“既有建筑外立面改造”的思考和研究

一、“既有建筑外立面改造”的研究背景


2015年2月28日，广州市城市更新局正式挂牌成立；2015年9月12日，深圳城市更新局成立。城市更新局的成立，开创了国家中心城市以更新改造推进城市可持续发展的新路径，探索建立城市低效存量建设用地盘活利用的新机制。


在2015年北京既有建筑改造产业研讨会上，住建部林峰副主任表示：“既有建筑改造已然成为城市建设过程中的一个重要问题。”


我们知道，在世界发达国家，基本上都经历过这么三个阶段的建筑建设：a、大规模新建；b、新建与维修改造同步；c、重点转向旧建筑的维修改造。从20世纪70年代起，欧洲就开始特别的重视，旧建筑的保护、改造和再利用。国内的建筑，同样也在经历或即将经历这三个阶段。






建筑是城市的史书，记载了城市的文化和历史，承载了人们对过去的追忆，是社会、经济、文化发展的产物。随着社会的经济不断发展，物质需求的不断提高，人们对建筑的功能、外观需求，变得越来越高。


建筑外立面逐渐呈现出多样化，它不再是传统意义上的“一层皮”。作为连接和转换建筑内、外空间的媒介，在很大程度上，都影响着建筑外观、空间功能以及城市界面。


在建筑立面全寿命管理中，改造是很重要的一个部分。在各种不同的改造方法中，外立面改造，因其迅速而有效的建筑改造效果得到了大范围的应用。









目前国内比较多的问题是，因为种种外界条件的制约，建筑外立面改造大多都会遵循着“低造价、低技术、工期短”的特点，这种快捷低成本的立面改造方式，在既有建筑改造实践中被大量复制并应用着。


比如下图中2006年开始实施的连云港中山东路一条街的建筑改造（P3，P4），考虑当时政府资金预算的限制，以及当时决策层的规划改造目标，这条街所有的建筑改造多数聚焦于外立面的实体翻新，并外增装饰造型。而在业主和使用者关注的节能隔热、隔声降噪方面呢，做的还不够多。










然而这样的立面改造方式同样也会带来一些负面影响，比如：


1、对原有建筑表皮的损坏；


2、或是对原有建筑风格的扭曲等等；


3、虽然经改造后外表皮恍若新生，但却让原有建筑的风貌荡然无存。


三、“既有建筑外立面改造”的实施理念：


正如大家所了解的，我国许多城市，都存在着大批具有保留价值的既有建筑。在这些建筑不能做到正常的经营运转的时候，就需要通过设计对其改造，实现功能与经济价值的转移，从而达到延续建筑历史与文脉的目的。


立面改造不仅要求尊重历史，同时也需要在建筑与环境变换中，注入新的生命力，达到新旧协调共存的目的。






3.1、案例之一：上海“南市发电厂”改造


1897年的“南市发电厂”亮起了上海第一盏灯泡，从此上海出现了“夜上海”的景象。


百年风雨之后，2010年世博会期间，南市发电厂被改造为 “城市未来馆”，后改建为上海当代艺术博物馆。2012年10月1日，修缮一新的上海当代艺术博物馆正式对公众开放；














此类建筑，身份不断的转变，实现了建筑生命的不断延续，也实现了对原有资源的可持续利用。这是建筑自身的变化，但从某种意义上来说，同时也是一种新生。在保留历史旧有记忆，延续原来场所精神的同时，也满足了建筑物新的功能要求。


3.2、案例之二：南京1912街区的前世今生


民国时期的南京城，聚集着最显赫的政界要人和学术大家，是中西文化交会之地，建筑、社会风尚都带着中西合璧的味道。






“南京1912”的设计风格，与附近的民国总统府遗址建筑群，总体风貌保持一致，体现的是民国建筑的精神。






在建筑外观上，大多数改造修缮后建筑，门窗做了节能处理，补充了一些广告招牌。


毫无修饰与浮华的青砖既是墙体，又是外部装饰，烟灰色的墙面上，勾勒了白色的砖缝，除此之外很少其他修饰。


3.3、案例之三：北京的菊儿胡同项目


菊儿胡同位于北京东城区的西北部，这是一处充满历史文化色彩的地方。


按照老一辈大师们的说法，北京那些老城文化中最能沉淀下来的部分都以建筑的形式呈现在这里。比如说，菊儿胡同内3、5、7号院是清直隶总督大学士荣禄的府邸。







上世纪90年代初，菊儿胡同以旧城改造试点的身份引起过全北京，乃至全世界的重视。


两院院士、著名建筑学与城市规划大师吴良镛主持的新四合院设计。这组建筑群的设计，得到过“联合国人居奖”等奖项和赞誉。






新四合院在建筑用色上，则是基本沿袭了传统，通过灰瓦白墙、基座处理和细部处理等手法，取得和周边四舍院和谐、统一的风格，谦逊但很有活力。而顶层的玻璃阳光屋又能告诉人们这是现代的产物。


四、“既有建筑外立面改造”的方式方法：


建筑外立面的改造，往往是在原有建筑立面的条件下，通过像构图、比例、材质、形式等设计手段，来达到改造的目的。既有建筑全生命周期的管理，要么维持、要么改造、要么拆除。而在建筑外立面改造中，具体表现形式为两种：第一，采用对比法则，强调新旧分离以达到对话历史的效果;第二，采用相似法则，模糊新旧界限以达到再现历史的效果。


在这两种表现形式中，材料的选取、色彩的选择以及现代化技术的应用等都发挥着很大的作用。


4.1、材料的选择


材料是建筑外立面的重要组成元素，其物理性以及对人的感官影响，都直接影响着建筑改造后的效果。






无论是运用旧材料的还原维护，还是在原有的基础上应用新材料，其目的都是为了用合适的材料重现旧建筑的活力。


大部分时候旧建筑的原材料是可以被循环利用的，这是节资资源、可持续发展的良好途径，较好地延续了既有建筑的历史文脉和建筑风貌。
但由于能循环再利用的原材料有限，往往无法满足需求。


因此，在往往需要引入新材料。新材料的运用扩大了表皮改造的自由性，也增加了改造的多样性，通过新材料的引入，可以令新旧表皮融为一体。






4.2、色彩的选择


在既有建筑的改造实践中，色彩作为建筑立面最突出的表达元素，真实地反映着新旧表皮之间的相互关系。（相近和对比的原则）


下图中意大利拉奎拉的彩虹礼堂（P30~31），这个项目的改造完全是自然的因素导致的，在2009年的意大利地震之后，当地的管理机构重新启动了礼堂的重建。






礼堂选用落叶松木板作为外立面和地面材料，用云杉木制作箱型桁架结构。每块木板都刷上了好看的颜色，似乎是让城市重新燃起生机。


木材作为可再生的环保能源的同时，也能更好地与周围的石墙形成自然融合。同时，实施单位为了抵消用于建造的木材损耗，建筑建成后将在基地上栽种200棵树木 。


而另外一个项目德国美因茨犹太人社区的教堂建筑（P30~31）改造呢，则主要是因为当地人口的增加，原来的教堂不能满足功能需要，因此要扩建。


建筑的外立面由绿色的玻璃瓷砖组成，可以反映周围环境，还能显示出多彩变化的光线。






4.3、现代化技术的利用


建筑立面是建筑与外界环境进行能量与物质交换的介质，为了降低建筑的能源消耗，外立面改造已成为优化建筑性能的有效方式。


从生态的角度讲，大自然是主要的能源供给者。目前很多绿色建筑以太阳能作能源，我们可以运用这些生态低能耗、环保可持续的建筑表皮改造，这是未来既有建筑改造发展的一个必然趋势。


另一方面，智能化的建筑表皮改造，可以做出针对环境变化的智能调整，以最小的能源消耗维持建筑内部的舒适环境。


下图中这个爱沙尼亚塔林的NO99稻草剧院（P34~35），尽管它是一个临时建筑，但建筑师还是希望能体现出一些环保可持续的理念。这个建筑的外立面采用漆黑的稻草来进行装饰，突出可持续材料生命循环的象征意义。






而位于马来西亚槟城的HOHO主题精品酒店（P36~38）则是另外一种风格。原建筑是已有35年历史的旧办公楼，建筑师在改造中，最大限度的保留了建筑原有的结构与空间，外部以全新的钢结构框架覆裹，植物蜿蜒生长缠绕钢架;智能化的新风和温度调节系统，使得酒店环境非常舒适。






五、影响“既有建筑外立面生命周期管理”的四个重要因素：


作为立面表皮，他是连接建筑内外空间的媒介，它一方面要满足建筑内部的功能要求，而另一方面要反映外部建筑形态，从而更好地与周边建筑协调，更好地适应外部环境的需要。


因此，建筑立面的生命周期管理，会受到诸多方面的因素影响，这些因素大致包括：建筑功能、建筑结构、建筑所处的地域环境以及当时当地的经济技术条件等等。






5.1、功能因素


理论上，建筑的使用功能是建筑中起决定作用的因素之一。


功能决定了建筑的属性，功能不同的建筑往往需要有着不同的形态特征和建筑语言环境。功能发生变化的旧建筑，依靠立面调整提供了新生的机会。


位于法国Morzine的一个“蜗牛特色居室”，是一个建立于1826年的古老的农舍，它在2012年被改造成为一个奢华的租借别墅。






这个别墅设计翻新的挑战，在于要保持这些原有木制外层包裹层，同时又让阳光透射而入。因此做了木质镂空，在木板上雕刻出很多的带孔区域。拆分出不同的功能区间，住宿、厨房、餐厅等位置的所有的外门窗都做了完全的功能性调整。


5.2、结构因素


结构体系对于建筑来说就好比人体的骨骼，它是建筑最基础的部分，也是建筑中最不易更改的部分。我们现在所进行的建筑改造大部分是在原有建筑结构的基础上进行，既使功能发生改变，结构仍然保持不变。


这是烟台莱阳的市中心的某幢烂尾办公楼项目（P44~48），之前整整空置10年了。


在这个15000㎡的钢筋混凝土建筑中，设计师在不改变原有结构柱网的前提下，将八个居住楼层分割成了三种，共244户的居住单元，然后把尺度不一、功能各异的公共空间穿插其间。






为了消化建筑平面中不适合居住的区域，设计师在各个楼层设计了一些公共露台，这也为住户们提供了一些功能性极强的活动空间。


立面装饰方面，设计师在较低楼层的阳台部分，专门增加了一层穿孔钢板，希望尽可能弱化喧嚣的街道对于私人生活空间的干扰。


5.3、经济技术因素


在大部分情况下，既有建筑改造再利用项目大都比新建项目投资低。但是，在旧建筑改造过程中，经济条件对建筑改造有着重大的影响，尤其是在一些技术要求较高的表皮改造项目中，经济的影响尤为明显。






这是一座韩国一座好几十年的砖房改造项目。考虑到项目本身的预算控制，实际上设计师有很多非常棒的设想都没法实现。






这个项目的外立面改造基本单元，是由87块黑色不锈钢组成的，这已经是业主能够接受的最大的一笔材料投资预算了。


尽管改造方案中高昂价格的材料尽可能被减少使用，但是设计师在立面上非常新颖的采用了15000种几何图案的四面体，这些四面体将原有的砌体墙包裹起来。


红色韩式屋顶瓦和砖块。百叶窗和石材交替变换，考虑方案的落地性，设计师将LED照明单元嵌入上方的百叶窗中，尽可能的避免灯具外露。


5.4、地域环境因素


大家知道，建筑和我们所在的环境是一种部分与整体的关系，而既有建筑被历史赋予的地域性，既是文化价值所在，也是特点，同时这又是改造中不可回避的难点。很多建筑师朋友告诉我，如何与地域历史文化建立联系，是改造和设计环节中非常重要的内容。


杭州白塔公园，位于老复兴路，毗邻钱塘江边，被认为是西湖文化遗产的实证。


公园内的这个古一宏红茶馆，为了和地域文化以及历史底蕴相吻合，在设计手法上没有过多的修饰，整体简洁、清秀、同时却处处散发着属于传统文化的底气和神韵。







建筑的墙面层叠造型是以宜兴地貌为原型，格栅作为本次设计主要考虑的元素，设计师意图让东方禅意得到更好的体现。竹制实木条排列在空间中随处可见，配合特殊工艺处理的大块面白墙以及人造水景。


六、结束语


“用尊重原建筑历史的态度，去诠释延续生命周期的既有建筑!”


既有建筑不管是生命周期的延续，还是立面改造发展，这既影响着既有建筑的内、外空间，同时也影响着城市的界立面。


在既有建筑全生命周期日渐受到重视的今天，建筑立面管理中的改造，将开始建立起一种与原建筑全新的组合形态与关系模式。


本文使用的部分项目案例由建筑师朋友提供，在既有建筑改造和全生命周期管理的研究中，也参考了很多业内同仁的观点和意见。在此一并感谢。


作为专业工程咨询顾问，我们非常愿意和业主、建筑师以及所有有志于此的工程师们一道，在尊重既有建筑的前提下，摒弃单纯的形式，回归原有建筑的本体，将材料、构造、功能、技术等多种因素归入研究领域，继而设计创造出与原建筑形态良好匹配的新建筑立面形式。