舊工業建筑改造中的生態改造設計方法探索——以長春水文化生態園改造項目為例

徐光耀

舊建筑改造通常有兩種模式，一種是傳統形式的改造，一種是生態形式的改造。傳統改造通常采用傳統技術和材料，偏重于建筑自身的結構、形式、室內環境和設備系統的改造，關注于形式的改變。生態改造則需要根據當地的自然生態環境和氣候條件，運用生態學、建筑技術科學，采用適當的科學技術手段，合理安排并組織建筑與其他領域相關學科的關系，使建筑與當地自然生態環境成為一個有利于生物健康的有機整體。

傳統改造方式過于注重形式功能的改變，較少關注建筑與人在環境中的關系，隨著時間的累積，改造后的建筑容易被環境孤立，面臨新一輪的更新，而生態改造則以取得良好的生態效益為目標，綜合考慮了這些因素，讓建筑成為生命系統和環境系統之間的紐帶，使建筑盡可能多地發揮出有利于生態的建設性效益，減少副效應的出現，因此生態改造是成為舊工業建筑真正實現可持續發展的改造模式，是實現我國舊工業園區再生的必然途徑。

1 項目背景

位于亞泰大街與凈水路交匯處的長春水文化生態園始建于1932年，坐擁32萬方稀缺的生態綠地，自建廠起的80多年間，源源不斷地自來水從這里流向長春的千家萬戶，因其所肩負的重任，彌足珍貴的工業遺跡，成為長春供水文化的重要印記（圖1）。

圖1 項目總圖

隨著長春經濟的發展，水廠周邊的城市面貌也在不斷更新，曾經火熱的凈水廠與周邊居民和城市的發展漸行漸遠。因此在全國鼓勵城市生態有機更新的背景下，長春市政府決定加快推動凈水廠的改造工作，將其打造成為一個能夠滿足居民日益增長的休閑生活需要的城市生態公園。

2 現狀生態資源梳理

2.1 場地資源

整個生態園區地勢西高東低，最高點與最低點相差28m。場地內分成3層臺地，高低地形互相咬合，不同年代建筑則散落在這些臺地區域，與豐富的植被生態環境相互依偎融合。

水文化生態園原有80多幢建筑，其中15幢為偽滿時期歷史保護建筑，包括2個沉淀池和2個清水池。1.3萬m2臨時簡易搭建需要拆除，近3.3萬m2的建筑需要改造或修繕修復。同時，整個水文化公園在業態分布上還需要新建近10000m2的公園配套，如游客中心、公共廁所等配套用房，因此園區總建筑面積達到43000m2。保留建筑根據歷史價值、產權情況和建筑結構質量，采取不同的改造策略，分三類進行處理（圖2～4）。

圖2 結構類型分析

圖3 拆保留分析

圖4 建筑改造策略分類及改造前后對比

2.2 動植物資源

整個園區的綠化覆蓋率達到80%，植物長勢良好，是城市中難得的森林氧吧。有經過多年自然演替形成的穩定的生態植物群落和許多大規格的樹木，如紅松、油松、山丁子、梨樹等，許多松樹的胸徑達到60cm，樹齡達60～70年，而樹齡最高的一柱山丁子樹甚至達到130年。我們劃定樹徑大于10cm的樹木進行保留，并且對大樹和古樹進行登記建檔，利用民古樹結合建筑景觀打造綜合場景。同時重點劃定原生林地的區域范圍，對原有的生態林地合理保留。

通過調研，我們發現園區內共有48種類型的動物，如獸類的松鼠、刺猬，鳥類的喜鵲，兩棲類的黑斑蛙等，通過結合植被區域劃定的方式，適當修剪和新增植被作為現有動物的食物鏈來源，為廠區內的動物打造良好的棲息環境。

2.3 工業設備與廢棄建材

園區內遺留下來的工業機械設備極其豐富，團隊在進行方案設計之前，對建筑和場地內外的所有機械設備進行了詳細的調查登記，通過對機械設備的分類，采取原位保留、保護性處理和委托藝術家二次創作三種方式，讓舊機械結合建筑和景觀場地獲得新生。

3 生態資源改造的設計對策

根據對園區內建筑場地資源、動植物和設施設備資源的調查分析，結合各學科專業的意見，采用適當的科學技術手段，對園區三類建筑提出了四種不同的生態改造策略。

①最大程度地保護生態綠化資源，維持原有綠量最大化并結合改造建筑、自身場地和周邊設施設備資源進行空間的生態化有機更新。

②最大程度地尊重歷史文化遺跡，對歷史文化建筑群落進行修繕修復并結合園區生態和場地重現凈水廠文化情景。

③最大程度地激活園區現代人文活力，通過新建配套和原拆原建的功能置入，實現園區整體調性的提升和生態化的崛起。

④最大程度地利用園區遺留的工業設施設備，對這些裝置進行二次藝術加工，結合景觀場地為市民建立裝載歷史文化活力的共享空間。

4 凈水廠的生態資源再生設計

4.1 改造建筑的生態空間有機更新

園區現狀保留建筑立面材料大多以紅磚和砂漿抹灰為主，整體的改造需要統一策略和標準，但同時又需要保留不同建筑充分發揮的空間。

①統一立面材料：在最大程度保護生態資源和建筑資源的共識下，我們首先限定整個園區建筑主要立面材料不超過五種——紅磚、耐候鋼板、砂漿抹灰、鋁板和玻璃，所有坡屋頂統一采用質量較輕的鈦鋅板金屬屋面，重要廣場節點部分可局部采用新型特殊材料。

②統一節點做法：采用雙層紅磚中空的砌法，既滿足北方節能保溫的基本要求，又保留原有紅磚墻面的歷史肌理，通過對廠區內拆除老磚的回收利用，在原外墻面重新植筋做挑耳用于承托新砌紅磚的重量，形成原外墻厚度+120mm厚的紅磚外墻立面。

③統一設計界面：以控制成本和節約造價為前提，改造建筑還應將建筑的重點設計界面進行提煉，分成三個層級，有的放矢分配資源。第一層級的重要界面為面向主要廣場和公共空間的部分或者是主要出入口的部分，第二層級為較少使用的次要入口或者北立面，第三層級為現狀質量或者環境資源較好，較少利用的界面。

以第三送水車間的設計改造為例，設計上希望能對主界面的廢棄凈水池進行保護性再利用，重現沉淀池的面貌，因此設計的重點放在面對下沉式雨水花園廣場和主入口界面上，背立面則統一采用雙層紅磚外立面砌筑的方式處理，山墻面由于質量狀況良好且有濃密的爬山虎覆蓋屬于無法到達的側面，因此僅做抹灰和墻面清理（圖5～8）。引松泵站（圖9）、第六送水泵站（圖10）等均有體現。

圖5 三送南立面剖透視

圖6 三送北立面剖透視

圖7 三送入口改造實景

圖8 三送與沉淀池

圖9 引松泵站

圖10 第六送水泵站

4.2 歷史文化建筑群落的生態化重生

凈水廠園區共有11幢歷史文保建筑，其中兩個沉淀池，兩個清水池，針對這些日偽時期的建筑和裝置，也有相應的改造策略。

歷史建筑的設計原則以修復還原為主，保留其歷史風貌，保證外立面形式不變，對于具有典型和代表性并具有里程碑式意義的建筑，以原真性為原則，進行博物館似的保存。為了能保留歷史建筑的老墻肌理，通過多次材料的配比實驗，找到接近原外立面的色彩，進行施工修復。

如建成年代最久遠的第一和第二凈水車間建筑群落，在最大程度尊重歷史文化遺跡的前提下，將散落的四個房子的功能整合到一起，將其規劃為水文化博物館，同時在博物館周邊規劃歷史文化博覽區，對園區生態和場地文化進行情景再現（圖11～12）。

圖11 博物館群落改造策略分析圖

圖12 博物館群落改造鳥瞰圖

除了歷史建筑立面修復外，我們對于歷史保護遺跡的沉淀也進行了改造利用，強化場地的工業記憶。歷史博物館群落的沉淀池改造成為凈水互動樂園，利用既有通風口閘閥結合公共藝術作品形成互動型的情景空間。第三送水泵站主立面的沉淀池則被改造成為下沉式雨水花園，通過逐層跌落的雨水花園景觀，重現水凈化處理的過程，在下沉廣場內，還設置凈水互動裝置和水仗互動雕塑，增加了游人在歷史遺跡中的水文化體驗（圖13～14）。

圖14 第三送水泵站與沉淀池夜景鳥瞰

4.3 園區新建功能配套的生態化崛起

新建類型的建筑主要為生態園區內的配套用房和原拆原建的辦公用房，如現代感十足的游客中心（圖15）、公共廁所（圖16）和功能強大的立體停車場（圖17），具有年代感的紅磚建筑等，在滿足功能的前提下，因為其表皮的現代感，也賦予了園區新的活力。

圖15 游客中心

圖16 公共廁所

圖17 1#辦公樓及機械停車場

散落在園區內不同位置的新建建筑，也有相應的改造策略：①選址控制：不得破壞園區內的原生喬木和名古木，不能破壞動物的棲息地，盡量選取場地內面積較大，土方量開挖較少的空地；②體量控制：建筑高度除入口新建的眺望塔外，均不得高過廠區內改造建筑的最高點。原拆原建建筑原則上不長高，不長胖，不能破壞周邊植被和景觀。③材料適當突破：新建建筑在建筑材料方面比改造建筑有所不同，增加如干掛預制混凝土板、木材、鏡面不銹鋼等當地原生材料，當然也有一部分原拆原建建筑依然采用保留下來的紅磚、清水抹灰和耐候鋼板等傳統材料。

新建建筑通過選址控制、體量控制、材料適當突破的方式給予園區一定的新鮮感，讓千篇一色的園區有了新的現代血液和功能，形成了一道道亮麗的風景線，這些新建建筑很好地處理了與場地和生態資源的關系，在保留園區整體調性和資源的基礎上，讓游客感受到凈水廠與時俱進的樣子。

4.4 園區工業設施設備的生態化重塑

生態園在保留原有建筑工業遺跡風貌的同時，還通過與雕塑藝術家合作，融入了一些工業設施設備改造的藝術裝置供游客游玩互動，這些廢舊的機床及工業設備零件也都成為了園區別樣的風景線（圖18）。

圖18 設施設備改造利用

同時在改造施工中，拆除的建筑材料如舊紅磚、舊毛石、廢舊鋼板等在建筑立面和入口裝置處也被進行了二次利用，場地留下的樹干和枯枝也可以形成木樁景觀或者通過碎木機械打碎后鋪成碎石木屑道路（圖19）。

圖19 樹干形成木樁景觀

結語

在整個園區設計過程中，無論是改造建筑、歷史建筑或是新建建筑，設計師們自始至終都站在尊重工業歷史遺跡，尊重原生場地環境的角度，盡量保護原有工業遺跡與原生環境，做到重復利用原有材料，將原有與現在的環境結合，達到園區雖新生卻還是歷史沉淀的效果，從而真正做到對工業遺產的保護與再利用，而這也正是舊工業建筑改造中生態共生設計探索的目標。

資料來源：

圖7～10，12，14～19：水石設計；

文中其余圖片為作者自繪。