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天津大学利用技术手段，对古建筑进行监测和预防性保护 五千多年的中华文明是中华民族繁衍生息的文化血脉，也是中国人集体的精神家园。习近平总书记在十九大报告中提出，文化自信是一个国家、一个民族发展中更基本、更深沉、更持久的力量。即日起，本版推出新栏目“传统文化，创新发展”，为您讲述那些推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展的故事。 ——编 者 最近，天津大学建筑学院副教授张龙，正在为颐和园大墙五期维修工程献计献策。自从2004年读研期间加入天津大学颐和园保护团队以来，他已记不清在颐和园度过了多少日夜。 天津大学颐和园保护团队由中国古建筑学家王其亨教授带领，共十几名核心成员。在他们看来，文物建筑能够反映一个历史时期的社会生活方式、文化审美取向和科学技术水平，这些信息隐藏在建筑群整体布局、建筑内外空间、构造方式甚至建筑材料之中。 在张龙眼里，颐和园集中国古代造园艺术之大成：“我不希望游客进了颐和园，只看见昆明湖、万寿山和佛香阁等静态的遗产，而是能和颐和园开展一场跨时空对话，倾听她讲述自己的故事。” 编制保护规划，厘清了颐和园在不同时代的格局变化 颐和园始建于公元1750年，1860年被英法联军焚毁，1886年原址重修。当时的海军总理衙门总理大臣、光绪皇帝生父奕公式奏请修缮，此后颐和园在内外交困的晚清得以逐步修缮。 张龙介绍，天津大学和颐和园的合作始于1957年的古建筑测绘实习，收录相关成果的《清代御苑撷英》至今仍饮誉学界。2004年王其亨教授组建了颐和园保护科研团队，为颐和园提供全面的测绘、研究、保护规划、修缮设计、遗产监测等工作。2006年团队承担了颐和园文物保护规划的编制工作，规划团队厘清了颐和园在不同时代的格局变化。2014年，双方签署了文化遗产保护合作协议。 颐和园的宫殿园林建筑大致3000余间。为了采集信息，天津大学团队利用全球定位、三维激光扫描、低空信息采集、建筑信息模型技术，完成了全园95%以上古建筑的数字化测绘工作，绘制图纸3500余幅，同时还进行了隐蔽部位信息记录。 颐和园东宫门内的清外务部公所是清政府处理对外事务的办公地，其主体建筑将中式建筑的大屋顶外观与西式的现代三角屋架结构结合起来，在保留中式建筑形式的基础上，实现了西式建筑内部空间轩敞巨大的使用功能。设计团队在勘察过程中发现使用者因担心屋架坍塌而在中部添加柱子辅助支撑，而这样恰恰破坏了原有三角屋架的受力设计。团队提出保留原有构件，下弦杆增设钢拉杆与原有钢拉杆相连的保护方案，恢复了原有的大空间，也为后期再利用提供了便利。设计方案还获得了2015年全国优秀工程勘察设计（传统建筑类）二等奖。 多学科合作，从抢救性保护逐步转向预防性保护 修缮是延续文物建筑寿命的手段，通过科学监测，发现问题，找出危害因素，提前采取措施，避免文物建筑遭受破坏。在这一思路下，天津大学逐渐形成了一支由建筑历史、建筑技术、工程测量、地震工程、岩土、材料、计算机图形图像、光纤传感、低空遥感等多学科合作的科研团队，开展了诸如德和园大戏楼、石舫、清外务部公所变形监测，德和园大戏楼振动监测，长廊彩画监测，颐和园微环境监测、水土流失监测，为促进颐和园从抢救性保护逐步向预防性保护转变做出了有益尝试。 矗立在昆明湖畔的德和园大戏楼是清代三大戏楼之一。团队研究发现，该建筑群观演部分（戏楼、看戏殿、看戏廊）最初的设计方案竟是圆明园中最大的戏园——同乐园的“翻版”。当时的设计者把同乐园观演部分整体“搬”到了颐和园，却因地形合不上，将庭院、看戏廊、看戏楼等进行等比放大，而大戏楼因结构复杂则“照搬”。圆明园同乐园戏楼已经荡然无存，而德和园大戏楼如今依然气势恢弘。 德和园是我国最重要的声学建筑遗产之一，也是当年慈禧太后听戏的场所。2011年大修时，如何保证声学的原真性是个关键问题。天津大学建筑学院副教授刘刚等对德和园进行了全面的声学测试。他们通过混响时间、声场不均匀度和脉冲响应的分析，发现其完全符合现代声学理论对戏曲艺术表演的需求。 原来，工匠们利用纤薄的木质门窗来吸声，通过梁、柱、斗拱、雀替多尺度构件保证声音均匀扩散，通过架空的舞台和木质地板搭建了舞台“共鸣腔”。天津大学团队通过史料研究和声学仿真推演，还原了曾经被拆改的看戏廊原貌。修缮结束后，团队成员一起仿照古代匠人的声学营造技艺，把德和园东廊庑内建成了我国首个古建筑声学科技体验展室，并为颐和园量身定做了一套虚拟现实平台和程序。“游客可以在此体验当年慈禧太后或王公大臣在大戏楼听戏的情景，还可以通过程序虚拟改变大戏楼的建筑构件和声学条件。”张龙说。 颐和园长廊的枋梁上有彩画8000多幅，号称世界上最大油饰彩画基因库。2014年，管理处发现一件怪事：长廊某亭子一侧彩画的退色、粉化速度相对另一侧突然加快，却找不到原因。刘刚领衔成立了颐和园长廊彩画课题组，他们通过微环境测试发现两侧彩画受到的光照辐射明显不同，进而发现原因来自昆明湖面对光线的镜面反射，经过和园方确认，才知道这里原来种植的几棵可以遮阳的树木在一次修缮中被移走了。课题组提出了光环境修复设计建议，成功“结案”。 通过夜晚景观照明手段，让颐和园融入城市夜景 张灯夜游曾经是古代园林中一项极富情趣的活动。颐和园白天游客量已接近饱和，她在夜晚该不该亮起来呢？ 2004年，天津大学建筑学院建筑技术科学研究所与北京市颐和园管理处合作的《颐和园古典园林夜景照明技术研究》在北京市科委立项，这是我国对古典园林夜景照明技术进行科学研究投入最大的一个项目，牵头人是刘刚的导师、当时的建筑技术科学研究所所长马剑教授。“通过夜晚景观照明的手段，可以使颐和园融入现代城市夜景环境。”马剑说。 人工照明会不会破坏古建筑并危及园林周边的生态环境？当时国内外对该类课题研究几属空白。“在进行夜景照明时，要以保护遗产和环境为前提，在不破坏遗产和环境的基础上进行科学、绿色、生态的夜景照明。”课题组认为。 课题组为此在实验里采用不同光源、光谱和光强对古建筑照明的重要载体——油饰彩画试块进行了多周期长时间的照射实验，根据统计结果对选用灯具种类、照射时间、照射角度给出了建议和标准。 同时，作为“北京绿肺”，颐和园生态环境丰富，动植物种类繁多。据相关报道记录，北京现有雨燕3000余只，近2000只住在颐和园，而且很大一部分集中在廓如亭中。“光是鸟类判断昼夜和日常活动的依据，人工光源设置确实会对雨燕造成干扰”，刘刚说， “我们持续做了一周甚至一个迁徙季的小剂量刺激干扰实验和替代物种实验，发现雨燕需要在暗环境下休息，照度超过10勒克斯就会产生躁动。基于此，课题组不建议在廓如亭的内梁、斗拱上设置光源照射。” 2008年颐和园终于以亮丽的夜景风貌为民众增添了夜游京城一景，也成为世界上生态保护性照明的一个典范。 历经沧桑的颐和园，还隐藏着很多传奇。德和园大戏楼可以实现类似现代升降舞台的效果，菩萨、天兵天将上下场可以从天井进出，妖怪、龙宫水族则从地井上台，地井里安装有喷水设备，还能制造“水帘洞”的效果；大戏楼听戏廊原有个侧门，门外是悬空的高台，却并没有台阶通往地面，陪同听戏的大臣若中途通过侧门“溜走”，必须要给台下等候着的太监“好处”，踩着太监才能下到地面…… 这些隐藏的传奇，一个个被天津大学的团队挖掘了出来并展现在世人面前，颐和园的故事因此更加丰富。（本报记者朱虹） (责任编辑：admin) |