結合數字化技術的古建筑保護探究
——以齊齊哈爾龍沙公園古建筑為例

李揚，王銳，劉平 （齊齊哈爾大學建筑與土木工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

1 引言

古建筑是不可移動文物中存世數量最多，占比最大的文物類型。目前，全國重點文物保護單位中古建筑總數已達2160處，包括了中國古建筑的各種類型，真實鮮明地體現了中國建筑的特色。古建筑不僅體現了東方古典建筑獨有的藝術魅力，更重要的是承載著一整套完善的營造技藝和建筑理念。通過解讀古建筑蘊含的歷史文化信息，并將之融入歷史、文化和社會研究之中，將會產生更大的學術價值和社會價值。林林總總的古建筑遺產作為歷史文化和建筑藝術的縮影，對于現在城市規劃與建設來說，無疑是一項十分重要的課題。對其進行現代化保護也就尤為重要且迫在眉睫。本文將對齊齊哈爾市龍沙公園古建筑保護進行研究探索，對保護和利用齊齊哈爾市的歷史性文物提出一些可行性措施。

2 龍沙公園的古建筑情況分析

龍沙公園始建于清光緒三十年間（1904年），建成于1907年，是黑龍江省建立最早的公園，因當時利用城西南部倉庫基址，故稱倉西公園，俗稱西花園，1917年改稱龍沙公園。因詩人李白“將軍分虎竹，戰士臥龍沙”之句而得名。到1950年，經歷挖湖堆島，植樹建橋，龍沙公園才有了現在的模樣。迄今為止，歷經116年，見證齊齊哈爾這座城市的風雨滄桑。古建筑本身更是歷史文化傳承的有力實證，其歷史意義不言而喻。

2.1 象鼻亭

象鼻亭又稱象亭（圖1象鼻亭）。建于1907年，位于龍沙公園東北角。是龍沙公園建園時原址、原貌保留至今的唯一古亭，作為龍沙公園的原始建筑，上百年風吹雨淋，使其早已與龍沙公園融為一體，歷經公園的跌宕起伏，硝煙鼙鼓。使其見證了整個城市的興衰榮辱，更新發展。

圖1 象鼻亭

象鼻亭是鐵蓋五角單檐，有五個瓶形柱亭，亭角檐板雕為象頭，又突顯長象鼻子，因而又稱象亭。象鼻亭是磚砌結構，屋面由鋼瓦組成，設計頗為簡單，為了滿足飛檐的需要，設計了一層斗木共，僅用了一根木頭，并將其雕刻成鼻子長長的象頭并用紅白藍等顏色幾何圖案加以裝飾，生動活潑。外階下設有兩個石獅，母獅脖子是光的，不施螺髻，雌雄分明，雄獅的螺髻雕成不對稱的“人”字。憨憨乎乎，活靈活現。象鼻亭現今已經修繕一新，修繕后的象鼻亭飛檐翹角，灰瓦白欄。以嶄新的姿態接待游人。

2.2 關帝廟

關帝廟又稱武廟、老爺廟、關公廟（圖2關帝廟）。始建于乾隆四年(1739年)。后經嘉慶二十三年(1818年)、道光四十年(1860年)、民國二十一年(1932年)進行幾次修繕。1980年至1985年，齊齊哈爾市政府再次重修此廟，將“關帝廟”更名為“關公廟”。早年齊齊哈爾也有不少的關帝廟，但保留至今的唯有龍沙公園內僅存的一座，與百年老園相偎相依，觀風物人文，看世間百態。使其更具歷史保護研究價值。

圖2 關帝廟

關帝廟是一組清代建筑群，坐北朝南為四進殿宇。有正殿，前后殿，東西配殿及山門。執事殿與正殿之間有設計精巧帶有須彌座的香亭，均為傳統磚木結構。營建手法主要采用了卜奎地方建筑模式。修葺后的關帝廟由正殿，東西配殿和廟門三部分組成。正殿高10m，殿頂為三輔頂式。正脊為透龍式，脊飾正面二龍戲珠，背面丹鳳朝陽，兩側為龍吻。前后殿為卷棚頂，中間為懸山頂，兩側主墻上方飾有精美的石雕，飛檐的彩梁上裝點著草龍、花卉等傳統風格的圖案。格窗上部為形格漏窗，下部是雕刻精細的云彩圖案。殿內的梁、柱、門、窗皆為木質，無一根鐵釘的痕跡。各殿宇的建筑彩畫融入了官式彩畫和地方彩畫，而且引入了部分外來繪畫元素。為研究關外清代地方建筑手法與建筑彩畫的營造關系、研究分期斷代等學術領域提供了彌足珍貴的實物資料，具有很強的研究價值。

為了保護關帝廟，政府于1985年修繕，一直保護至今。修建了山門三間，供接待游客和休息之用。又建兩座鐘鼓樓，青磚封墻和鑲嵌了各式漏窗，與整個殿宇相輝映。

2.3 望江樓

1908年周樹模繼任黑龍江巡撫。請張朝墉主持擴建公園，將土山頂部一亭子命名為“未雨亭”。取未雨綢繆之意。1930年“未雨亭”將原來的草亭改建為磚石結構，更名為“望江樓”（圖3望江樓）。1950及1979年進行了兩次修繕。1987年，被齊齊哈爾政府列為市級重點文物保護單位。歷年來不少文人志士，愛國英才在此樓留下了歷史痕跡。具有超高文化藝術價值。

圖3 望江樓

望江樓是一座古典園林樓閣。亭頂為四角飛檐，內設石階、石墻、石梯和屏風等。之前為草木結構，1930年將草亭改建為磚木結構四柱歇山式亭樓，四面各有一個拱型門洞，內有樓梯可登高至頂。望江樓于1987年被齊齊哈爾市政府列為市級重點文物保護單位。在研究其歷史價值的同時，保護原始風貌。

2.4 壽公祠

在1928年中共早期黨員、畫家韓樂然任龍沙公園監理時期，修建了紀念壽山將軍的壽公祠，又名壽山將軍祠（圖4壽公祠）。壽公祠是于1987年在原址上重新修建，基本保留了其原有的建筑風格。1980年9月，壽公祠被定為市級文物保護單位。1986年12月，壽公祠被定為省級文物保護單位。

圖4 壽公祠

壽公祠有12間殿宇，為青磚灰瓦二進式院落，由前殿，后殿，東西廂房和山門等部分組成，前殿和后殿每殿均有三間，它的中式傳統建筑風格是現存最為典型的，且建筑形式均采用了古建筑中最普通的形式——硬山建筑。

2.5 黑龍江省圖書館

1930年建成的黑龍江省圖書館，老百姓俗稱“藏書樓”（圖5黑龍江省圖書館）。由德國工程師馬克斯設計，據傳是仿北京故宮里建福宮的延春閣而建。于當年十月份建成并開館，定名為“黑龍江省圖書館”在1931年舉行盛大的落成典禮。這個造型別致的三層小樓，現已成為歷史文化的小船，載著百年的知識與傳承。

圖5 黑龍江省圖書館

圖書館是一座中西合璧宮殿式的仿古建筑，造型別致，為三層框架磚木結構。其中半地下一層，地上兩層。為重檐歇山式建筑。其外觀為重檐歇山的三層樓房，仿照了北京故宮“延春閣”的樣式。樓頂覆以綠色琉璃瓦，樓脊以龍頭吞脊雕塑為飾，樓檐四角以象頭雕塑為飾，象鼻微卷，惟妙惟肖。樓宇四周修建環形墨綠色外廊，白色檐柱配以五彩檐柱。門窗皆為紫檀色花格，古色古香。整個建筑氣宇軒昂，中西方風格很好的融合其間。圖書館也被列為省級文物保護單位。

龍沙公園內古建筑除上述近年被重新修繕與列為文物保護單位外，暫無其他有效保護措施，雖然修繕了建筑外表，但卻沒有建立一套完善可行的保護措施，用來確保古建筑可以長時間地保留其建筑形式，鑄造手法與傳統工藝。

3 龍沙公園內古建筑檔案數字化建設的因素分析

3.1 內部因素

對于古建筑的保護與管理，要綜合各項因素建立一個完善的管理制度，用科學地管理方法，對古建筑保護利用及研究傳承有著至關重要地作用和意義。

3.1.1 長期有效保存古建筑檔案

如何減少時間因素帶來的損失是古建筑保護課題的難中之難，要想使古建筑藝術，建造手法能夠為后人所研究學習，必須有一個整體完善的保護體系，可以長期有效地保存下去。將數字化建設運用到古建筑保存中去，電子建檔正好可以解決這一難題。

古建筑檔案數字化建設可以改變以往紙質書籍保存容易出現的破損，老舊，遺失等問題，數字化建設就是將實體建筑圖像、大小、信息等進行虛擬化，數字化保存。通過計算機來保存，將圖片、文字、視頻等儲存歸檔、建檔后，可以清晰地了解建筑年限、形式、功能，以及三維技術進行展示，不受時間限制。

3.1.2 科學的保護與修復古建筑

無論是古建筑保護還是修繕，現今的技術水平與方法都會對古建筑造成一定的損傷。在修復過程中往往需要現場勘探，測量。既消耗人力資源，也對財力資源造成一定的浪費。由于無法預估古建筑內部破舊老化程度，盲目修繕也會造成古建筑的二次傷害。

利用數字化建設建檔，我們可以根據錄入，清楚地知道每一個建筑細部具體情況，并且模擬其修復后狀態，了解每一部分后，針對其主要問題進行專業化、具體化的分析修復。科學的保護和修繕古建筑。

3.1.3 加速古建筑研究進程

數字化建設提高了古建筑檔案建設的工作效率，減少了檔案管理的很多麻煩。為古建筑修復提供了全面的數據信息。存有精確度高，清晰準確的照片信息，以及歷年古建筑修復的技術手法，傳統工藝。在未來古建筑研究保存方面也起到了推動性作用。有了計算機存檔保存的建筑信息，為古建筑的保護、更新、延續及后人研究及傳承中國傳統建筑文化，走出中華建筑文化的現實發展之路，將發揮不可替代地作用。

3.2 外部因素

古建筑數字化建檔是未來各個城市保護歷史文化單位的必然走向，在科學技術高速發展的今天，城市高樓聳立的時代，古建筑作為歷史文化的實體體現，不能淹沒在歷史洪流之中，而應該作為古人智慧文化的象征，時刻激勵后人，傳承文化。在今社會自然因素頻現，數字化建檔保護更是勢在必行。

3.2.1 展示提升城市文化形象的需求

齊齊哈爾作為歷史文化名城，歷史資源豐富，文化異彩紛呈，其市級以上的文物保護單位就有196處，省級文物保護單位也為數不少。有著如此底蘊的歷史名城，對其內的古建筑修繕保護措施，更應走在時間的前沿，提升古城形象，保護傳承文化記憶。

3.2.2 突出古建筑歷史地位與價值

古建筑作為歷史的瑰寶，傳承著無數能工巧匠的建造記憶，更見證了城市的興衰榮辱。是歷史的鏡子，對后人研究歷史，保護文明，傳承文化起著不可替代的作用。而一個城市的古建筑，更是與這個城市息息相關，承載著上百年的風風雨雨。齊齊哈爾龍沙公園內的古建筑經歷了硝煙彌漫的戰亂，見證著舉步維艱地發展。對他們進行更為有效更為安全的數字化建檔保護勢在必行。

3.2.3 國家對古建筑的重視

近年，國家對于古建筑，古文物等歷史文化遺產的保護措施日益增強，全國已經有5058處重點文物保護單位，對古建筑保護也越來越重視，積極響應國家號召，保護歷史文化遺產也是我們每一個公民應盡之責。

4 結合數字化進行保護

數字化建模技術的發展就為古建筑資料的保存提供了一種有效的保障。由于數字化技術可以完整地保存古建筑的信息資料，建筑的各部分都會有詳細的數據記錄，因此，他將對古建筑保護與修復起到積極地作用。同時在古建筑的保護中引入數字化技術，獲取的資料對于古建筑的修復、復原研究，不僅可以積極有效地推進研究的深入，而且還將為修復利用提供最有利的支持。我們數字化建檔保護可以錄入龍沙公園內古建筑的每一個細部組織，材料，質地，屋頂樣式，構建形式，歷年修復手法，建造經驗，建筑三維實體模型。利用現代計算機網絡，結合數字化對古建筑進行保護。

4.1 龍沙公園古建筑現存檔案情況

由于一直沒有一套完整有效地保護體系，古建筑檔案保存情況一直不容樂觀，古建筑材料丟失眾多，導致齊齊哈爾市城建史中有很多地方存在空白。數字化建檔保護機制可以長期高效地保存古建筑信息與文化記憶，填補這一領域的空白。

4.2 結合數字化建檔實施

在古建筑保護中，重要的工作之一就是對原始建筑資料的保存，近年來我國政府大力弘揚和傳承優秀傳統文化，對傳統文化的重視度越來越高。而古建筑均具有重大歷史意義，也是當時的歷史文化和傳統工藝的體現。黨的十八大以來，國家要求提升文物保護水平，因此古建筑的保護已經由傳統的保護方式轉變為數字化保護，這也是古建筑保護的一種發展趨勢。古建筑基本信息模型可以攜帶和記錄古建筑的歷史信息和工程信息，古建筑基本信息模型的建立主要分為以下幾個步驟。

4.2.1 基本信息收集

古建筑保護的重要內容是古建筑的修繕，而古建筑的測繪和勘察是為古建筑修繕提供最基礎的數據和資料，是古建筑修繕的重要依據。以壽公祠為例，根據實際測繪和勘察記錄，記錄壽公祠（圖6平面圖）的基礎數據信息，壽公祠占地面積為16506㎡，分門殿、前殿、后殿以及東西廂房，共12間殿堂組成，為青磚灰瓦二進式建筑。將軍殿和三代殿建筑形式相同，均為3間單檐硬山頂式建筑。將軍殿有壽山畫像、部分遺物及生平事跡介紹；后殿原有壽山父親富明阿畫像，但現已遺失，如今放置一尊高2.4m的壽山將軍金身泥質塑像。

圖6 平面圖

4.2.2 二維資料

通過二維平面圖對古建筑各部分有更細致的記錄，運用一些測繪手段再結合前期收集的各種基本資料信息，得到二維層面上古建筑的所有信息。以壽公祠為例，通過繪圖軟件得出二維圖像，對保存古建筑的細節、更全面的信息有很大幫助，也為后期的三維影響提供基礎。

院落起始為門殿。門殿（圖7門殿）面闊為9.3m，進深為7.2m，總建筑面積為66.96 m。門殿的中間設有門洞，兩邊設有門房，建筑的左右兩邊各有三根明柱，柱頭沒有斗拱，直接連接檐柱。屋頂采用硬山頂的形式，建筑下部建有厚厚的臺基，以此來體現處壽公祠的肅穆、莊重。在門洞的中間，有一對朱紅色的對開木制板門，且前后的門均為板門。門楣中間掛有一塊燙金匾額，上面寫著“壽公祠”。在板門的兩側各有坎頭格扇窗。建筑殿內的梁、柱、檁、椽都以彩繪裝點。建筑的屋頂，由一條正脊，四個垂直脊和兩個斜坡組成。在每一個垂獸前都有龍、鳳、獅三個脊獸。屋頂是由筒瓦和青色板瓦兩種瓦片的相互形成。屋檐由以獸面瓦裝飾和壽字滴水組成。山墻的兩端墀頭鑲嵌有浮雕的花磚。臺基是由臺階和臺明組成，臺階兩側沒有欄桿。兩側的山墻均是磚墻，南北墻是檻墻。

圖7 門殿

壽公祠的前殿（圖8前殿）為單檐硬山式建筑，前殿門前有2通碑刻，左側是“眉峰殉難碑”，右側是“記事碑”。左側的“眉峰殉難碑”現存碑身和碑座，右側的“記事碑”只存碑座。前殿面闊9.3m，進深7.2m，建筑面積66.96m。殿頂垂獸前塑有龍、鳳、獅、海馬、天馬五個脊獸。前殿正面有承托挑梁檐枋檁及屋架的4根檐柱，檐柱頂端有起到增加承托，減小凈跨，同時具有裝飾作用的雀替，它其實是像斗的形狀的木塊墊。兩側的山墻兩端有鑲有浮雕花磚的墀頭。靠近兩山墻有一半被砌在墻中四根柱子，柱下是鼓形的花崗巖礎石。前殿的門均是隔扇門且檐下設有可擋風避雨進深2m的殿廊。殿內前檐墻為木質結構的仿清裝飾，兩盡端各為四抹格扇窗。中央為四抹扇門。

圖8 前殿

東西廂房（圖9東西廂房）位于門殿與前殿中軸線兩側，對稱布置，建筑樣式相同。面闊9.8m，進深5.1m。建筑為單檐硬山卷棚頂屋頂，山墻中部采用五出五進砌法，兩端鑲有雕花磚，后墻是用青磚砌成的封后檐墻。山墻上下有用水泥塑成，蝙蝠、喜鵲、鯉魚、蜻蜒、梅花、荷花、佛手、葫蘆的花紋圖案。墻兩端檐下的墀頭部鑲有雕花磚。檐柱一半砌在墻里一半外露，兩盡端在坎頭墻上置有上扇為工字格，下扇為燈籠框的闌檻鉤窗。中間為四抹格扇門，門上格心、裙板彩繪的圖案，現在還依稀可見。

圖9 東西廂房

后殿也稱壽公殿（圖10后殿），后殿屋頂正脊和四條垂脊上均鑲有吻獸，垂脊上的吻獸有兩種，分別是垂脊獸和走獸。垂脊獸是為了防止垂脊上的瓦間下滑，起固定屋脊的作用。壽公殿每條垂脊上有6個走獸，從下至上分別是騎鳳仙人、龍、鳳、獅、海馬、天馬。宮殿正面有四根支撐屋檐的檐柱，檐柱下的是像覆盆形狀的柱礎。前檐墻是木質結構的仿清裝飾。兩端是四抹格扇窗，中間是四抹格扇門，門、窗格心及裙板都繪有如意云紋圖案。后檐墻與東西廂房做法相同，殿檐下有磚砌額枋斗拱。殿頂以方磚砌脊，正脊中央有一寶瓶，瓶身塑有卷云紋，瓶下為須彌寶座，寶瓶內插有鐵制三叉脊裝飾。臺階為垂帶踏跺，無欄桿。殿前栽有二棵杜松。殿內中部偏北處塑有2.4m高的壽山將軍，身著鎧甲，手執寶劍的雕像。

圖10 后殿

4.2.3 三維資料應用

詳細的建筑信息模型，可以為后期修繕保護的各參與方提供信息共享，使得各參與方在古建筑修復、重建等實際工作中管理更加協調，提高各專業的管理效率。古建筑三維模型也為后期的修復提供幫助，為古建筑修繕與重建等保護提供精確依據，把古建筑信息體現在模型中，實現模型與信息的統一，為古建筑的修葺與重建，提供古建筑修繕內容、構件修繕技術、精細的尺寸、材料、色彩等信息，也可以虛擬殘損嚴重瀕臨坍塌亟需修繕的搶救性保護工程。通過對模型的信息管理，可以降低各參與方在古建筑保護過程中的成本、工期等，而且能優化修繕方案減少人為因素對古建筑造成破壞和提高古建筑防火工作效率（圖11）。

圖11 建筑信息模型

它可以傳播古建筑的藝術和科學價值，使人們自覺地提高古建筑的保護意識，并為不同領域的人士提供相應的研究數據，為他們的研究工作提供方便的渠道。例如，根據構件中的物理信息，分析古建筑的受力狀況，模擬古建筑的抗震性，為研究現代建筑的抗震性能，提供思路和參考方法，構件中包含的歷史信息也可以為考古研究提供依據。

5 總結

古建筑作為見證歷史的實物證件，值得我們永遠保留其記憶文化，發揚傳承并進行創新。古建筑保護這條路依然是滿布荊棘，但作為中國兒女，為祖國建設，文化保護，技藝傳承應該義不容辭，在科學技術高速發展的今天，古建筑保護修復與計算機結合已成必然趨勢，未來古建筑發展必然形式大好，文化記憶薪火相傳，我們制作保留的電子檔案，不僅是為文物提供了多一層保障，也是為未來不可限量的可能性打下根基。