旧工业建筑改造中的生态改造设计方法探索——以长春水文化生态园改造项目为例

徐光耀

旧建筑改造通常有两种模式，一种是传统形式的改造，一种是生态形式的改造。传统改造通常采用传统技术和材料，偏重于建筑自身的结构、形式、室内环境和设备系统的改造，关注于形式的改变。生态改造则需要根据当地的自然生态环境和气候条件，运用生态学、建筑技术科学，采用适当的科学技术手段，合理安排并组织建筑与其他领域相关学科的关系，使建筑与当地自然生态环境成为一个有利于生物健康的有机整体。

传统改造方式过于注重形式功能的改变，较少关注建筑与人在环境中的关系，随着时间的累积，改造后的建筑容易被环境孤立，面临新一轮的更新，而生态改造则以取得良好的生态效益为目标，综合考虑了这些因素，让建筑成为生命系统和环境系统之间的纽带，使建筑尽可能多地发挥出有利于生态的建设性效益，减少副效应的出现，因此生态改造是成为旧工业建筑真正实现可持续发展的改造模式，是实现我国旧工业园区再生的必然途径。

1 项目背景

位于亚泰大街与净水路交汇处的长春水文化生态园始建于1932年，坐拥32万方稀缺的生态绿地，自建厂起的80多年间，源源不断地自来水从这里流向长春的千家万户，因其所肩负的重任，弥足珍贵的工业遗迹，成为长春供水文化的重要印记（图1）。

图1 项目总图

随着长春经济的发展，水厂周边的城市面貌也在不断更新，曾经火热的净水厂与周边居民和城市的发展渐行渐远。因此在全国鼓励城市生态有机更新的背景下，长春市政府决定加快推动净水厂的改造工作，将其打造成为一个能够满足居民日益增长的休闲生活需要的城市生态公园。

2 现状生态资源梳理

2.1 场地资源

整个生态园区地势西高东低，最高点与最低点相差28m。场地内分成3层台地，高低地形互相咬合，不同年代建筑则散落在这些台地区域，与丰富的植被生态环境相互依偎融合。

水文化生态园原有80多幢建筑，其中15幢为伪满时期历史保护建筑，包括2个沉淀池和2个清水池。1.3万m2临时简易搭建需要拆除，近3.3万m2的建筑需要改造或修缮修复。同时，整个水文化公园在业态分布上还需要新建近10000m2的公园配套，如游客中心、公共厕所等配套用房，因此园区总建筑面积达到43000m2。保留建筑根据历史价值、产权情况和建筑结构质量，采取不同的改造策略，分三类进行处理（图2～4）。

图2 结构类型分析

图3 拆保留分析

图4 建筑改造策略分类及改造前后对比

2.2 动植物资源

整个园区的绿化覆盖率达到80%，植物长势良好，是城市中难得的森林氧吧。有经过多年自然演替形成的稳定的生态植物群落和许多大规格的树木，如红松、油松、山丁子、梨树等，许多松树的胸径达到60cm，树龄达60～70年，而树龄最高的一柱山丁子树甚至达到130年。我们划定树径大于10cm的树木进行保留，并且对大树和古树进行登记建档，利用民古树结合建筑景观打造综合场景。同时重点划定原生林地的区域范围，对原有的生态林地合理保留。

通过调研，我们发现园区内共有48种类型的动物，如兽类的松鼠、刺猬，鸟类的喜鹊，两栖类的黑斑蛙等，通过结合植被区域划定的方式，适当修剪和新增植被作为现有动物的食物链来源，为厂区内的动物打造良好的栖息环境。

2.3 工业设备与废弃建材

园区内遗留下来的工业机械设备极其丰富，团队在进行方案设计之前，对建筑和场地内外的所有机械设备进行了详细的调查登记，通过对机械设备的分类，采取原位保留、保护性处理和委托艺术家二次创作三种方式，让旧机械结合建筑和景观场地获得新生。

3 生态资源改造的设计对策

根据对园区内建筑场地资源、动植物和设施设备资源的调查分析，结合各学科专业的意见，采用适当的科学技术手段，对园区三类建筑提出了四种不同的生态改造策略。

①最大程度地保护生态绿化资源，维持原有绿量最大化并结合改造建筑、自身场地和周边设施设备资源进行空间的生态化有机更新。

②最大程度地尊重历史文化遗迹，对历史文化建筑群落进行修缮修复并结合园区生态和场地重现净水厂文化情景。

③最大程度地激活园区现代人文活力，通过新建配套和原拆原建的功能置入，实现园区整体调性的提升和生态化的崛起。

④最大程度地利用园区遗留的工业设施设备，对这些装置进行二次艺术加工，结合景观场地为市民建立装载历史文化活力的共享空间。

4 净水厂的生态资源再生设计

4.1 改造建筑的生态空间有机更新

园区现状保留建筑立面材料大多以红砖和砂浆抹灰为主，整体的改造需要统一策略和标准，但同时又需要保留不同建筑充分发挥的空间。

①统一立面材料：在最大程度保护生态资源和建筑资源的共识下，我们首先限定整个园区建筑主要立面材料不超过五种——红砖、耐候钢板、砂浆抹灰、铝板和玻璃，所有坡屋顶统一采用质量较轻的钛锌板金属屋面，重要广场节点部分可局部采用新型特殊材料。

②统一节点做法：采用双层红砖中空的砌法，既满足北方节能保温的基本要求，又保留原有红砖墙面的历史肌理，通过对厂区内拆除老砖的回收利用，在原外墙面重新植筋做挑耳用于承托新砌红砖的重量，形成原外墙厚度+120mm厚的红砖外墙立面。

③统一设计界面：以控制成本和节约造价为前提，改造建筑还应将建筑的重点设计界面进行提炼，分成三个层级，有的放矢分配资源。第一层级的重要界面为面向主要广场和公共空间的部分或者是主要出入口的部分，第二层级为较少使用的次要入口或者北立面，第三层级为现状质量或者环境资源较好，较少利用的界面。

以第三送水车间的设计改造为例，设计上希望能对主界面的废弃净水池进行保护性再利用，重现沉淀池的面貌，因此设计的重点放在面对下沉式雨水花园广场和主入口界面上，背立面则统一采用双层红砖外立面砌筑的方式处理，山墙面由于质量状况良好且有浓密的爬山虎覆盖属于无法到达的侧面，因此仅做抹灰和墙面清理（图5～8）。引松泵站（图9）、第六送水泵站（图10）等均有体现。

图5 三送南立面剖透视

图6 三送北立面剖透视

图7 三送入口改造实景

图8 三送与沉淀池

图9 引松泵站

图10 第六送水泵站

4.2 历史文化建筑群落的生态化重生

净水厂园区共有11幢历史文保建筑，其中两个沉淀池，两个清水池，针对这些日伪时期的建筑和装置，也有相应的改造策略。

历史建筑的设计原则以修复还原为主，保留其历史风貌，保证外立面形式不变，对于具有典型和代表性并具有里程碑式意义的建筑，以原真性为原则，进行博物馆似的保存。为了能保留历史建筑的老墙肌理，通过多次材料的配比实验，找到接近原外立面的色彩，进行施工修复。

如建成年代最久远的第一和第二净水车间建筑群落，在最大程度尊重历史文化遗迹的前提下，将散落的四个房子的功能整合到一起，将其规划为水文化博物馆，同时在博物馆周边规划历史文化博览区，对园区生态和场地文化进行情景再现（图11～12）。

图11 博物馆群落改造策略分析图

图12 博物馆群落改造鸟瞰图

除了历史建筑立面修复外，我们对于历史保护遗迹的沉淀也进行了改造利用，强化场地的工业记忆。历史博物馆群落的沉淀池改造成为净水互动乐园，利用既有通风口闸阀结合公共艺术作品形成互动型的情景空间。第三送水泵站主立面的沉淀池则被改造成为下沉式雨水花园，通过逐层跌落的雨水花园景观，重现水净化处理的过程，在下沉广场内，还设置净水互动装置和水仗互动雕塑，增加了游人在历史遗迹中的水文化体验（图13～14）。

图14 第三送水泵站与沉淀池夜景鸟瞰

4.3 园区新建功能配套的生态化崛起

新建类型的建筑主要为生态园区内的配套用房和原拆原建的办公用房，如现代感十足的游客中心（图15）、公共厕所（图16）和功能强大的立体停车场（图17），具有年代感的红砖建筑等，在满足功能的前提下，因为其表皮的现代感，也赋予了园区新的活力。

图15 游客中心

图16 公共厕所

图17 1#办公楼及机械停车场

散落在园区内不同位置的新建建筑，也有相应的改造策略：①选址控制：不得破坏园区内的原生乔木和名古木，不能破坏动物的栖息地，尽量选取场地内面积较大，土方量开挖较少的空地；②体量控制：建筑高度除入口新建的眺望塔外，均不得高过厂区内改造建筑的最高点。原拆原建建筑原则上不长高，不长胖，不能破坏周边植被和景观。③材料适当突破：新建建筑在建筑材料方面比改造建筑有所不同，增加如干挂预制混凝土板、木材、镜面不锈钢等当地原生材料，当然也有一部分原拆原建建筑依然采用保留下来的红砖、清水抹灰和耐候钢板等传统材料。

新建建筑通过选址控制、体量控制、材料适当突破的方式给予园区一定的新鲜感，让千篇一色的园区有了新的现代血液和功能，形成了一道道亮丽的风景线，这些新建建筑很好地处理了与场地和生态资源的关系，在保留园区整体调性和资源的基础上，让游客感受到净水厂与时俱进的样子。

4.4 园区工业设施设备的生态化重塑

生态园在保留原有建筑工业遗迹风貌的同时，还通过与雕塑艺术家合作，融入了一些工业设施设备改造的艺术装置供游客游玩互动，这些废旧的机床及工业设备零件也都成为了园区别样的风景线（图18）。

图18 设施设备改造利用

同时在改造施工中，拆除的建筑材料如旧红砖、旧毛石、废旧钢板等在建筑立面和入口装置处也被进行了二次利用，场地留下的树干和枯枝也可以形成木桩景观或者通过碎木机械打碎后铺成碎石木屑道路（图19）。

图19 树干形成木桩景观

结语

在整个园区设计过程中，无论是改造建筑、历史建筑或是新建建筑，设计师们自始至终都站在尊重工业历史遗迹，尊重原生场地环境的角度，尽量保护原有工业遗迹与原生环境，做到重复利用原有材料，将原有与现在的环境结合，达到园区虽新生却还是历史沉淀的效果，从而真正做到对工业遗产的保护与再利用，而这也正是旧工业建筑改造中生态共生设计探索的目标。

资料来源：

图7～10，12，14～19：水石设计；

文中其余图片为作者自绘。