北京市文物局 Beijing Municipal Administration of Cultural Heritage   搜索关键词:
以文物建筑保护为核心理念的清华大学生物馆修缮

时间:2016-2-29 10:29:32
】【打印】 【关闭

李少娟 任 莹

    清华大学生物馆建于1929年,是全国重点文物保护单位。本文拟在介绍建筑历史背景和建筑现状的基础上,重点阐述加固修缮的迫切性和必要性及修缮过程中所采用的保护性修复理念和技术措施。本次加固修缮,根据生物馆原始设计图纸对于建筑室内格局及室外环境等进行恢复,尽可能地再现生物馆原始历史风貌。对于台阶、内楼梯等属于文物原件的构配件尽可能予以保留保护,对于其他部分则通过多种保护性修复技术予以修复,并在此基础上恢复、增设生物馆内部的变配电系统、弱电系统、消防系统、通风设施、采暖系统、上下水系统等,做到安全、实用与保持文物原貌兼顾,其成功经验可为类似近现代文物建筑的加固、修缮提供借鉴与参考。
    一、现状及历史沿革

    清华大学"荷塘月色"的荷塘北侧、校河的南岸有一座西洋古典风格的建筑,它就是中国建筑大师杨廷宝先生设计的清华大学生物馆(图一)。该馆为清华大学生物系的教学大楼,1929年2月举行奠基仪式,1930年夏由天津基泰工程公司建成。清华大学生物馆建筑总面积约4421平方米,为整体三层中间局部四层的建筑。
    (一)规划设计、艺术价值与历史沿革在罗家伦先生担任清华大学首任校长期间,委托杨廷宝先生主持校园的规划设计,规划和设计了生物馆、气象台、图书馆二期和新宿舍(明斋)等建筑,属清华园内"第三期"建筑,被称为园内的"又一四大建筑",属清华大学早期建筑。2001年6月25日,清华大学早期建筑作为近现代重要史迹及代表性建筑,被国务院列入第五批全国重点文物保护单位。
    生物馆建筑风格独特,与清华园内原有建筑相互统一协调,也为其后的清华园建设提供了样板,具有重要的文物价值。
    生物馆属于西洋古典建筑风格,介于古典和现代建筑的过渡时期,以挺拔的垂直线条统帅全楼,从贯通直拔的竖窄墙和墙头檐口的精细压顶及围绕建筑的西式狮子头,到北侧主入口高大台阶两侧门柱上的细腻花饰--上部收势墙帽花盆及精细的檐花,无不让我们感觉到西洋古典建筑的神韵(图二、图三)。

    生物馆是原清华大学生物学系和生物学研究所的所在地,在1952年院系调整之前,这里是我国生物学界诸多学者的科研基地,钱崇澍、刘崇乐、陈桢、李继侗、吴韫珍等都曾在这里执教和进行学术研究。随着1952年的全国教育系统院系大调整,清华生物系被并入了其他高校,生物馆也改为他用。1970年,生物馆曾经做过清华大学校医院。1984年6月,清华大学决定恢复重建生物系,并更名为生物科学与技术系,1987年搬回到重新整修的生物馆。目前,"海洋生物技术研究所""生物膜与膜生物工程国家重点实验室""中医药科学与工程研究中心"等重要研究机构依然设在生物馆内。
    (二)现状勘测及状况评估
    生物馆作为清华大学建校以来历史最悠久的建筑之一,至今已有80多年的历史,远远超过该建筑物的设计基准期。历经多次使用性质的变更及改造,尤其是抗日战争期间、20世纪70年代用作清华大学校医院及唐山大地震后的几次改造,对昔日历史风貌的主要特征造成了很大的损伤。建筑门头损坏尤为严重,为保安全已加钢托架。近几年损伤发展很快,直接影响安全和使用。
    根据《建筑抗震鉴定标准(GB50023-2009)》,清华大学房屋安全鉴定室对生物馆进行了结构检测及安全鉴定。鉴定结果表明:
    1.该建筑物已存在部分结构及耐久性损伤,且原建筑横墙间距过大不满足现行抗震规范要求,故需对生物馆进行整体抗震加固和结构损伤处理。
    2.该建筑物存在较为普遍的楼板开裂、部分墙体渗水、顶层木屋架个别杆件开裂严重、局部楼盖渗水、散水下陷等损伤。其中楼板开裂及木屋架个别杆件的开裂损伤,会影响结构的承载力安全,需采取有效措施进行加固、补强,对于其他耐久性损伤问题,也应采取适当措施进行一并处理。
    (三)总体评估
    综合考虑生物馆的建造年代、使用情况、现场检测鉴定结果及复核验算结果,建议如下:由于生物馆已无法满足北京地区8度抗震设防的要求,目前该建筑物已存在部分结构及耐久性损伤,例如承重梁及顶板钢筋严重锈蚀,其中部分构件已成为危险构件,须尽快对损伤构件进行处理。另外,生物馆还存在楼板开裂、墙体裂缝、装饰破损等其他损伤,也需进行修缮处理(图四、图五)。为了保护文物建筑,对生物馆的整体抗震加固及结构损伤处理已刻不容缓。

    二、保护性修复措施
    根据国家文物建筑保护相关规定,对不满足现行规范要求的建筑结构构件应进行加固处理,其中包括地基处理、基础加固、墙体加固及增设混凝土抗震横墙、楼面加固、对有损伤的屋顶木结构屋架及望板进行更换处理等;对影响使用功能的部分应进行修复完善,包括屋面保温防水等做法更新、外立面保护性修复、局部破坏部位修复、整体恢复性装修以及周边环境整治等;对满足使用要求的,如台阶、内楼梯等属于文物原件的构配件尽可能予以保留保护。
    (一)地基处理

    经勘察,生物馆地基承载力特征值为80kpa,远远达不到设计单位提出的120kpa的要求。地基处理单位初步提出的处理方案为采用树根桩法对地基进行处理(图六),以期达到设计单位提出的承载力特征值的要求,共计698颗桩,费用达数百万元。考虑到生物馆已有80余年的历史,整栋建筑经过80余年沉降已经均匀且稳定这一情况,在此基础下地基的真正承载力必然与周边建筑有所差异。且采用树根桩法进行地基处理,不仅造价较高,对原建筑影响和扰动也较大。为慎重起见,通过在基础下部取土样、补充多个勘察点的方式再次对建筑基础下部的地基承载力进行了勘探。经实验,基础下部的实际承载力特征值达到了100kpa,仅需注浆处理即可满足120kpa的要求(图七)。此项方案调整节省成本数百万,对原建筑的扰动也大为减少。

    (二)结构加固
    生物馆无圈梁和构造柱,抗震横墙间距过大,墙体、楼面等结构构件损伤严重,本次修缮对此进行了相应处理:现浇钢筋混凝土楼板部分可不设圈梁,以现浇板兼顾圈梁作用;构造柱可采用钢筋混凝土板墙加强带兼顾,不另设构造柱;根据使用功能需要增设钢筋混凝土横墙,以减小抗震横墙间距;原外墙内侧、楼梯间墙体背向楼梯间一侧、其他需加固内墙的两侧绑扎钢筋并喷射混凝土法对墙体进行加固处理,在阴角处增设混凝土键起加强作用;楼面梁、板采用粘碳纤维法进行加固处理(图八)。
    (三)部分构件及建筑做法的保护性修复
    对已破坏的生物馆门头花饰及门厅石刻、女儿墙狮子头花饰予以修复;全楼室内重新装修,更换满足现行消防要求的建筑材料;清洗原水磨石地面、楼梯面,局部予以修补,上加透明自流平面层予以保护;对屋顶木结构进行维修,重新做防水,更换新的屋面瓦;对坡屋面下的木地板予以修复,同时将其支撑结构改为钢筋混凝土板;对外墙等外部构件原物原貌进行清洗,整修开裂的外墙面及室外散水,清洗外部构件,并粉刷专用透气防水保护剂以保护外墙构件;对满足使用要求的,如台阶、内楼梯等属于文物原件的构配件尽可能予以保留保护;建筑立面风貌、女儿墙做法、建筑室内格局及室外环境等根据生物馆原始设计图纸进行恢复,尽可能地再现生物馆原始历史风貌。
    (四)机电设备专业保护性修复措施
    恢复、增设生物馆的变配电系统、弱电系统、消防系统、通风设施、采暖系统、上下水系统等,满足新时期使用需求和现行各规范的要求,在西侧停车场地下增设消防水池及泵房,在不影响文物的前提下最大限度地保障文物建筑的安全并有效地使用。
    三、特殊修复措施
    为了保留建筑的历史信息,本次加固修缮设计之初即考虑保留一间房间的木门套及木门,以期后人能从此处看到该建筑的历史信息,对建筑历史加以尊重。
    由于本楼内的木门、门套、五金件等均为文物原件,为了尊重并保护文物,本次修缮在编制招标清单时着重对此进行了工作布置,包括将楼内的门详细分类,对每扇门的不同状况(有需要全套保护翻新的,有门套需修改门扇及五金件可翻新后安装的,也有需要全套更换的)都详细考虑,以期最大限度地保护文物的原貌。事实证明,此举在招标清单编制阶段进行不仅节约造价,而且后期效果也很好,达到了预期的目标。
    文物建筑不同于普通建筑,修缮施工和设计均应考虑文物建筑的特殊性,比如修复砖墙灰缝不应采用水泥等材料,而应采用文物类建筑专用材料;对外墙构件处理完成后,要粉刷专用透气防水保护剂以保护墙面;外墙修缮施工也应考虑由有文物建筑修缮施工经验的单位承担,以最大限度地保护文物建筑。
    四、完成效果及评价

    通过对生物馆进行的保护性修缮及全楼重新装修,这座历经80余年的文物建筑再次焕发出耀眼的光彩。历史的变迁无法改变它那特有的时代烙印,深厚的文化韵味与现代的校园建筑风格相映成趣(图九)。

    使用价值永远都是建筑物的核心价值所在。为使这座文物建筑能够在保持原汁原味的同时满足新时期高校教学科研使用需求,参与本次修缮的工作人员可谓费尽心思。在消防、防雷等安全重点方面,按照现行规范重新完善全楼消防系统,通过增设消防水池及泵房、增加必要的药房设施,保障文物建筑在消防方面的安全;通过完善全楼防雷接地,保障文物建筑在雷电作用下的安全。在建筑主体结构方面,则通过对全楼进行保护性加固,在不改变建筑原貌的前提下完成结构加固,使"久病危房"重获健康。在建筑内部,楼梯间等原物得以保留,而水、暖、电等方面按照现行要求进行了重新排布,令建筑能够真正满足现代教学科研之使用需求,有效提升建筑的使用价值(图一○至图一六)。

    五、结语
    生物馆是清华大学早期文物建筑中的重要组成部分。本次全面的保护性修复工作,不仅满足了新时期对该建筑办公室、科研等功能的使用需求及现行各设计规范要求,使得这栋清华大学校园内的重要建筑得以在新时期更好地发挥科学研究和高级人才培养作用,而且使我国该时期同类型建筑的建造工艺水平和外观风貌特征得以完整保存和延续。本次修缮加固为近现代文物建筑加固修缮以适应新的使用需求提供了样板,具有参考价值和实际意义。

(作者分别为清华大学基建处工程师,清华大学基建处工程师、前期科科长)

地址:北京市东城区府学胡同36号 邮编:100007 | Address:No.36 FuxueHutong, Dongcheng District, Beijing, China. Post code:100007
值班电话(Tel):(86)010-6403.2023(办公室) 传真(Fax):(86)010-6407.4377
网站备案:京ICP05083570号 京公网安备11010102001441
推荐使用Internet Explorer 6.0 以上版本Web浏览器,1280*1024分辨率 浏览本站