深度揭秘！中国建筑学首个国家科技进步大奖的东大智慧！
晓东
晓南，你听说了吗，东大获建筑学领域首个国家科技成果一等奖啦！(点击查看）
当然啦，我一直在关注，是《中国城镇建筑遗产多尺度保护理论、关键技术及应用》项目！
晓南
晓东
据说这个项目不仅有技术创新的科学内涵，还十分的重视历史文化遗产保护和传承呢！
对的！今天，我们就来详细了解一下这个项目背后的故事吧！
晓南
近日，王建国院士、崔愷院士领衔，由东南大学、中国建筑设计研究院、中国城市规划设计研究院、故宫博物院、中科院遥感与数字地球所、中建八局和浙江大学共同完成的《中国城镇建筑遗产多尺度保护理论、关键技术及应用》项目荣获国家科技进步奖一等奖，这是我国建筑学领域首次产生国家科技进步奖一等奖。
科技进步奖通常注重奖励在科学技术本体方面的创新贡献。与之略有不同的是，《中国城镇建筑遗产多尺度保护理论、关键技术及应用》，既有技术创新的科学内涵，又体现了党和国家日益重视历史文化遗产保护和传承的重大关切。
城市发展永远都是“进行时”
城市总是面临着新生与衰亡、保护与发展的双重挑战。一方面，城市总是处在新陈代谢的现代化发展进程中。另一方面，历史文化传承也必须坚守，这是民族身份认同的大事。诚如王建国院士所言，项目主要解决两个问题。一是寻找建筑文化在当今时代背景下的多尺度的整体传承路径，二是处理好保护和发展的关系。他说：
城镇建筑遗产是文化遗产的重要组成部分。城镇建筑遗产构成了真实的人居环境，这是我们今天能够体验的中华文化中最重要的组成部分之一。如何处理保护、传承、发展之间的关系，是我们首先要解决的问题。
由于城镇建筑遗产具有多尺度连续、本体复杂广泛和环境多样的特性，因此，揭示城镇建筑遗产科学保护的内在机理、建构多尺度整体保护理论和方法，就成为世界各国共同面临的重大挑战和技术难题。
王建国院士认为，从学理上来说，城市大多是拼贴渐进生长的。拼贴城市像一幅油画一样，一笔一笔按照理想人居的目标不断叠加或者修改，一直都是“进行时”，永远没有完成态。因此，可以将城镇建筑遗产保护看成在生命体演进过程中对某种生存状态的日常运维、正向介入和科学管理，目的是“延年益寿”，日久弥新。
一般来说，建筑遗产价值评价通常有三个方面——历史价值、科技价值和美学价值。大约20年前，王建国在国家自然科学基金重点项目研究中，提出广义的建筑遗产概念，在原有基础上又加入了社会价值和适应性再利用的价值，建筑遗产范围扩大到1980年代以前建的、今天仍然具有改造再利用价值的建筑。
所谓“多尺度”，就是要把城镇、街区、建筑单体看成一个有机整体，在保护方式上则可区别对待。对于已经定级的建筑本体保护，可以直接把它当作博物馆凝冻起来保护或利用。在这一点上，历史文化街区就有所不同。例如，全国历史城市中有大量街区和普通民居老房子，还有很多居民在那里生活，在对其进行保护的时候，单单保护物质空间和建筑形态是不够的，还要保护那个地区的迭代发展的社会生活环境和场所文化价值。
到了城市层面，情况就更复杂了。王建国院士说：“现在的城市不可能不盖高层建筑。我们能做的就是合理保持并引导城市形态增长的年轮梯度、处理好保护、传承、扬弃、发展之间的关系。”
对于像云南大理、平遥、同里、乌镇等这样面积不太大、一般在5平方公里以内、适合步行和慢行交通的城镇，可以进行整体的保护留存，甚至可以做到“原汁原味”。但大城市就不一样了，南京城墙内42平方公里土地，北京二环以内是62平方公里，对这样的历史城市，要考虑的情况就变得非常复杂。对于大多数城市来说， 城市既需要保护传承历史文化，也要有现代城市必须具有的功能和人口集聚度，必然也要有新的高大体量建筑。
我们应该在城市中阅读出时间岁月时而流逝、时而凝冻的建筑遗产见证物，历史传承与现代化交相辉映，既要传承文化，做好今天，也要拥抱未来。
要解得了乡愁，也要看得见未来
项目组认为，由于过去几十年城市建设主要由经济导向决定，因而大规模拆毁了我们的老城。今天进入了一个新型城镇化阶段，我们在城市里应该在遗产价值判定基础上，提倡“应保尽保”。但是也不能说一座新房子都不能盖。换句话说，不是城市里所有的老建筑都要“一刀切”地保存下来。每个城市的各个历史时期都有具有代表性的、见证重要历史事件的重要建筑以及相关的历史环境。这些建筑和环境，毫无疑问要留下来。
比如说城市里的第一个电厂、第一个自来水厂、见证近现代革命历史的建筑及载体环境等，项目团队就主张把这些重要历史建筑及相关的环境脉络整体保存下来。让人们通过历史城市、历史街区、历史建筑触摸到城市的历史，感受到城市发展中可歌可泣、承载记忆、生动鲜活的“岁月留痕”的历史信息。
在这一方面，项目完成人王建国、崔愷、赵中枢、朱光亚、陈薇、董卫等专家团队完成了许多成功实践案例。特别是崔愷院士的“本土建筑”设计理论和方法，从历史文化和场地环境要素中分析提取关键信息作为“地脉代码”，从当代使用需求提取“时态代码”，有效保护和展示历史城镇景观及建筑遗产本体。他主持完成的鸿山遗址博物馆被国家文物局认定是“中国长江以南规模最大、馆内展线和展陈手段最科学合理且最具创意、与周边自然环境结合得最好的遗址类博物馆。”
王建国院士指着一幅“城市之树”的手绘图举例说明：
假定我们将这棵大树比拟成是北京老城，树底下的土地就是中华文化沃土、加之京畿腹地、长城拱卫、燕山屏障、运河水系和西山水系，这些就构成了北京历史城市这棵大树的生长环境；以紫禁城为代表的国家级建筑群；日月天地等祭祀坛庙、衙署、商业、国子监构成的古城公共建筑等；作为城市基底大面积基底的合院住宅片区分别构成了北京古城这棵参天大树的主干、加上运河、永定河、潮白河、西山水系、什刹海、北海和中南海水系等，共同融合成为北京城镇建筑遗产生生不息、世代相传的人类自然生命体。
为什么要多尺度保护？因为对于树的各个部分来说，无论是主干、次干、枝干还是树叶，其内在生长和新陈代谢的机理是相通的，经脉相连、血液相通。只是由于尺度效应，保护主干、枝干、树叶的具体目标、方法和技术是不同的。
对于本体的建筑，我们要研究建筑的“延年益寿”，考虑结构耐久性和补强修复技术、房屋材料的退化机理，并对其进行必要的“治小病，防大病”的预防性干预和保护等。对于历史文化街区和建筑群，尺度就不一样了，我们还要考虑当代人的使用，必须把活态的社会状态纳入保护对象。到了城市这个级别，要考虑的就更多，甚至包括城市在全球范围内的竞争力。
以南京为例，我们首先要要保护的是“钟山龙蟠、石城虎踞”的城市山水格局和都城空间结构，南京不管怎么变，城市的格局不能变。古城格局和秦淮河的关系不能变，历史街区的风貌要保持相对完整性和渐进优化的特征。比如，夫子庙、门东、门西保持明清以来直至五六十年代的建筑风格，但是不能让一个城市里到处都是明清时期的风貌，近现代南京城市发展中一些代表性的商业建筑、文化建筑、工业建筑、公共住宅也需要纳入保护和适应性再利用的对象。
项目团队在这方面先后完成了北京老城总体城市设计、南京总体城市设计、南京明故宫保护规划、南京愚园风景名胜设施恢复和复建、扬州东关历史文化街区保护规划、泉州历史文化街区中山路的整治等重要项目。
让“西湖十景”360度“无死角”
“西湖十景”是大多数中国人心目中梦寐以求的天堂。素有“三面云山一面城”的美誉。西湖申报世界文化遗产的前夕，王建国院士团队参与了西湖东岸景观提升相关的规划设计工作。
他说：
总体看，西湖景观一直保护得不错，随着城市化进程，东岸城市建筑越盖越高、越盖越大，先前的风景面临观览尺度的挑战。以往人们关注的多是历史观景点的静态观览效果，或者是在苏堤、白堤等有限的路径上移动时的视觉景观审美问题。而在现实中，游客常常需要‘水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇’的水上观赏。
如何让泛舟西湖这个动态场景更具美感，这是团队要考虑的问题。要解决这个问题，首先要解决的是动态随机视点跟静态景观的关系问题。
为此，王建国团队创造性地将GPS技术与风景观览艺术结合起来，通过概率趋近原理把西湖的湖面视点跟东岸城市建筑景观的关系作了一次诊断，初步解决了西湖观览城市的景色分级概率分布问题。
他将西湖地图打上了方格网，把每个交叉点都用GPS定位。然后租了小船，在每个交叉点上拍西湖城市界面的全景照片，然后将几千张照片的观感评级打分，并用极好、好、一般、差、极差这五个形容词级差将所有照片分级，再把获得相同评价的点连起来，这些线被称作“等视线”。接下来，王建国院士又对西湖的游船路线进行了研究，发现先前游线中能看到景色很好的地方，但也有少数景色一般、甚至比较差的地方，于是，他建议有关部门按照“等视线”研究成果重新规划游船线路。
据规划局同志介绍，天气晴好的时候，在西湖能够看到10公里之外钱江新城的高层建筑，而团队几次调研时并没有看到，这时他想到这里面会不会有个与气象条件有关的概率问题，于是动议到气象局购买了过去3年杭州市的空气能见度资料开展研究。经研究发现，3年内平均每年大约有五十几天能从西湖看到十公里之外的建筑，有七十几天能看到七至八公里外的建筑。在此基础上，王建国团队画出一个杭州市高层建筑和西湖能见度关系的分析图以期为后面的景观提升和杭州城市建设提供参考，成果还获得两项国家发明专利。
经典的视觉研究也需要拓展使用。对于西湖中观景不佳的区域，怎么办？团队对此想到了“一叶障目，不见泰山”及“近大远小”的视觉美学原理。王建国提出，在景观视线观感不好的地方能否尝试做生态浮岛，生态浮岛由不会影响水力学条件的空腔浮筒做成，上面垒土作栽植景观。因为西湖景观遗产本身就是“东方山水的自然典范、灵秀婉约的审美典范”，同时也是“千年营筑的人工典范，公众活动的场所典范”，适度的人工正向干预对于西湖景观提升应该是可行的。
判断一个地方能不能建高层
不能简单用“放气球”的方法
城市历史风貌保护中建筑高度如何管控引导一直是一个科学难题。以往对于城市中的新建建筑，判断在敏感地带能不能盖高层建筑，经常采用的是“放气球+专家和领导主观评价”的方法。这种方法实际上存在视点有限、视线有限、判断因人而异及决策个体认知偏差过大的问题。为此，项目团队在近二十年的具体实践中，反复尝试、实验并最后成功运用了基于城市用地属性数字化分析的设计手段，最终团队比较科学地解决了历史城市建筑高度的科学认知和规划管控的难题并获得相关国家发明专利。
在王建国院士看来，城市的发展是一个综合而复杂的问题，城市的建筑布局和建筑高度呈现有其内在的经济、社会、交通、文化、景观和美学等成因。很明显，城市用地属性中有些条件促使盖高层，有些条件则限制盖高层，其中拟建高层建筑的城市用地属性的综合分析是关键，不能光靠局部因素和主观人为决定。
2003年，团队在国内首次使用地理信息系统（GIS）基于用地的区位、交通可达性、景观敏感度、地价等属性做了南京老城的建筑高度管控研究，但当时计算机算力有限，算不了太多和太复杂的东西，所以完成的是基于759个规划地块的建筑高度的计算数值，成果使用时仍然存在实用精度不够的问题。但是，城市规划管理毕竟第一次有了高层建筑管控的底线思维方式和数据库成果。
2015年，王建国院士团队再次应邀研究老城的建筑高度管控，通过对5569个产权地块的地块性质、地块规模、轨道交通、历史风貌、绿地和地价因子综合分析和基于相似性的迭代计算，粗算出每个地块建议的建筑高度，同时，将计算结果与常规城市设计的社会、人文、美学要求相互验证和校核，最后联合南京规划院控规编制团队，形成了高精度的南京老城建筑高度的管控指引的数据库成果。这一方法后来运用在广州、沈阳、镇江、常州等总体城市设计建筑高度规划中，并获得国家发明专利。
事实上，城市作为一个生命体的人居聚落总是一直发展的，规模越长越大、建筑越长越高、功能越来越复杂，这其实是历史的宿命。我们不能简单把发展与保护对立起来，两院院士吴良镛先生曾经说过，历史城市应该做到保护传承和积极创造相结合，城市中新建建筑应该积极运用崔愷院士提出的“本土设计”原理，积极将历史信息和环境代码融入到新建筑的设计语言中，从而获得历史城市和建筑遗产的有机传承和代际递进。
项目成果支撑主要来源于几个方面。一个是国家自然科学基金重点项目“中国城镇建筑遗产适应性保护和利用的理论和方法”和科技部“十二五科技支撑计划项目”的研究成果，成果曾分别获教育部科技进步奖一等奖和华夏建设科学技术奖一等奖，二是崔愷院士的《本土设计》、朱光亚教授的《建筑遗产保护学》、赵中枢等专家牵头主编的《历史文化名城保护规划标准》、陈薇教授主持的南京金陵大报恩寺遗址保护规划以及故宫太和殿修缮工程、南京长江大桥公路桥维修文物保护、缅甸的妙乌古城-宫城片区保护规划等对本项目成果均做出了重要贡献。
深耕细作
解决古建聚落保护中的“一揽子”问题
历史文化街区保护再生是城镇建筑遗产多尺度保护中一个承上启下的层次内容。为此，对全国多座城市开展了针对性的科技攻关和工程实践研究，研发了面向街区-建筑多尺度保护对象评价优选的“动态决策支持系统”（DDSS）和城镇建筑遗产多尺度保护的全新工作流程。
例如，在宜兴市丁蜀古南街历史街区保护再生案例中，项目组针对街区房屋年久失修、设施缺失、风貌杂乱、文化传承失控的现状，开展了近20年的持续科研攻关，先后研发了针对街区风貌整体性的性能化规划设计方法、针对民居建筑的联体-共生结构保护技术、物理环境改善、砖木建筑与设备系统一体化设计等系列创新技术；制定了古南街传统民居建筑的改造导则供居民自主的建筑环境改造参考；通过轻介入、微更新和逶迤前行的更新模式，整体复兴了该街区明清以来延续的紫砂工艺传承，成为中国历史街区中物质遗产与非物质文化遗产保护相得益彰、历史保护与社会发展共赢的典型范例。该项目先后获得了亚洲建筑师协会历史遗产保护奖和国内相关的重要奖项，以及国家发明专利、维修施工工法等成果，前年还应邀参加了国际建协（UIA）建筑展。
建筑是凝固的音乐
王院士团队多年来深耕细作
用多把尺子丈量建筑遗产
创造出美妙的乐章
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配图摄影｜杭添 陈可心 申泽宇
文字｜唐瑭
编辑｜朱楚宁
为多把尺子丈量建筑遗产的王院士团队
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