“数字重生”：武汉中苏友好宫的再利用实践

文｜中信建筑设计研究总院有限公司 李杰 许颖 吴莎冰 王金科

通过建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）实现建筑在虚拟空间中的映射，实现其“数字孪生”，目前已经在工程建设领域深入应用。历史建筑方面，结合精细测绘与HBIM（Heritage BIM），也能够构建其“孪生”建筑，并通过BIM 软件的档案整合、仿真模拟等功能，结合传感器的应用，为其保护与修缮提供参考。由于战争、自然灾害、城市拆迁、建筑不敷使用等多种原因，有许多优秀的建筑已经被毁损、被拆除。在不刻意仿古、不改变遗存现状的情况下，利用BIM 技术，同样可以实现这些建筑的“数字重生”，重现记忆，并实现其在虚拟空间内的活化利用。针对曾在武汉市民心中占据重要地位的武汉展览馆（武汉中苏友好宫）开展的“数字重生”实践，通过数字展览的形式实现了其活化利用。

1.武汉中苏友好宫概览

武汉中苏友好宫于1955年11月16日破土动工，1956年3月15日建成。它是“一五”期间继北京、上海和广州之后建设的第四个中苏友好宫，为展示苏联经济和文化发展的成就而设计。建筑占地面积11万平方米，主楼建筑面积23085 平方米。主楼共四层，总高度25 米，是当时武汉最壮观的建筑之一。

中苏友好宫及周边的景观体现了20世纪50年代苏式建筑在中国的发展趋势。苏联建筑最典型的特点是类似于新古典主义建筑的三段式设计。建筑呈中轴对称，主楼（工业馆）为四层钢筋混凝土框架结构，两翼（农业馆、文化馆）为两层混合结构。各种精美的柱式、屋檐和室内天花板构件，使这种苏式建筑复杂而不繁琐、高雅而有品位。厚厚的外墙使建筑保持了良好的保温性能。通过这些设计手法，武汉中苏友好宫展现了一种庄严、坚固和精致的感觉。

中苏友好宫隔宽达60 米的解放大道与著名的武汉中山公园相望。公园建于1910年，最初是武汉“地皮大王”刘歆生的私家花园。公园1927年被国有化，1929年起开始对公众开放，是中国最早的现代公园之一。中山公园内，建筑风格主要为希腊、罗马及拜占庭式，但其大门为1956年重新设计，是苏联风格。重修的中山公园大门为配合中苏友好宫及其广场的功能，顶端设置了观景台。公园大门—解放大道—中苏友好宫的整体景观成为了武汉当时群众庆贺游行等大型活动的中心。

1953年，苏联专家巴拉金为武汉起草了第一份城市规划草案，其中包括了武汉的中轴线。按照巴拉金的方案，武汉城市轴线西起中山公园门前的人民广场（即中苏友好宫——武汉展览馆所在地），经南岸嘴渡江抵武昌江边，再经洪山广场到达武汉大学。这是武汉城市规划中的第一个城市轴线设计，将武汉三个独立的城镇联结成一个共生发展的集群。武汉的城市扩张也最初沿着这条轴线推进。

2.拆除与数字化重建的设想

1966年，由于国际形势变化和中苏关系的破裂，中苏友好宫改名为武汉展览馆（简称“武展”）。到了80年代末期，展览馆东西两翼的展厅天棚开始漏雨，中央大厅主楼外墙也因地质不均匀沉降导致了局部墙体开裂。经过修缮之后，武展仍然不敷使用。1995年4月，武展因外商计划投资兴建多功能大型建筑而被拆除。但1997年亚洲金融风暴导致投资受阻，许多武汉市民愈发为其拆除而感到惋惜，这一个区域的景观也从此发生了根本性的变化。中山公园的苏式大门在解放大道加建高架之后变得更加孤立，这一整体性的中心广场就此被分割开来。

在武汉展览馆的拆除不断引起回忆和反思的今天，城市更新的“留、改、拆”问题极受关注。本项目通过BIM 技术对展览馆进行数字化重建，也希望能藉此唤醒人们对于建筑及城市景观的记忆。

BIM (Building Information Modeling)，最早由Charles Eastman 于1975年提出。其意义在于将从前期的概念设计、施工图到竣工后的建造过程和建筑运行的所有信息进行整合。所有参与项目的人员都可以利用模型的数据库进行协调，从而提高工作效率和准确性，降低项目成本。

由于建筑遗产的复杂性和科学性，以及需要处理大量的建筑信息、不断更新和管理新的建筑信息，BIM 的优势由此凸显出来。HBIM 是专门用于建筑遗产保护的BIM 的一个分支。它与新建筑项目最大的区别在于处理现有建筑遗产和周围环境的方式。

HBIM 项目主要分为三个步骤:初步综合调查与评估、BIM 建模与数据生成、干预策略研究。

初步调查的重点不仅是历史建筑遗产本身，还包括建筑遗产所在的城市和文化评价。对既有建筑与历史建筑传统的调查方式是人工测量，建筑细节上的美学、复杂性和独特性往往被忽视。随着科学技术的发展，利用三维激光扫描设备和无人机，可以对复杂的历史建筑进行精确的三维激光扫描，并将大量数据导入相关设计软件，生成精确的建筑模型。但是对于已经被破坏、拆除的建筑，就只能根据历史资料和存档数据进行建模。武汉展览馆的数字化重建就是采用了这种方法。

3.武汉展览馆的数字建模

武汉中苏友好宫的设计由武汉城市建筑设计院（今中信建筑设计研究总院有限公司）承担，由主任工程师黄康宇担任项目设计总负责人，蔡德庄、唐觉后、杨继业等设计师设计。本次数字建模使用了设计院保存的原始图纸作为基础，恢复了这座建筑中苏友好宫时期的全貌，包括“中苏友好宫”字样、门楣上的“苏联经济及文化建设成就展览会”标语，和大门左右两侧的中、俄文标语——“中苏两国人民牢不可破的友谊万岁”及木门上的中俄文“和平”“友谊”字样。

建筑初步的绘制使用Rhino 软件进行，用于将原始平面图、立面图和剖面图转换为3D。建模工作由Rhino 软件中的BIM 插件Visual ARQ 辅助。借助Rhino 软件强大的建筑建模设计功能，利用Visual ARQ 在进行特殊的建模设计时，可以帮助输入关键的建筑模型信息。

基于Autodesk BIM 系列软件优秀的流程系统，选择Revit 软件作为BIM 模型的输出软件。项目将在Rhino 中完成的建筑模型导出为带有建筑信息的.ifc 格式文件，然后导入到Revit 软件中进行BIM 模型和建筑信息深化工作，进而完成相应的MEP 机电和管道设计。

数字建模的难点主要表现在纹理的选择和细节的再现上。虽然原始图纸中包括文字、花饰、柱、灯、地坪、线脚等处的大样图，但是建筑立面材质、内部装饰等细节需要更多的支撑才能进行更贴切地还原。项目组搜集了与武展相关的历史照片，并进行了一系列的访谈，获取了口述史材料，并结合同一时期设计的北京、上海、广州三处中苏友好宫的历史图片和现状细节，对武展的相关细节进行了推断。调研过程中，项目组接触到了位于武展原址、竣工于2001年的武汉展览中心（简称“新武展”）的业主方汉商集团的负责人。汉商集团在近期对新武展的装修中，留出一层，专门以老武展的风格进行了装修，“恢复”了一个苏式会议厅、一个休息室和一系列具有老武展风格的景观元素。根据项目组对该负责人的采访，装修前他调研了北上广的三处中苏友好宫，收集了风格、材料、象征元素和室内设计的资料，并根据这些资料定制了装修中使用的灯具、地毯等相关材料。对老武展的BIM 建模中，也借鉴了“新武展”恢复的苏式元素。

完成后的模型还原了展览馆前的中心广场、绿化及荷花型喷水池。建筑外立面采用原设计的米黄色水刷石饰面，内部中央大厅还原了花饰、水磨石地坪及八角穹顶，配色、灯饰则参考了广州展览馆及“新武展”的布置。中央工业馆还原了18 个圆拱、30 米跨度的拱形薄壳结构及四边二层回廊，内部装饰及风格参考了上海展览馆的大厅。两翼农业馆和文化馆还原了两层楼的建筑式样。

4.“数字重生”：数字博物馆

由于武汉展览馆承载了丰富的市民情感，其HBIM 模型需要展示给大众才能达到最好的效果。由于这一建筑过去的主要功能是举办展览及展会，目前的建筑模型也最好能够实现同一功能，并兼顾建筑赏析。

最终，项目组将完成后的武汉展览馆转化成数字展厅，并布置了“大城崛起——张之洞督鄂兴汉纪念展”。虽然在模型内可以直接观展，但是为了达到更好的网络传播效果，通过输出模型全景图片，导入通用的在线全景平台，添加了文字、图片及语音导览，从而完成了模型的轻量化展示和网络访问。该数字博物馆展厅的特点如下：第一，展览基于HBIM 模型设置，展览流线可以按需排布，在模型内以构建墙壁的方式搭建，结合武展工业厅原有的拱顶大空间，可以举办大型线上展览。第二，展厅一层与二层可结合布展，也可分开布置专题展览。展厅具有可复制性，每一个展览可以作为子模型单独留存，随时可以在网络上进行访问。第三，由于数字展览的特殊性，可直接在展览中放置视频、动图等在传统展览中需要通过特定设备展示的资料，与传统展览相比成本更低、效果更好。第四，由于数字模型可以在浏览时选择需要观测的具体位置，建筑的细部能够直接拉近、放大，也可以通过高清照片、视频等形式多角度展示，可以更加具象、突出地展示在浏览者面前展现建筑的科学价值、艺术价值。

除布置展览外，武汉展览馆的HBIM模型还可以用于3D 打印，便于收藏历史记忆。结合数字模型与VR、AR 等虚拟现实技术，能够获得良好的虚拟体验，便于后续结合相关软件在网络上进行虚拟展会或者开发相关游戏。