催化劑理論下既有公共建筑改造綜合效應(yīng)評價研究

董旭，張姍姍，張欣宇/DONG Xu， ZHANG Shanshan， ZHANG Xinyu

催化劑理論下既有公共建筑改造綜合效應(yīng)評價研究

董旭，張姍姍，張欣宇/DONG Xu， ZHANG Shanshan， ZHANG Xinyu

本文通過對經(jīng)典城市規(guī)劃領(lǐng)域的城市催化劑理論的分析，結(jié)合實際工程案例，探索和研究既有公共建筑改造在城市發(fā)展視域下的多重綜合效應(yīng)。由于傳統(tǒng)建筑理論中對于建筑改造的研究和分析都集中于建筑本體范疇，而改造行為本身所產(chǎn)生的附加影響往往是與本體研究同等重要的。本研究將視角著眼于城市層面的目的在于將既有公共建筑改造與城市發(fā)展相聯(lián)系，并在多重綜合效應(yīng)的基礎(chǔ)上提出了既有公共建筑改造“AEF”綜合效應(yīng)評價矩陣和評價體系模型，用以改造方案在城市角度的評價和比較分析。

城市催化理論，公共建筑改造，綜合效應(yīng)

建筑“改造”時代的來臨。目前，我國既有公共建筑面積已經(jīng)超過600億平方米，并且正在以每年超過20億平方米的增長速度持續(xù)增加（圖 1），其中公共建筑占較大比例（圖 2）。

這些建筑在幾十年使用期間，在功能、設(shè)備、供應(yīng)等諸多方面都漸漸出現(xiàn)問題，由于技術(shù)手段和重視的不足，導(dǎo)致了大量建筑的拆除或廢棄，造成了大量資源損耗的同時也對城市歷史、建筑遺產(chǎn)造成了不可恢復(fù)的損失，為了使大量既有公共建筑更好更長遠(yuǎn)地發(fā)揮功能，改善既存現(xiàn)狀和保留城市風(fēng)貌。城市建設(shè)開始由大量建造轉(zhuǎn)為保護(hù)性的更新改造。

1　城市催化劑理論的解析與評述

城市催化的設(shè)計思想開始于1960年代，最初紐約的一些規(guī)劃師開始傾向于將城市設(shè)計作為一種政策看待，巴奈特（Jonathan Barnett）提出了“設(shè)計城市而不是設(shè)計建筑”的經(jīng)典規(guī)劃理念， “城市設(shè)計并不是預(yù)先勾勒出20年后的發(fā)展形態(tài)，而是日常的決定，點滴積累的結(jié)果”［1］。他認(rèn)為城市形態(tài)的混亂發(fā)展是個別決策造成的，大量建筑在設(shè)計中遵循個別決策，缺乏相互協(xié)調(diào)，沒有充分考慮周邊關(guān)系，造成了必然混亂，所以設(shè)計者需協(xié)調(diào)多個方面注重整體發(fā)展和綜合影響。

城市催化理論認(rèn)為新要素（催化劑）的引入會激起區(qū)域內(nèi)原有存在的響應(yīng)，催化效應(yīng)還會提升現(xiàn)存要素的價值，是對舊要素的完善和補充。此外催化設(shè)計并無固定模式，而是與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)進(jìn)而豐富城市內(nèi)涵。在城市催化理論下，依托傳統(tǒng)演變的城市形態(tài)已經(jīng)不能適應(yīng)目前我國的快速城市化環(huán)境，城市設(shè)計對遠(yuǎn)期的發(fā)展預(yù)期已經(jīng)不能適應(yīng)城市本身的發(fā)展，催化理論注重城市發(fā)展的相關(guān)過程、要素之間的相互作用和連鎖反應(yīng)，以及內(nèi)部的協(xié)調(diào)性。意在實現(xiàn)城市形態(tài)和發(fā)展的連續(xù)性。

2　催化理論在既有公共建筑改造設(shè)計中的宏觀作用效應(yīng)

建筑作為催化劑的客觀物質(zhì)載體，“建筑改造催化”成為城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，2002年美國學(xué)者斯登伯格（Ernest Stemberg）從建筑設(shè)計角度出發(fā)，提出研究建筑催化的理論依據(jù)和必要性。他認(rèn)為：“建筑催化的成功在于對社會和經(jīng)濟(jì)活動的激發(fā)?！保?］一個開發(fā)項目的引入帶來大量的人群，那么就會刺激區(qū)域提供更多的交通空間，滿足新的需求。建筑改造中城市催化理論與思想突破了物質(zhì)空間規(guī)劃對建筑空間形態(tài)的過分關(guān)注，注重發(fā)展的階段和過程，重新審視建筑與城市的互動關(guān)聯(lián)（圖3）。

通過對城市催化劑理論的脈絡(luò)梳理可以看出在城市發(fā)展階段，建筑設(shè)計成為物質(zhì)實體基礎(chǔ)，而建筑師和規(guī)劃師則承擔(dān)著建筑設(shè)計的社會使命。交互影響可以證實建筑改造具有的多重效應(yīng)，反觀現(xiàn)行理論中建筑改造的研究和分析都集中于建筑本體范疇，而城市催化理論闡明了改造行為本身所產(chǎn)生的附加影響的重要性。催化理論的引入將公共建筑改造的關(guān)注領(lǐng)域擴(kuò)展，本文在催化理論的基礎(chǔ)上將建筑改造的關(guān)注層級由宏觀到微觀劃分為3個方面：城市與區(qū)域、街道與建筑、認(rèn)知與價值。通過對國內(nèi)外成功案例的統(tǒng)計分析進(jìn)一步解析3個層面的現(xiàn)實需求和功能意義。

2.1城市與區(qū)域?qū)用?/p>

建筑改造與城市發(fā)展存在著緊密的聯(lián)系，脫離城市控制的設(shè)計將會造成有限的不可再生資源的錯誤導(dǎo)向，直至再次閑置和拆除。在調(diào)研的98個案例中建筑改造后功能都發(fā)生轉(zhuǎn)變（圖4），其中31.63%的建筑進(jìn)行了附屬功能的增加和完善，68.37%的建筑則是徹底改變了原使用功能。尤其是在周邊服務(wù)設(shè)施不完善的情況下建筑功能均發(fā)生了改變。

可以看出既有公共建筑在功能適宜程度方面充分結(jié)合城市周邊區(qū)域的發(fā)展需求。遵循城市發(fā)展導(dǎo)向，其中交通運輸類建筑、倉儲類建筑和商業(yè)建筑功能不適宜的占比巨大，原因在于隨著城市的發(fā)展，城市規(guī)劃部門開始發(fā)揮協(xié)調(diào)作用，制定相應(yīng)的規(guī)劃發(fā)展方案，因此區(qū)域的用地性質(zhì)和發(fā)展方向?qū)l(fā)生變化。原有的建筑功能也會出現(xiàn)與城市發(fā)展新需求之間的脫節(jié)，功能的改變就成為改造的必然前提和基礎(chǔ)。城市功能空間的擴(kuò)展成為改造的重要目標(biāo)。以美國的圣迭戈當(dāng)代美術(shù)館為例，原有城市區(qū)域內(nèi)交通樞紐的位置位于城市邊緣區(qū)，隨著城市的不斷擴(kuò)張，交通樞紐的位置逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘泻诵膮^(qū)，金融辦公和居住建筑的大量建設(shè)使得原有建筑面臨環(huán)境和功能問題，為了發(fā)揮既有公共建筑的價值，設(shè)計師將火車站改造為當(dāng)代藝術(shù)博物館，提供展覽和藝術(shù)創(chuàng)作場地，為城市區(qū)域發(fā)展提供了輔助功能，通過提升自身的吸引力進(jìn)而提高周邊區(qū)域的居住、辦公品質(zhì)，同時吸引大量的藝術(shù)家和創(chuàng)作人員進(jìn)駐又帶來新的就業(yè)并刺激消費。這說明建筑改造在充分結(jié)合城市發(fā)展與需求的前提下，合理科學(xué)地制定發(fā)展方向，其改造后效應(yīng)將會實現(xiàn)超越本體建筑的多重收益。

1中國建筑行業(yè)總投資建筑面積（億m2）1）

2建筑面積分布表1）

2.2街道與建筑層面

建筑與城市發(fā)展屬于宏觀尺度的研究，西方城市再生理論中指出城市的發(fā)展在于提升而非更替。也說明建筑改造在城市發(fā)展中的必要性，而建筑與街區(qū)則有著密不可分的關(guān)系。既有公共建筑的更新改造不應(yīng)是對原有街區(qū)肌理的破壞，而是對舊有空間的再次激活。因此，改造需要充分考慮到街區(qū)既存現(xiàn)狀。既有公共建筑改造對街區(qū)協(xié)調(diào)主要分為兩個層面，一是客觀物質(zhì)層面的尺度協(xié)調(diào)，二是主觀需求層面的軟實力提升。

在尺度協(xié)調(diào)層面，主要考慮改造建筑與街區(qū)空間的契合與協(xié)調(diào)，這包括建筑與街區(qū)的尺度關(guān)系、沿街界面的建筑序列、街區(qū)空間的層次變化、建筑風(fēng)格的協(xié)調(diào)統(tǒng)一4個方面。以上海北站街道社區(qū)文化中心為例（圖5），建筑充分結(jié)合周邊建筑尺度，北側(cè)為多層居住區(qū)，因此立面通過分層處理手法弱化了建筑突兀的體量感，南側(cè)為新建高層，則采用豎向構(gòu)建與高層需求比例觀感上的一致性。界面處理上，建筑北側(cè)適當(dāng)降低與原有低矮的居住建筑形成交接過渡，南側(cè)也適當(dāng)降低開放十字路口的視線空間。改造后高低變化的建筑體量也豐富了街區(qū)的層次變化和空間感受。風(fēng)格協(xié)調(diào)方面，改造建筑的顏色考慮到與周邊灰磚砌筑建筑的統(tǒng)一，采用了淺灰色木材。運用建筑豎向構(gòu)件的疏密產(chǎn)生變化，為建筑增加了時代特色視線對比中的統(tǒng)一。街區(qū)軟實力提升層面，主要考慮改造建筑對街區(qū)場景特質(zhì)的塑造、街區(qū)空間吸引力以及區(qū)域的內(nèi)聚性3個方面。根據(jù)統(tǒng)計分析可以看出67.96%的既有公共建筑改造對街區(qū)產(chǎn)生極大影響，甚至帶動區(qū)域價值提升。同時，建筑的民眾記憶在建筑改造中占有重要的地位，僅有6.21%的建筑與歷史民眾記憶無關(guān)。以法國的圣納澤爾軍事基地為例，原有建筑為船體檢修庫房，具有典型的民眾記憶屬性和史料價值，設(shè)計師將廢棄建筑改造為娛樂、餐飲和展覽功能，這使得荒廢的碼頭和街區(qū)引入大量人流，區(qū)域吸引力大幅度提升，通過適度的內(nèi)部改造保留原有建筑風(fēng)貌，極大地保留了區(qū)域場景原始風(fēng)貌，新功能為周邊區(qū)域提供了街區(qū)生活內(nèi)容的擴(kuò)充，因此區(qū)域的內(nèi)聚性也通過建筑的再利用得到了保證。

2.3認(rèn)知與價值層面

既有公共建筑改造之初，都需要對建筑價值進(jìn)行客觀的評估，而建筑領(lǐng)域內(nèi)對建筑價值的評估多集中于結(jié)構(gòu)安全，建筑風(fēng)格等顯性要素，城市催化理論注重對城市價值的提升，同時要求建筑與區(qū)域的協(xié)調(diào)性，這就為建筑價值評價提出了新的視角，即對城市發(fā)展歷史和歷時背景的關(guān)注。

由于既有公共建筑建造年代跨度較大，形態(tài)各異各具特色，其中涵蓋了大量的歷史信息和地域文化特色，對建筑認(rèn)知與價值層面的研究是為了避免改造過程中的不可逆損失。對于認(rèn)知與價值的評價主要分為3個方面：一是對建筑歷史性與歷時性的評價；二是對建筑風(fēng)格價值的評價；三是對民眾記憶與審美的評價。在歷史性與歷時性評價方面將對建筑初始價值、歷史事件關(guān)聯(lián)、民眾生活記憶聯(lián)想、社會審美形態(tài)4個主要內(nèi)容進(jìn)行評估。

在建筑風(fēng)格價值方面是對建筑風(fēng)格、建筑材料、典型建筑語匯的分析。在案例統(tǒng)計中建筑具有典型性的風(fēng)格占比55.1%（圖6），其中具有典型性風(fēng)格的建筑中98.15%的建筑在改造中遵循歷史，55.56%能夠做到改造與保留的對比統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。通過對案例風(fēng)格與民眾記憶的關(guān)系圖可以看出，典型建筑風(fēng)格與民眾記憶的密切關(guān)聯(lián)。以無錫北倉門設(shè)計為例，改造設(shè)計方案充分尊重典型建筑風(fēng)格，風(fēng)格的保留保證了民眾記憶的傳承延續(xù)，社會認(rèn)知和文化記憶的分析，使得改造活動不僅僅是單純地再利用，更是在綜合多種制約條件下的整體協(xié)調(diào)重塑。居民的參與和介入將建筑自身的歷史承載意義得以發(fā)揮和延續(xù)。場景與建筑的結(jié)合又完整地表現(xiàn)出城市文化和生活的真實。

3　既有公共建筑改造綜合效應(yīng)萃取與評價矩陣建立

從城市自身發(fā)展的角度來看，任何科學(xué)、有效的具體措施都會具有促進(jìn)城市發(fā)展的積極效應(yīng)，本文將這種效應(yīng)分為3種：環(huán)境效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效應(yīng)。

環(huán)境效應(yīng)：既有公共建筑改造是城市再生的物質(zhì)載體，是刺激城市積極發(fā)展的“點”，公共建筑的改造再利用無論是從功能還是從資源節(jié)約都具有極強(qiáng)的實踐價值，此外公共建筑改造再利用還會進(jìn)一步刺激城市交通系統(tǒng)的完善和配套建設(shè)實現(xiàn)城市可達(dá)的“線”的激發(fā)效應(yīng)。日本著名建筑師蘆原信義從建筑學(xué)的角度看城市空間，從“有屋頂”和“沒屋頂”的基礎(chǔ)上提出了“外部空間”的概念［3］，作為城市公共空間的“外部空間”成為與建筑本體密不可分的組成部分。

3城市催化劑理論脈絡(luò)圖

4建筑功能變化與城市現(xiàn)狀關(guān)系圖（a）建筑類型與功能改造程度圖（b）

5上海北站街道社區(qū)文化中心（圖片來源：http://t.zhulong. com/u101/worksdetail4439644.html）

6建筑風(fēng)格與改造風(fēng)格民眾記憶關(guān)系圖

7既有公共建筑改造綜合效應(yīng)AEF矩陣

經(jīng)濟(jì)效應(yīng)：較之新建，既有公共建筑的改造在投資和建設(shè)時間上有著明顯的優(yōu)勢。此外，英國社會學(xué)家邁克·費瑟斯通（Mike Featherstone）［4］提出了“消費文化理論”，他認(rèn)為后工業(yè)時代的主要特征就是對文化的消費。因此，公共建筑所具有的文化承載力和獨有價值也通過再利用積極實現(xiàn)資本化，如提高周邊地段價值、吸引外來投資、創(chuàng)造就業(yè)崗位、刺激消費和保證人力資源等。

社會效應(yīng)：城市的發(fā)展其本質(zhì)在于社會的進(jìn)步與發(fā)展，建筑改造和再利用是保留街區(qū)多樣性和適用性的積極有效措施，既可以保證街區(qū)在城市需求層面的功能多樣性，又保留了社會審美層面的形式多樣性。在此基礎(chǔ)上，還會帶來社區(qū)凝聚力提升、城市文化特征強(qiáng)化、社會設(shè)施完善擴(kuò)充等多重社會效應(yīng)。

既有公共建筑改造綜合效應(yīng)矩陣的建立。通過城市催化理論的研究可以看出既有公共建筑改造的設(shè)計視域突破原有建筑本體的概念融入了宏觀城市尺度的3個層面：城市與區(qū)域、街區(qū)與建筑、認(rèn)知與價值。

在城市與區(qū)域?qū)用?，結(jié)合案例分析可以得出改造方案設(shè)計定位即建筑功能的控制因素為：城市發(fā)展導(dǎo)向的控制、城市功能空間擴(kuò)展、居民就業(yè)與收入。在街區(qū)與建筑層面則需要實現(xiàn)的控制因素為：建筑與街區(qū)空間契合、街區(qū)特質(zhì)強(qiáng)化與完善、街區(qū)吸引力與內(nèi)聚性。在認(rèn)知與價值層面提取的控制因素包括：歷史性與歷時性價值、典型建筑風(fēng)格價值、民眾記憶與審美。綜合上述分析，結(jié)合既有公共建筑改造效應(yīng)的分析，本文建立了綜合改造的分析矩陣（圖9）。通過矩陣的建立可以看出既有公共建筑改造的綜合效應(yīng)與研究層次存在著緊密的關(guān)聯(lián)，環(huán)境效益更為強(qiáng)調(diào)街區(qū)與建筑的協(xié)調(diào)關(guān)系，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)則重視城市與區(qū)域發(fā)展關(guān)系，社會效應(yīng)是對建筑本體認(rèn)知與價值的發(fā)掘。研究在矩陣關(guān)系的基礎(chǔ)上建立了既有公共建筑改造方案的綜合效應(yīng)評價（表1）。

基于評價體系的矩陣建立。以準(zhǔn)則一中的城市與區(qū)域協(xié)調(diào)為例，在一層次下有3個相應(yīng)的二級準(zhǔn)則層，作為評價的影響因素。分別是城市發(fā)展導(dǎo)向控制、城市功能空間擴(kuò)展和居民就業(yè)與收入對準(zhǔn)則層二的3個變量進(jìn)行兩兩對比，得出相對于標(biāo)準(zhǔn)層一的層次關(guān)系對比矩陣

通過上述的評價體系最終將會得出12個完全比較矩陣。比較矩陣再通過問卷調(diào)查和專家打分，對每一項評價內(nèi)容進(jìn)行權(quán)重分析，問卷和專家打分則是采用了層次分析法的9級打分規(guī)則，通過對39位建筑設(shè)計和城市規(guī)劃專家進(jìn)行的問卷給定最終的結(jié)果。

對于評價體系的權(quán)向量計算，通過專家問卷的結(jié)果統(tǒng)計得出評價體系權(quán)重判斷的基本信息，再結(jié)合專家打分的結(jié)果對矩陣A的每一個向量值進(jìn)行歸一化處理，便得到了針對矩陣A的最大特征根。根據(jù)根特性數(shù)值在計算矩陣的一致性，最終以保證數(shù)據(jù)的真實有效。對于權(quán)向量的計算和確定。結(jié)合AHP的向量計算結(jié)果再經(jīng)過判斷矩陣的一致性檢驗計算合格后，得出對于評價要素的數(shù)據(jù)結(jié)果，B11、B12、B13分別為x1、x2、x3。

經(jīng)過簡化的數(shù)據(jù)就是要素相對上一層級的重要性比重。以此進(jìn)行計算便得出了最終的評價體系權(quán)重值（表2）。

4　評價體系的應(yīng)用與檢驗

通過對上文中介紹的案例做一個驗證性的評分，以上海市北站街道社區(qū)文化活動中心改造方案為例，建筑由原來教學(xué)輔助用房改造為社區(qū)文化中心，在尊重原有建筑磚混結(jié)構(gòu)的前提下，將原有建筑重新整合，通過立面縱橫交錯的連續(xù)體系塑造建筑尺度的多元協(xié)調(diào)，取材上選擇了富于上海傳統(tǒng)人文色彩的石庫門建筑色調(diào)和屋頂形式。

因此，在本方案的評價得分上A1城市與區(qū)域協(xié)調(diào)項得分率為72%。在分項得分上可以明確地看出，由于場地和機(jī)構(gòu)體系的限制，建筑和場地對B12項的貢獻(xiàn)相對有限，因此得分值較低，此外B13項目上，改造活動和人流吸引會引發(fā)相應(yīng)的配套服務(wù)人員，一定程度上帶來了直接和間接的就業(yè)，但在居民收入方面的影響相對較小得分較低。但作為對城市發(fā)展需求的有效回應(yīng)，A1評價項的得分率相對較高，也說明了建筑在城市協(xié)調(diào)層面具有良好的體現(xiàn)。

A2建筑與區(qū)域協(xié)調(diào)項得分率為92%（表4），從分項得分上可以看出建筑在B21上得分率最高，原因在于設(shè)計通過體量的拆分重組實現(xiàn)了與周邊高、低和新、舊建筑在多維度上的協(xié)調(diào)。在B22上由于建筑功能與其歷史性有限的影響在文化傳承一項上得分較少。

A3建筑認(rèn)知與價值項得分率為52%（表5），從得分上可以看出建筑在B31項目上由于其風(fēng)格和歷史與歷時性上缺乏顯著特征，因此在方案的設(shè)計上也缺少了相應(yīng)的設(shè)計關(guān)注，得分較低。在B33項目上建筑設(shè)計對原有建筑現(xiàn)狀徹底改變，在沿革上缺少了對比和呼應(yīng)，得分較低。

綜合3項評價內(nèi)容，可以得出本方案改造的最終評價得分為70%，以百分制則是70分，通過得分可以看出改造方案在多個因素下的綜合表現(xiàn)，同時可以發(fā)現(xiàn)方案中存在的不足，為設(shè)計的進(jìn)一步完善提供了較為明確的指導(dǎo)。

通過對實際工程的評價評定，同樣的方式會應(yīng)用在建筑改造多方案設(shè)計的比對與分析上，且統(tǒng)一條件下多方案的比對更為直觀和有效地選擇優(yōu)秀方案。

5　結(jié)論

傳統(tǒng)建筑理論中對于建筑改造的研究和分析都集中于建筑本體范疇，而改造行為本身所產(chǎn)生的附加影響往往是與本體研究同等重要的。本研究將視角著眼于城市層面，旨在將既有公共建筑改造與城市發(fā)展相聯(lián)系，并在多重綜合效應(yīng)的基礎(chǔ)上提出了既有公共建筑改造“AEF”綜合效應(yīng)計評價矩陣，通過矩陣的建立為既有公共建筑改造改造方案的合理性和科學(xué)性提供評價依據(jù)，評價體系的建立也為既有公共建筑改造設(shè)計者在方案設(shè)計階段提供更為科學(xué)直觀的比對方法，進(jìn)而提升對城市層面的關(guān)注和宏觀協(xié)調(diào)。

表1 既有公共建筑改造方案綜合效應(yīng)評價體系表

表2 既有公共建筑改造方案評價體系權(quán)重

表3 設(shè)計方案A1評價得分表

表4 設(shè)計方案A2評價得分表

表5 設(shè)計方案A3評價得分表

注釋：

1）數(shù)據(jù)來源：中國國家住宅與城鄉(xiāng)建設(shè)部科技司、漢鼎咨詢

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Study of the Comprehensive Effect Evaluation on public Buildings' Renovation from the perspective of Urban Catalytic Theory

This article through to the analysis of urban catalyst theory in the field of urban planning， combined with actual project cases， explore and research multiple effects of ancient public architecture renovation in the vision of urban development. Because the traditional architectural theory in building research and analysis are focused on building ontology category， ignore the additional impacts of reforming itself which is as important as ontology research.This research will focus on the combination of ancient public architecture renovation with urban development， based on the multiple comprehensive effects， puts forward the comprehensive evaluation matrix and evaluation system model of the ancient building renovation-"AEF". It is used for evaluation and analysis of the reconstruction scheme in the city level.

urban catalytic theory， renovation of public buildings， comprehensive effect

哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院

2016-01-18