及提升空l b j 品质当中 探索了一系列基十结构思维指导下的实际创作 手法 希望能够起到一定的实际指导作用 12 国内外相关研究动态 21产业革命以来工业建筑结构发展概论 世界范围内的工业建筑大发展主要从产业革命丌始 社会化大生产强烈要求 满足大规模生产的工业建筑 产业革命带动了结构科学和材料科学的飞跃进步 几乎所有的工业建筑都使用当时最高新的技术与材料 建筑空问向着更加明朗化 自山化 合理化的方向发展 可以 兑现代建筑发展的前奏即是早期工业建筑的 发展史 铸铁结构首先在上业建筑和桥粱上得到使用和推广 1 8 0 1 年 位于英国曼彻 斯特的萨尔福特棉纺厂 1 h ec o t t o nm i l l s a l f o r d 它的生产车删首次采用了 工字型断面的生铁梁柱 1 8 7 1 年 法国麦涅 m e n l e r 巧克力工厂建成了世界上首 座纯粹铸铁建筑 图卜1 1 8 4 5 年 苏格兰的桔炼厂首次采用了现代框架结构 在结构e 极大改善了传统建筑跨度受限对大型i i k 发展的不利 1 8 7 1 年 法幽 建起多层工业厂房 更大的适应了工q k 建筑对综合性的要求 h l 世纪术 德国 成立了全同性的 德意志制造联盟 d e ul s c h e rw e r k b u n d 建筑师贝伦斯以j 二 止建筑为基地束发胜真正符合功能与结构特征的建筑 产生了6 u 所未有的新形式 1 9 0 9 年 他在柏林为德国通用l 乜气公司设计的透平机制造车叫和机械车叫 造型 简洁 摒弃了任何 f u jr l 的装饰 首次采用大而积玻璃幕墙 成为现代工业建筑的 先行籽 蚓1 2 雎伦斯培养的著名第一代现代建筑火师格洛皮鸟斯 w a h e r f i r 1 p 1u s 1 8 8 3 1 9 6 9 年 1 1 9 1 1 年i 5 的在 i 尔费尔堪的法占斯工厂 是在皿伦 斯建筑思想启发下的新发艉 咀玻璃为主的建筑造型简洁 轻快 透明 表现了 现代建筑的特征 十九1 廿纪术期 钢筋混凝土 f 王j 1 始蹙卜建筑行业的历史舞台 1 9 1 0 年 瑞士著名工程师与哑尔 r o b e r tm a i lj a r t 在苏黎世城建造丁第一座无 粱楼盖的仓库 形式极为轻快 并且形式和结构应力的分如是致的 罔卜3 一 鲎函函 二主 韭 l 型且 羔 l 上羔 l 监 蛊监 各类空问结构也在工业建筑结构设计中得到率先尝试 1 9 4 5 年 英国南威尔 士的b r y nm a w r 橡胶厂采用坡度平缓的扁壳结构 柱间距达到2 72 1 米 而扁壳 厚度仅为9 厘米 网架结构 悬索结构 薄壳结构等的出现犬犬提高了建筑的空 问跨度 解决了空问局限对工业生产的制约 同时结构形式的新颖也直接反映在 工业建筑的外观上 山于工业建筑不仅要满足工业化生产的各种实际需求 同时还要昭示机械生 产的超自 性 因此在新结构的应用上处于领先地位的工业建筑往往代表着当时建 筑的晟高水平 比其它类型建筑拥有更孥固的结构和更高的质量 这也是旧工业 建筑通常保留较为完好的主要原因 2 2国内外旧工业建筑改造再利用研究 早在1 9 世纪未期 英国首先提出了 工业考古学 这一学术概念 强调对工业 革命与工业大发展时期的工业遗迹和遗物加以记录和保存 从2 0 世纪6 0 年代丌 始 较为完整的工业遗产的保护理念逐步形成 直至今天在全i 界范田内兴起了 1 日工业建筑再利用的热潮 世界e 先进国家对于旧i j k 建筑的再利用所程大体可 分为三个阶段 萌芽期 十九世纪术期至2 0 廿纪6 0 年代 这时期是旧工业建筑再利用的探 索肩蒙阶段 限于当时的社会发展水平和出于经济因素的考虑 其再利用理念还 是以旧建筑 再循环 为主 改造模式较为单纯 丰要是保留建筑主体和结构 赋予 原有内部空 日 以新的使川功能 美国景观大师劳伦斯哈普 l a w r e n c eh a l p r i n 于 1 9 6 4 年在美国旧会i 完成的吉拉德单广场 g h i r a r d e l l is q u a r e l 瘦造项h 是一个比 较有代表性的实例 他将栋原为制造巧克力的工厂再利用为综合购物中心 在 改造过程 f 翱字了原j 1 基绝大多数的砖墙结构 圈1 4 a b 发展期 2 0 世纪7 0 年代至8 0 年代术 也是对旧工业建筑再利用的实践研究 阶段 此时建筑遗产的保护丌始成为主流意识 以旧工业建筑再利用为核心的新 城市复兴运动取代了大规模拆旧建新的更新模式 实际改造项日的数量和规模均 大大超过以往 并出台了相当多的有关城市规划和工业建筑保护及再利用的国际 性文件 尤其是1 9 7 9 年澳大利亚颁布的 巴拉宪章 引入了 对原有建筑进行适 度改造 这一积极的保护观念 极大影l 啊了后柬旧工业建筑再利用的理念和实践方 向 成熟期 2 0 世纪8 0 年代后期至今 至此旧工业建筑的再利用受到了前所未 有的重视 后工业时代下城市发展更加注重对于城市文脉和精神场所的追求 同 时持续经营和建筑循环再利j 的理念已经被普遍接受 许多国际建筑大师都积极 涉足 日工业建筑再利用领域 创造了大量极富创意的优秀作品 例如在2 0 1 1 年底 启动的 赫尔佐格和德梅隆主持的纽约公园大道军械库复兴计划中 赫尔佐格提 出了独到见解 我们 下在把军械库当做一个鲜活的纪念物 我们的方式不是传统 思维l 的保护 相反 我们j 下在揭示随着时间推移建筑物自身的物理痕迹 整个计划包括公众项目和艺术家工作宦以及排练室的宅 i l j 故造 其中计划移除排 练j 丁内2 0 t 址纪中叶增建的墙壁的f 半部分 以便暴露出从天花板到地面的铁桁架 甜架会支撑起一套最先进的高压输电线路网 柬为演出提供照明 音响和供电 从这早 f 王1 i 以看出当代优秀建筑师对已有改造理论和实践的反思与突破 尤其更 加注雨加强 日工业建筑结构层面的艺术表现力 表1 1 国外部分知名旧丁业建筑再利用项甘列表 城肌 项 世i l 特缸 h 蚯川选 现川造 设计洲名称 咒 金i l i 批德毗巧蓖 j 台购 保留服jb 绝人多数的砖埔结 背忙惭 岭构 林 j 场j物i 心 诞j 内f f改建 拆除r 垛 上筑山部的m 墙 掷尔斯打 麦芽r氍q 斤加建靳的木鞋架和钢索 将就 乐j 1 完个基赢 保留整 1 如i i q 完全慌州n 工 美 荷 创建祉区 轻l 业岂术家 业筑的外靴与结构 艺术象自发h埭监地 改建 山剂设施的现代化 业立 奎 业址上生皿监上 托盐 保留 埘这鹰h 剩框架的废弃痒 美洛杉叽 临时现代 房保留了原有内部空间特色 清 弗兰克 盖仓库阱物馆洁r 框架需l 天花板 博物馆 改建 对原有结构进行维护 加建 充满现代感的钢构柴 p q 一巴摩罗保留 原有框架和结构 j j l i 短瑞 拉鲁纳中 改建 将原宵建筑互相贯通 嫂 克 米拉尔 工厂 学技砸打亚 l 开u 为采光u 厚重的 紫斯 卡杆砖墙 r 丌凿新孔 米 皮纳斯加建 内部增建楼梯和斜城 簿都是 伦林格幽大 保留 混凝i 框架结构 佐 皮韭诺厦 工 办公楼 改建 替换掉严重破损的窗户 德一业联 僵 路德维格保留 原 r 单层结构 1 9 9 1国际艺术j 矗伞r 艺术馆 加建 增加 个新的标志嵌叫助 中心能霄换 在内部新建r 一个摊台 保留 建筑群主体结构 德汉 梅地啦中活动中 改建 时原冉结构进打消清粉删 堡 m 肋i u m1 厂 心 加建 建筑甲件之m 川玻璃和筒 铡粱封顶联接 t t f u t l 1 金保留 原有砖结树微完 j 保晰 改建将内卒m 分鞴为礼常和辅 马柑特兜斯 农艺学院符仓礼堂 赛米思 帕 助卒叫 特纳斯 加建 新建现代化的阿廊和t 1 i 楼 金洋 k 日民芝术 仓席 艺术 f 一 保留 原有小树 砖干 混凝1 二 日 掏 蝌 l 扣心 心 改建 重点在耐火榭宛活性l 我国关于旧 l l k 建筑再利用的研究起步较晚 山于受 j j 止 经济 文化等社 因素所限 工业建筑在整个中幽城市及建筑发展史中的地位和价值实难与欧美等 工业强国相比 因此 目内旧 业建筑的数量 质量和规模都无法 i 发达国家帽媲 美 进入2 l 世纪后 随着可持续发展理沦得到一致认川 我国对1 日工业建筑的保 护与更新改造也丌始重视起束 不仅婴考虑其经济效益 更重要的是要考感到其 文咏价值和景观价值 自2 0 0 3 年以来 北尿 h 海等一线城市陆续出现了一系列 旧工业建筑改造和再利用的案例 其中较为著名的有北京7 9 8 艺术区 上海苏州 河畔老旧厂房的改造和再利川 上海四行创意仓库改造项目等等 图1j 卜6 i 一7 2 0 0 6 年4 月1 8 同在江苏省无锡市举办了 中国工业遗产保护沦坛 此次 论坛首次通过了中酬 业遗产保护的 无锡建议 并参照国际定义觇定了符合我 国国情的丁 业遗产内涵 极大推动了我吲就1 l k 建筑在利用的发展进程 此后更 是涌现出了批致力 登琨艳 李卫芳等等 业遗产建筑再利用研究的专家学者 如俞孔坚 张永和 很大程度上填补了这一领域的空e 扯 苴 l 亟 生三 盟j 生j 量j 圭 堑 彗 监 城市 项目 年代原 选现用途 设汁特祉 设计师名称 保留 多层框架结构 北京 敢安商手表厂大犁商改建 底层为丁助能需要 去掉了 1 9 9 2 场厂房场 娘有窗f 墙 加建 添加了传统建筑符0 上海 大样工私人祧 保留 原砖掘鲒杜j 1 9 9 8 i 作书改建 将原来三楼用于通风的灭窗 登琨艳 作书 仓 直打到地面 变成落地裔 改建 外端采用深红色毛而陶上砖 北京 外 l j f 杜 饰面 配以浅灰色反射玻璃 门也 0 9 9 一朔j 二 印刷 公楼 拾盒峦 崔恺 程加建 局部用了些渍监色透明玻 璃和钢结构 北京7 减 改建 用不h 屡高目l 材料将整个大 2 0 0 0千攻新 酷 酒 精密加 1o i r 滞 j r 划分山不同功能区域 工厂 吧 林犬苗 吧加建 玻璃幕端 2 e 钢骨架 保留 以修缮和j j 目为主 清耻r e j f 卉堂工创意吲胤仃建筑 l j 层占乏以l 外删保 z 术寡 f 坊 j 群k留砸仃风貌 f i 垃 改建 建筑内部进h 功能胃换 上辩 m o o 创 上海存 办公帘 保留 原有结构 2 0 0 2艺术家 意园 明栅纺 改建 奋选择性地重枇建筑外立面 自发 阑鹿 加建 重新分隔内部空问 保留 i 业卒川建筑儿紊和特血 并着j j 性蒯内部审m 的翘k 崖忡和 北京7 h 美 锅炉房奖术馆 小砷宅十t 张水干 术锦 加建 利 j 船仃锚灯 盘架描建j j o r 方米杖卒蛘台 保留 麒厂房牛腿扎 垮删析架等 北糸 桐城佳内部结构件 宅x 会l 口j 房 礼区会 加建 穿插 包调n 0 现代悄架结构 刘力所 所 和人i 旺i 移 玻璃桥墙 形成 q 个采光 i 庭 上湘 刘创意仓叫 仓保留 库房 嚣铁fj 钢魁结构等 2 0 0 li 作审 继尔等库库改建 灵活分隔山甜 空间 l 海 老码又 髫 儿 时尚怍保留 修复耨 揣n 外的砖l l 墙体承i 改i 盘 闲娱乐钢架培构 改建 埘水泵 水恃等原码头元素 进行艺术化处理 加建 太苗运f l j 玻璃 使大面积红 色与钢 玻璃形成对比 改建 将部分钢筋滟凝j 于州轻 r 海 广汽车制刨意产 巧的上字钢j f i 替 川i 成一 八号桥加建 在厂房单体之叫的角部增没 动器j业中心 了一些钢结构玻璃体空间 形 正 入口精作刚光 h 海 下挺j 加建 在原来三层结构的基础i 增 2 0 0 5 办公加第凹层 击 缘临街跨距 形戚通 陨研开j 房 达网层的中庭卒问 上海7 i i 海城 上制十舯塑胜 保留 原结构剌内部宅问 市雕型 加建 将展1 卒问醯霄证币同高度 滞培光 lm小 中心 通址坡道米实现水甲和垂直交通 保留 钢框架和人字形 众字形 上海 再堂 刨磨产 齿轮状等上业建筑构件 艺术家嗣乐坊改建 拆除破 水泥厂 白发 i k l x 加建 鲜 t 的也块 夫 f i 积的玻璃 幕墙和j 贡感的盘属装饰 保留 1 涧人挂架结构 万科水凡津j 歧 改建 旧jj 的八撇杜r 保留r 四 凡徘 会所 售 品城会 璃rm 搂处 外表乜糙一层透明玻璃 成为 所装1 州社区 u 加建 赋r 原结 i j 现代柑料干盯形式 il j p 立宏明j 保留 腺建筑裸露的红砖端与人玻 戚匍f 叫时物机修车叶物锦璃窗 艄间加建 钢构浆及钢百1 1 改建 拆除l 二体结构咀外的酣腻 上海 世雌会 r 钢二 h l 建部分 大而秘拆除原彳j 外维护 厂轧钢展览铺 结壮j 醛露厂膀上体结构 其天伟们i p 馆加建 独立轻钒结构体系 充分利 魁 川原仃高净窀 将其分j 柑成多培功 能窄 h j 由 二先天不足及相关学术水平的落后 尽管目f h 看来我田旧工业建筑再利用 的势头发展迅猛 成功的实践经验 j i 不少 但是缺乏系统性的改造理念和途径 尤其缺乏时期的策划和改造的 z r 行性分析 总体柬i 兑和发达囡家午h 比纲领性文什 较多 实际操作性不足 r 畦需我们寻找适应国情的相关保护与改造的方式方法 123我国旧工业建筑改造再利用发展趋势 纵观发达国家的旧工业建筑改造再利用历程 其目的经历了从简单的使用功 能的再生和转化 到注重城市文脉的延续和人文因素的呼应 直至以再利用为契 机带动城市结构的有机更新这一发展成熟阶段 中国旧工业建筑有其自身的特殊 性 无法照搬发达国家的经验套路 因此我们需要借鉴国外相对成熟的理论和设 计方法 立足我国国情 建立具有针对性的保护与再利用簧略 并对设计方法进 行系统分析和总结 方可对相关的设训提供借鉴和指导 旧工业建筑改造是工业遗存再利用的主要关注点 针对目前我国旧工业建筑 的现状 我认为应当从以下两方面着重进行考虑 一方面 对于大量工业品质不 高 美学价值不高的旧工业建筑 应主要从实用经济的角度出发进行改扩建 另 一方向 对于那些保存相对完好 具有较高的美学价值 历史文脉价值或在中国 工业发展历程上有特殊意义的旧工业建筑米说 对其的改造再利用应结合建筑本 质的再现 而非仅仅是将旧工业建筑包上层经济利益的外衣 抹灭了再利用背 后隐减的更多价值 洱利用的经济性存活原则只是一种手段 根本目的在于人文 环境和 二业美品质的提升 只要经济发展与再利川互相结合 就不会陷入到新建 筑与 h 建筑 城市更新与文脉保存的对立困境之中 伴随着愈束愈广泛的社会参 与 旧工业建筑的改造再利用将朝着更加综台 科学的方向发展 l3 研究相关理论概述 3 l结构技术美学理论 鲒掏技术美学 颐名思义 是在对工程原理 特别是结构设计原理和性 能充分理解的基础l 建筑结构技术在建筑外部造型和空问形式上的美学表现 结 构技术美学强调结构系统 建筑空问和证面表皮的完美结台 从结构技术美学角 度看 建筑的空问形式 实体体量和细部构造都与结构体系息息十日关 结构技术 奖学包含三要素效能 经济和美观 结构必须有效 尽可能充分发现结构材料在 荚学表现j 的优势 其次是经济 要和1 y 约社会资源的需要相适应 结构技术之美 的实现需要依靠结构形式和结构材料菇同配合 因而设计师常常根据材料特性柬 选择相应的结构形式 诺曼福斯特就是一位将结构技术之美发挥得淋漓尽致的建筑大师 他设计的 作品大多拥有余届质堪的表皮 强健的结构构件外群 以及结构组成构件的序列展 小 无不显示建筑的技术美学气质 岍曲班爿 建筑师圣地 l f 哥 卡拉特拉缸 枷有 韭盛奎翊占生鳕l 坐位业圭 结业 建筑师和结构工程师的双重身份 并且精通艺术 结构即建筑 是他的设计宗旨 他将奈尔维的结构表现思想运用在钢结构领域 极力寻求一种建筑结构与力学司 势的临界状态 寻找 临界 状态带给给人们的美妙视觉享受 图卜8 a b 建筑领域内的结构美学明念认为审美经验的最高形式 性认识 即建筑真 f 的羹存在 能脱离结构而存在 建筑的日 必然是结构表现的延伸 就是对建筑秩序的删 建筑的造型表达不可 意大利已故工程师兼建筑师卜l 奈尔维曾经晚畦 建筑必须是一个技术与 艺术的集合体 而并非是技术加艺术 i l k 建筑可i 兑是建筑结构技术的典型代表 在 h 业建筑的改造再利用中 结构技术美学同样发挥着至关重要的作用 它涉 及到的现代科学技术的最新成果 对传统建筑美学内涵的4 断延伸和拓展为殴计 师提供了大量灵感和广阔的创作空川 外部造型嗣i 内部卒叫的重塑竹沩结构技术 美在建筑领域的有力表达方式 与结构技术美学紧密相关 将结构技术美学相关 理沦作为旧t 业建筑与结构表现研究的美学原则和标准 有利于对建筑形式与结 构美之问关系的研究 32建构理论 建构 是一个在建筑学领域内被广泛使用的概念 建构 一词最早出现在 18 世纪后期的希腊 意思是木匠或建筑工匠 在德语中 建构学 是包含了将建 筑理解为综合结构与艺术系统的学科 到了1 9 纪德国学者首先提出了建构理论 辛克尔 k a r lf r i e d r i c hs e h i n k e l 勃提舍 k a r lb o t t i c h e r 散帕尔 g o t t f i s e d s e m p e r 的研究成果使建构理论在建筑学领域得以传播 勃提舍在 希腊人的建 构 一书中提出了所谓 核心形式 和 艺术形式 之分 表达了一种忠实于结 构和构造的艺术袭现思想 2 0 世纪6 0 年代 美国学者塞克勒 e d u a r ds e k l e r 的 结构 建造与建构 一文将建构理论重新引入当代建筑理论的视野 1 9 9 5 年弗 兰普顿 k e n n e t hf r a m p t o n 出版了 建构文化研究 1 9 和2 0 世纪建造的诗学 一书 极大推动了世界范围内的建构理论研究 他从训源学 地形学 民族学 本体论 物质隐喻等方面深入分析了建构文化的内涵和外延 并将建筑学定义为 诗意的建造 既强调了技术 工艺等建筑的物质因素 又强调了建筑师的主观 创造性 在发展建构理论的过程中 美国哈佛大学的塞克勒教授将结构 建造和建构 作了细致区分 指出结构是抽象的力学系统 建造则加进了对材料和施工等的考 虑 这二者常常是工程师较育发言权 而建构由建筑师所掌管 弗兰普顿在其著 作 建构文化研究 9 与2 0 世纪建筑的建造诗篇 中从地形 术体 隐喻 技 术 传统与e 0 新等角度全由 而具体地阐述了建构问题 具有很强的实践性和可操 作性 总体而占 建构学并忙是要为建筑学追本沏源 建构的哲学含义并非只是建 造 讵如席瓦扎 m i t c h e l ls c h w a r z e r 对建构含义的阐述 建构在讨论功能和形式 的问题 它体现了建筑的双曩性 原则与建造 建构实际上是在探讨一种建造的 逻辑 种功能需求与表达方式之州的i 办胡问题 对建构的理论的深入了解极大 有利于1 日卫止建筑的改造再利用返一建筑实践滑动 33结构形态学理论 结构形态是指结构整体吱各个组成部分的结构彤式的总和 结构形志也 以 理解为结构形式的受力特点和体形姿态 结构形志作为结构内在本质的外在表现 决不是孤立的结构现象 而是抽象的结构规律的形象化体现 结构形态由四个基 本要素构成 形态 与 力 结构 与 构造 结构形态在本质e 包含两个方面的 内容 即力学卜的形态和几何学上的形态 形态学 m o r p h o l o g y 一同产生于古希腊 虽初是一门研究人体 动 植 物的形式和结构的科学 曾在生物学中得到广泛的应用 它的研究对象是事物的 形式和结构的构成规律 形态学涉及的主要领域有两个 数学几何 力和材料 是构成形式及结构的两个基本要素 在建筑上 这二者之间的制约关系是显而易 见的 承受不同的荷载力的建筑物必须具有不同的几何形式或采用不同的支撑材 料 随着现代社会需求的变化和科学技术的发展 建筑师和工程师在设计中更重 视彤态学原理的应州 结构形态学是研究结构内在规律与外在形象之间关系的一门新学科 其本质 在于将形态与结构的关系建立在最为基本的层次上 揭示形式与结构的本质关系 对于建筑米 兑 结构形态学不仅要解决形态与结构的关系问题 还要处理好与建 筑形式美学的关系 与建筑实用性能的关系以及与建筑技术条件的关系等 本文 研究的足旧工业建筑保护与改造中的结构表现 重点关注结构美与旧工业建筑外 部造型及内部空问的育机结合 而结构形态学所研究的内容与文章关联度极高 因此对结构形态学理论的了解有助于笔者的深入研究 34建筑造型理论 造型艺术 p l a s t i c a r t s 是指以一定物质材料 如绘画用颜料 墨 绢 靠 纸 木板等 雕塑 工艺用木 石 泥 玻璃 会偶等 建筑用多种建筑材料等 和手段创造的可视静态空阳j 形象的艺术 由于这种艺术形象是盲接的空削存在形 式 闵此人们的视觉司以毫无障碍地感受到它们的存在 从而引发审美感觉 1 8 世纪德国哲学家莱辛在 拉奥孔 巾首次使用这一名词 在德语中造型 b i l d e n 原义旧 模写 a b b i l d e n 或 制作似像 e i l d m a c h e n 空间物质形式作为种 空问艺术形式 造型艺术的审美特征首先是它的造型性 建筑造型属于时m j 空m 艺术 有三大特征 第一 负实抱虚 实中有虚 追求一种虚实对立统的和谐茭 第二 动 第三 造型对象是生活的 技术的 造型本体空 日j 处于特定环境中 不可移 艺术的现实 霞庆大学建筑学院余卓群教授在 建筑桃觉造型 一书中对建筑造型做了如 f 定义 建筑设计师借助一定的物质技术手段 在满足建筑功能需要的同时利h j 建筑构图规律进行有意以的纽纵与加工 综合反映环境布局 z 叫处理的外部形 象 谓之建筑造型 建筑造型理 仑的研究重点是使建筑具有整体的美感 同时又 具有多样化与秩序性 从建筑视觉造型的角度讲 形态 色彩和质感是客体对主 体产生视觉效应的3 个主要方面 真正从造型意义上影响视觉的是它们的形式化 构成 点 线 商 体是形态构成的基本要素 它们确定了建筑及其外在装饰的 基奉形态 而材料m u 通过质感与色彩影响视觉心理 表现其精神内涵 建筑造型理论涵盖建筑美学表现与创意 建筑形体与形式构成及立面设计等 方嘶内容 掌握了建筑造型理论相关的建筑创作理念 设计手段及方法 设计因 素等内容 有利f 丌展对旧工业建筑改造再利用设计的宏观认识和理论研究 14 研究对象及范围 本文研究对象为我国旧工业建筑 其时问段是自工业革命时代 r 始直至二十 世纪八十年代的废旧工业建筑遗存 本文的研究范围限定为工业遗产建筑结构的艺术性与实用性研究 文中的结 构主要指剪力墙 粱 板 柱 空问结构 等主要受力构件和各类工业构筑物 l5 研究方法和框架 15l研究方法 本文以埘固内外有关旧工业建筑及结构思维相关理论 案例等资料的搜集 整理及分类总结为研究基础 借助调查研究 归纳比较和综台分析等多种手段探 索旧 业建筑改造外部造型及重塑内部宁间的理念和策略 首先广泛收集资料文 献 充分了解国内外i n 工业建筑政造再利用的相关著逑和理沦 确定奉文的研究 范嘲 并从中提炼出研究的课题与方向 其次有针对性地收集有关旧l i 业建筑及 结构技术方面的资料 从中选择典型案例进行归纳比较 综台分析 从中解析出 主要特 l f 和规律 以此沦证理论的科学性和可探作性 最后 通过对i l l i j f 究柬扩 大视野 辨别优势和局限性 为研究t e l 工业建筑改造再利用设计中的结构思维提 供借鉴 5 2研究框架 r i m r 8l i t q k 矬筑 利月发 曲势 提出问题h i i 缎l lj i i 徽 j 熙熙 7 l 问题 l 镕掏 现相 8 t q f 究l j u 嚣鬻 4 一相关溉念m r h 析 t n 迎筑结构十美特性 1 分析问题h 粉端翳 卜一 h 斩 i n 建筑 瑞构的 系 4 嚣 i i 蔬 1 隔 高习 一嚣 鬻 i 徽嚣著器 孺 4 l 造 d 中 拇女脱 ll 挖掘 o 曲体系的造型潜力 2 挖女 r n 栅件采的造型漕山 3 挖掘州属结曲的造型潜力 3 连接十问 5 川 十目 6 t i 山 中 幔 2 旧工业建筑改造再利用与结构表现 2 l 相关概念界定 2 li 工业遗产 工业建筑 旧工业建筑 工业遗产 工业遗产涉及的领域十分宽泛 下塔吉尔宪章 中阐述的工业遗产定义反映 了国际社会关于工业遗产的基本概念 包括为工业活动所造的建筑与构筑物 工 厂 车问 作坊 矿场等 其中包含的工艺流程和生产工具 受到工业活动影响 的城镇与景观 以及其所有其他物质和非物质的表现 工业遗产包括具有历史 技术 社会 建筑或科学价值的工业文化遗迹 包括建筑和机械 厂房 生产作 坊和工厂 矿场以及加工提炼遗址 仓库货栈 生产 转移和使用的场所 交通 运输及其基础设施 以及用于居住 宗教崇拜或教育等和工业相关的社会活动场 所 根据 下塔吉尔宪章 中阐述的工业遗产定义 我们研究工业遗产 基本 集中在t 业革命以来的工业文化遗存上 在中国 i j k 遗产 是近代现代不u r 移动文物中的一种 7 i j k 遗产是具有历 史学 社会学 建筑学和技术 审蕞启智以及科研等多种价值的工业文化遗存 这些遗存既包括工厂 车m 等不可移动文物 也包括机器设备 工具 档案等可 移动文物 j 包括 艺流程 传统工艺技能等非物质工业遗产 笔者认为 在对 工业遗产的价值研究中 科学技术价值应列于其它价值之前 以区别于传统文化 遗产 工业建筑 工业建筑是指人们从事各类 业生产及直接为生产服务的房屋 一般称为厂 房 与民用建筑榍比 工业建筑有着如下l 调显著特i i i 必须满足生产1 二艺的要求 紧密结合7 e 产 并且生产工艺不同的厂房县有不同的特征 有较大的而积和内部 空删 建筑结构 构造复杂 技术要求高 采光 通风 屋面排水投构造处理较 复杂 工业建筑的分类较为复杂 通常有以下三种分类方式 按用途 主要生产厂房 辅助生产厂房 动力用 房 储存用房屋 运输 用房屋 其它 按层数 单层厂房 多层厂房 混合层次f 房 按生产状况 冷j i 工车川 热加工年阃 瞳温恒温年问 洁净1 叫 其他 特殊情况的车问 包括有爆炸町能性的车删 有大量腐蚀作用的车 白j 有防微震 高度噪声 防电磁波干扰等车间等 旧工业建筑 本文所要讨论的旧工业建筑是指那些建成于自工业革命至2 0 世纪7 8 0 年代 之问 至今仍被使用或是虽然废弃不用但其结构状况仍具有被再利用的价值的 在城市中大量存在的普通旧建筑中的工业建筑 他们曾经是与各粪工业生产息息 相关的建筑场所 包括生产用建筑物 生产辅助用建筑物 储减用建筑物和动力 驶设备j l j 建筑物等 般建成时问距今不算久远 仍在建筑的使用年限内 却因 为城市产业结构和用地结构的调整 造成建筑原有的功能 形象不适合新时期社 会发展的要求或者山于管理经营不善而被弃之不用 目前仍处于较好的物质结构 状态 2i2改造 再利用 改造是指就原有的事物加以修改或变更 使适合需要 或者从根本上改变旧 的 建立新的 使适应新的形势和需要 再利用是指在尊重历史建筑的仞始文化 及功能的条件f 实现其功能转换 使建筑物获得新生 实现建筑物机能的全面 复苏与活化 目时人们对f 日工业建筑保护的理性认识和方法已经发生转变 从单 静止的保存转变为灵活多样的再利j f j 这将推动 日工业建筑保护运础的更加广 泛而目深入地发展 2i3结构表现 所谓结构表现 就是建筑师在设计创作过程中充分挖掘结构的美学表现潜质 而小仪仗局限丁满足功能台理的需求 技术与艺术的有机变融是结构表现的主 要内涵 典体到旧d l k 建筑改造再利门j 中的结构表现 就是在安全性和实用性的 n 提下 以原有建筑结构为主要表现内容 不仅从经济层面 更耍从美学层面进 行再创作 使原本单纯满足建筑承载要求的旧工业建筑结构转变为艺术表达的重 要元素 甚至具有精神层面的意义 在 表现旧工建筑结构 这一理念指导f 深入探究如何使原有结构在丰富 n 工业建筑外部造型 提升内部空删品质上发挥 积极作用 其笈计策略包括表达原有结构受力逻辑 充分挖掘原有结构造型潜力 突显结构细部等等 理性与想象力是结构表现的两极 而建筑师对荧的直堂则是 联系曲极的媒介 2 2旧工业建筑结构类型分类 目前留存下来的旧工业建筑结构类型繁多 从结构支承方式来说可分为承重 墙结构 砌体结构 骨架承重结构 排架或框架结构1 两种 表2 l 工业建筑结构体系分类 结构类型组合方式 木结构全部或太部分承重构件用木材建造 砖柱 钢筋混凝土屋架 砖柱 钢屋架 砖石混合结构 砖柱 木屋架 砖柱 轻钢或组合屋架 装配式钢筋混凝土结构预制钢筋混凝土柱 钢筋混凝土屋架 钢结构主要承重构件全部用钢材建造 钢钢筋混凝土结构钢筋棍凝土拄 钢屋架 2 3旧工业建筑结构构成元素 丁业建筑的结构构成是一个庞大而复杂的体系 结构功能不同 所处位置也 不同 有的暴露在地l 有的分以 在地下 掘此笔者将萁分为隐敲结构和丌敞结 构两大类 隐敲结构 主要是基础 支撑厂房卜部的全部荷载 并将荷载传递到地基叶 击 起承上店卜的作用 是工业遗产建筑中的重要构件之一 其类型u j 分为独立 基础 条形基础 桩基础等 丌敞结构 柱一山柱身 又分为上拄和下柱 牛腿及柱上预埋件组成 按截面类型 形式可分为单胜柱 矩形 工字型 空心蕾杜 双肢柱 平腹朴桩 斜腹杆柱 双胺管柱 等 图2 一l a 2 1 b 2l c 2l d 幽21 b 字刑戗而枰 i 埘21 c 啦轩烈 蚶k l 割2 l d 斜腔杆舣忮拄 屋架直接承受屋面荷载和安装在屋架上的生产没备的重量 以及天窗架 等荷载 屋架和柱 屋面构件连接起来 构成整体空 日j 结构 对保障厂房整体刚 度起到重要作用 屋架按结构形式可分为三角形屋架 梯形屋架 折型屋架 拱 形屋架等 圈22 a b c 色 秽 幽2 2 a 二角掣罐架i 捌2 2 b 拱形崩架幽2 2 c 折删甩架 屋面一维护结构系统之 外墙一维护结构系统之一 由框架墙和自承墙共同组成 宙一维护结构系统之 按所处位晋可分为侧窗和天窗两种 工业建筑山 于其使川性质 生产工艺过程等采光通b l 功能的需要 恻窗的面积一般都比较大 山于侧窗兼有采光和通肛l 双重功能 凶此常常设置为部分固定 部分丌启的窗面 可丌启的部分多采用上悬 l f l 悬 下悬的丌启方式 灭窗按苴在屋面位置不同可 分为上凸式天窗 下沉式天窗和平天窗 其横断面有直角形 锯齿形 梯形 m 形和三角形等多种形式 图2 3 a b 图2 4 矩形 灭窟采光 i 2 3 a 并类犬宙j b 式 平天宦采光 n儿 u 矾1 藏ni旧 u 呲册 丝鳖 锯齿形天窖采光v 形天窗采光 倒2 3 b 再类 亡面形式 曼二显睾 缉二逆 最倒窗采光 幽2 4 再类删宙形式 高橱窗采光 结构性构筑物 具有特异形态和巨大体量特征的球罐 溶池 水塔 合成塔 冷却塔 煤气储存仓 储粮仓 冷凝塔 炉窑 水池 水渠等生产晓逝粪建筑物 以及烟囱 井架 楼梯 特种传送运输的槽 轨 管 道 楼梯等生产设施类构 筑物 24旧工业建筑结构审美特性 2 4 1 逻辑合理 生 结构是建筑的骨骼 建筑的造型 空间等都依赖于结构承托 结构规律是建 筑酷计中必须遵i j 的法则 相对于一般民用建筑 工业建筑受力学逻辑o l 结构体 系的制约与影i 删更大 结构受力性能的特殊性吊l 重要性决定了 眦建筑的再利川 必然与其结构严谨的力学特征相呼应 体现出合理性特征 张永和曾 兑 n 止建 筑本身的逻辑性和理性是非装饰性的 2 42技术精密性 l 业建筑的发展历程0 人类科技的进步紧密相连 总的束说每一阶段时期的 业建筑都代表了当时建筑技术创新及材料创新的最高水平 立足l 新村料 新 l 艺的新彤式使工业建筑的结构呈现 秩序严谨与技术精密的m 格 静类 件部 件节点则是功能化和机械化堆清晰纯净的表达 具有震撼性的技术美感 这种真 实反映时代特征的美是最j i 琮的机器美 2 43新奇特异 陛 工业生产类型的多样化造就了生产空问及生产设备的多样化 形成有别于民 用建筑的内音1 5 宁间和外观造型 例如 冷却塔拥有倒锥形体 煤气仓通常是尺度 巨大的圆柱形 偶尔呈球形 烟囱呈细长的圆柱形都呈现出极具雕塑感的几 何形态 此外 如巨大的桁架 龙门吊 铁轨 工字钢 鱼