历史建筑围护结构病理分析工业建筑利用与保护初探.ppt

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1、转型制度制约下的工业建筑利用与保护初探,同济大学建筑与城市规划学院张鹏 副教授2013年11月13日,以上海为例,基于红外成像的历史建筑围护结构病理分析 以平遥民居为例,基于红外成像的历史建筑围护结构病理分析以平遥民居为例,红外热成像技术红外热成像技术是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图的测量方法。,红外热成像技术的应用红外热像技术最早是因为军事目的而得以开发，近年来迅速向民用工业领域扩展。目前红外热成像技术已经广泛应用于电力、土木工程等多个领域，在建筑领域，能被用于检查外墙空鼓、剥落、屋面渗漏、管道、热桥、建筑节能研

2、究等。,无损检测技术 NDT（Non-Destructive Testing）在历史建筑保护领域，由于对象的保护要求，常常不允许将对象进行解体或破坏性取样进行检测。因此，超声波检测、回弹法检测、红外热成像技术等无损检测技术具有在保护领域的先天适应性。便携性 红外热像仪经过几十年的发展，已经发展成非常轻便的现场测试设备。且即时能够得到直观图像结果，这种检测方法特别适合保护工作者在历史建筑保护现场工作的需要。,基本原理 在历史建筑的破坏现象当中，建筑结构的缺陷、材料破损或给排水设施的损坏等都会引发墙体的表面开裂、空鼓和材料含水率的变化，进而引起建筑表面温度的变化，红外热成像技术能够以其高度敏感性识

3、别这些微小的温度变化，借助红外热像仪从被测目标建筑表面进行红外热辐射量采集，并通过相关的专业分析软件进行数据转换，最终以直观的方式显示实测目标的温度分布情况。简而言之，红外热像技术所能方便得到的，是建筑物或建筑构件表面的温度分布图象。而如何诠释这种图像，准确地找到建筑病害所在的技术方法，才是研究的重点。,国外应用：根据热像图对建筑排水系统病害进行分析 2004年，土耳其安卡拉中东技术大学的A.Tavukcuoglu等对土耳其阿克萨赖省的一栋13世纪历史建筑进行检测，通过对屋顶排水坡度、排水设施的图示分析，并依赖红外技术对潮湿地面、墙体和地下排水管线进行了标注。研究成果表明潮湿病害是源于基地坡度

4、不足，有些地方雨水会产生倒灌。,国外应用：对历史建筑开裂和壁画空鼓的判断。如2002年，意大利中央修复学院E.Grinzato等对意大利帕多瓦的一栋有着乔托壁画的教堂（the Scrovegni Chapel）进行了红外检测，发现了被隐藏表面开裂灰浆后的贯穿拱顶的结构裂缝以及乔托壁画的空鼓现象。,国外应用：历史建筑室内微气候的检测 意大利米兰理工学院Elisabeth Rosina所做的为意大利Lavello修道院综合体所做的基于红外热像的检测，明确了建筑结构和维护体的冷桥。,IRT:a colder strip at the masonry bases,15 cm(southern side

5、)and 30 cm(northern side)(Tamb 14-15C,RH 35-45%),（1）作为中德文物保护科技合作项目的陕西水陆庵彩绘泥塑保护。红外热像技术被用于彩绘泥塑空鼓灌浆效果检验。通过红外影像可明显发现有高温异常带，显示为空鼓区。在灌浆修复后的红外图像可用于检测修复效果。（2）金川湾石窟毛细水分布状况检测。毛细水的迁移一直是危害文物保存的罪魁祸首。通过对金川湾石窟主佛背部毛细水分布热图的分析，研究者发现岩体内部毛细水凝结过程中会释放一定的热量使其周围环境温度明显升高。（3）敦煌西千佛洞第12窟壁画保护，探讨了基于壁画内部热传导的不连续性，视空鼓病害为热阻型缺陷，在远场点源

6、的热辐射下，利用红外热像仪对比分析壁画表面温度差。（4）在近现代建筑修缮中对外立面饰面层粘结程度的判断。针对上海市文物保护建筑“市百一店老楼”的外墙修缮要求,采用红外热像无损探测技术时外立面饰面层粘结缺陷程度以及位置进行确定,准确测出内隐的损坏程度和位置,保证了修缮的顺利进行。,国内应用,红外热成像技术检测历史建筑实例分析,研究对象山西省平遥古城范家街民居。,研究目的本次研究的目的在于使用红外热成像技术对范家街民居的围护结构进行检测和评估，包括对围护结构的性能的检测,材料病理的判断，基于材料特征的建筑改加建判断，及建筑构造缺陷的识别等。,围护结构土木砖瓦是当地的主要建筑材料，建筑的围护结构以保

7、温为主要目标。范家街民居中的围护墙体多为砖表土心的复合墙体，墙体通常较厚，同时也有完全青砖砌筑的墙体。在屋面构造上，窑洞采用拱顶覆土的方式，砖拱之上用土填实，顶层平砖墁砌；砖木结构的建筑屋面也铺设较厚的苫背层以达到保温隔热、调节室内气候的作用。,设备与软件实验过程中采用的红外热像仪为Fluke Thermography提供的Fluke TiR32-10060410，精确度达1%，即可识别温度差在0.01。这是一种无源的热红外检测方法，获取现场采集信息后，借助配套的SmartView软件，获取对象的实际温度场分布图形。实验条件图像采集时间在十一月份，太阳辐射量较小，室外温度为8.4，且民居室内普

8、遍有采暖设施，这给红外分析提供了较为便利的条件。,研究的内容围护结构的热工性能材料病理分析建筑改加建识别构造缺陷判断,围护结构的热工性能,图3范家街9号倒座围护结构示意,范家街11号东厢房围护结构温度,范家街11号西厢房围护结构温度,图像中显示两种颜色，橙色与紫色，其中，墙面主体以橙色为主，主体平均平均温度为18.88，紫色区域平均温度为17.22，二者交接处存在一定的过渡现象。,范家街11号院倒座临街立面,明显的风化现象，多数砖体缺失达到2/3 以上，上部多为表面风化。,材料病理分析,范家街1号外墙,院落加建倒座部分,墙体微弱的温度差,建筑改加建识别,窑洞拱顶与隔墙交接区域，拱顶与墙面的平均

9、温度为25.19，红外图像中清晰显示拱顶与隔墙交接部位形成线状低温区域，并向周围辐射。,构造缺陷判断,建立温度表象与建筑病害的更深入的关联机制红外热成像只是获取建筑表面温度的一种检测手段，而有效地建立温度表象与建筑病害之间更深入的关联机制研究才是将这门新学科普及到更广阔的研究领域的重要内容。红外成像技术应用的复杂性由于温度的分布情况与自然环境（如气温、湿度、降水等），人工环境（如室内使用情况等），以及建筑本体特征（如建筑材料特性等）有着密切的关系，因此在对红外热像分析的过程中综合考虑这些影响因子，显然有助于提高用红外热成像技术进行病害判断的准确性。,小结,转型制度制约下的工业建筑利用与保护初探

10、,以上海为例,后工业时代，城市面临工业项目转型中土地和建筑的再利用问题。,工业建筑的再利用往往不仅是建筑学意义上的问题，而更加受到土地制度和城市规划等多方面因素的制约，并会对土地使用模式、工业建筑的去留、工业遗产的保护再生产生决定性的影响。对于工业项目转型所涉及的制度路径的探讨较为缺乏，且完全未成系统，可以说是一片亟待研究的领域。,1.项目主体类型：(1)国有企业(2)非国有企业2.项目土地权属：(1)国有土地(2)集体土地 国有土地取得方式：(1)划拨取得(2)出让取得(3),3.项目区位：（104，195，198）(1)（集中建设区内）规划工业区内(2)（集中建设区内）规划工业区外(3)集

11、中建设区外4.用地参数：(1)合约参数(2)规划参数(3)现状参数,土地政策的演进过程：主线一 将土地纳入市场化配置范围，经营性土地出让从无偿或低成本的协议方式向“招、拍、挂”方式转变。2004年8月31日后，经营性用地“招拍挂”制度在全国范围内普遍实施。国发200428号文国务院关于深化改革严格土地管理的决定进一步开始将工业用地纳入市场化配置范围：“工业用地也要创造条件逐步实行招标、拍卖、挂牌出让”，并规定“经依法批准利用原有划拨土地进行经营性开发建设的，应当按照市场价补缴土地出让金。”主线二 促进对已取得土地的集约利用，并在城市产业转型背景下推进工业用地的功能转变，包括强化规划指标控制和促

12、进工业用地向服务业转型两个方面的政策。主要从2007年国务院关于加快发展服务业的若干意见开始。,(4)规范化“转型”+“转性”阶段,(3)“转型”阶段,(2)政策引导阶段,(1)自发阶段,(1)19902008:自发阶段 国家出台了一些将土地纳入市场化配置的政策，但尚未针对工业转型出台土地政策。相关转型案例多自发形成。,上海莫干山路M50创业园,上海红坊国际艺术文化社区,上海8号桥特色创意园区,(2)20082011：政策引导阶段“三不变”前提下的“转型路径”初步形成。划拨土地和出让土地转型模式的分野 划拨土地可在“三不变”前提下直接“转型”服务业，而招拍挂土地则需要通过重新出让、补缴出让金等

13、方式“转性”。国务院办公厅关于加快发展服务业若干政策措施的实施意见 上海加速发展服务业的若干政策意见贯彻落实国办发200811号的实施办法 关于促进土地节约集约利用加快经济发展方式转变的若干意见 关于促进节约集约利用工业用地加快发展现代服务业的若干意见 国土资源部监察部关于进一步落实工业用地出让制度的通知转型过程中土地使用参数的确定 为工业用地转型过程中的“增量”提供政策依据。国务院关于深化改革严格土地管理的决定 国务院关于促进节约集约用地的通知,国办发200811号文国务院办公厅关于加快发展服务业若干政策措施的实施意见提出“积极支持以划拨方式取得土地的单位利用工业厂房、仓储用房、传统商业街等

14、存量房产、土地资源兴办信息服务、研发设计、创意产业等现代服务业，土地用途和使用权人可暂不变更”。国发20083号文国务院关于促进节约集约用地的通知重申了鼓励工业用地提高利用率和容积率的政策：“对现有工业用地，在符合规划、不改变用途的前提下，提高土地利用率和增加容积率的，不再增收土地价款；对新增工业用地，要进一步提高工业用地控制指标，厂房建筑面积高于容积率控制指标的部分，不再增收土地价款。”,(3)20112013：权限下移、重点突出的“转型”阶段 对于104工业区块外、集建区内（195平方公里区域）的转型进行推动，并将控规调整、容积率改变等的审批权限下移至区县层面。关于推进上海规划产业区块外产

15、业结构调整转型的指导意见关于委托区县办理农转用和土地征收手续及进一步优化控制性详细规划审批流程的实施意见上海市规划和国土资源管理局关于印发的通知,(4)2013：规范化的“转型”与“转性”并举阶段 上海推出“研发总部用地”等“转性”制度，意图替代原“转型”政策。“研发总部用地”是低值工业用地和高值经营用地的“中间状态”，兼具工业用地低成本和经营用地具有开发灵活性的特征，既可以通过“转性”实现原来“转型”中难以实现的变更功能、提升容积率和建筑高度等参数；又可以为国家增加土地出让金收入，从而成为了工业用地“转性”的新路径。关于增设研发总部类用地相关工作的试点意见,香港政府在1989年接纳了Indu

16、strial-Office Building（综合工业及办公室楼宇，简称“工办楼宇”）的新概念，准许工业地业权持有人向城市规划委员会申请更改土地用途，兴建工业及办公室两用大厦。为鼓励工业用地/建筑二次开发，香港政府在2001年正式出台了允许工业用地转为“OU（business）”Zone（指定商贸地带）的政策。“商贸地带”容许三种主要经济活动，包括：无污染性工业、一般办公室及商业用途，可设于同一大厦分区内而无须作出规划申请。截至2012年9月，香港已有77宗“商贸地带”开发方案获批。根据2010年的统计数据，“商贸地带”内34%的工业楼宇楼面面积已转作办公/办公附属用途。同时，“industr

17、ial”zone（“工业地带”）的用途也被放宽：允许工业地带内发展IT、通讯工业、“与工业直接相关”的办公用途，且不限定楼面面积比率。,香港工业项目转型制度演进,从权宜的“三不变转型”走向理性“转性”“转型”政策的弊端：(1)“三不变”导致土地使用的“名”、“实”分离。用地属性、规划属性与实际用于不符。(2)转型结果受到局限，只能发展“服务业”类型的出租办公及其衍生产业类型。(3)简单化、无代价的转型导致大量土地升值利润的流失，也限制了转型产业质量的提升。从“转型”走向“转性”，将产业的转变纳入到名实相符的制度框架中，工业项目转型中“三不变”发展为功能、规划、土地属性、权属关系同步改变成为大势

18、所趋。从针对国有划拨土地的“出身认定”走向基于区位和规划属性的“身份认定”在2011年之后上海的转型政策中，原“国有划拨工业用地”被改为了“存量工业用地”，从而模糊了国企通过划拨取得土地与非国企通过出让等方式取得土地的边界；同时强化了区位和规划属性概念，如上海的“集建区内、集中工业区（104区块）外的195区域”等。,工业项目转型制度演进线索,从全国一盘棋走向地方适应性 转型和创新是国家“十一五”规划的主题之一，“十一五”期间的工业转型政策也具有着“国家政策、地方实施”的特征，多由国务院办公厅、国土资源部发文，地方出台实施细则的方式推行。2011年之后，上海独立出台了一系列工业转型政策文件，这

19、些政策更贴合上海的实际情况、更具有地方适应性。从粗放型管理走向参数化管理 早期的工业转型文件多仅是价值取向的“鼓励进行服务业转型”，而在2011年之后的文件中，则对于地块如何定位、如何转型或转性、谁来审批、审批流程如何简化、转型或转性参数如何确定等有了更详尽的规定。从而避免了具体操作中无约定的过大灵活性，做到有章可循、有规可依。,工业项目转型制度演进线索,原工业建筑的去留问题工业项目转型早期：仍处于自发、粗放的状态，缺少明确功能和参数的土地政策；国企效益差，既无能力投入大量的资金，也对于工业转型收益的期望值较低。因此普遍对工业厂房保留较多。工业转型政策趋于成熟：各项转型参数如容积率等有了明确的

20、限值，如何在有限的面积中获得尽可能大的收益成为转型的核心问题，越来越多的案例中采取了拆除后新建的模式，反而越来越不容易保留原有工业建筑。,工业建筑保护利用模式的问题在转型政策对用地参数的约束之下，对工业建筑的处置出现了走“改扩建”和“装饰装修”路径的不同做法。“装饰装修”路径是指在建筑的外轮廓、结构和面积都不变的情况下，对建筑的围护结构进行装饰装修的做法，审批手续相对较少。在许多转型项目中，业主往往倾向于仅保留有进一步分割空间潜力的建筑，通过新建、扩建达到转型政策中对土地参数的约定，再通过对装修建筑的违法二次划分进一步增加总量。“装饰装修”渠道因规避了建设管理部门对于建筑设计和施工质量的控制，

21、其最终效果往往差强人意。,转型制度影响下的工业建筑利用案例分析上海当代艺术博物馆,位于上海黄浦区花园港路200号，前身是始建于1897年的南市发电厂。主厂房于2010年改造为上海世博会五大主题展馆之一的城市未来馆，2012年改造成为上海当代艺术博物馆。上海当代艺术博物馆是中国大陆第一家公立的当代艺术博物馆，是集当代艺术展览、收藏、研究、交流、体验教育等功能为一体的标志性城市公共文化活动中心，也是“上海双年展”的主展场。为国内第一家由工业厂房改造成的国家三星级绿色建筑，获得了第二届上海市建筑学会建筑创作奖公共建筑优秀奖。,根据2010年上海世博会行动大纲和总体规划方案，南市发电厂厂址属于世博会厂

22、址规划范围内。早在2004年，上海世博土地储备中心与上海电力股份有限公司签订了中国2010年上海世博会场址范围内国有土地使用权收购补偿协议，约定南市发电厂于2006年迁离原址，土地使用权由世博土地储备中心以人民币9.5亿元收购补偿款收储，用于建造世博场馆。该转型项目走的是将原划拨工业用地使用权收归国有，经储备整理“转性”后用于新用途的途径。转型方向与规划方向相容，而且属于世博会重点项目而受到政府大力支持，为转型降低了难度。,上海玻璃博物馆,位于上海市宝山区长江西路685号，落成于2011年5月。它的前身是上海轻工玻璃公司的玻璃窑炉车间，目前则是一家极具现代概念的博物馆，主要从事与玻璃相关的实物

23、及史料的展示、收藏、学术研究和交流等活动。在占地超过3500平方的博物馆内阐述了数千年前古代玻璃的制作工艺到现今玻璃在宇宙航行器上的故事。带领一个由建筑师，艺术家，设计师，电影制片人及多媒体专家组成的国际化团队。博物馆结合了新的建筑结构和原有结构，保留并突出旧厂房的原有特色，赋予了旧厂房以新的功能性和标志性。优秀的改造设计和精彩的展览内容获得了国内外媒体的高度评价。,上海轻工玻璃有限公司在工业改造项目中，将旧车间改造用于设计研发展示。依据国办发200811号文及其它在此基础上出台的国家和上海出台的“三不变”相关文件等土地政策，和该地块的建设规划（G+玻璃主题园区的核心建筑群），该地块满足了“三

24、不变”的适用范围，项目主体（上海轻工玻璃有限公司）、项目用地性质（工业）均不变更。这一前提使得项目主体得以在实现转型的过程中免去招拍挂的程序，亦符合政府的政策意向，促进了项目的顺利进行。主要展馆走的是装修路径，报送装修执照。部分展馆作为旧厂房改扩建的一部分，因而作为新建建筑获得了土地和规划部门的新建建筑许可。对于项目主体，该项目的实施释放了存量房地资产。旧厂房改造而成的设计研发展示用房以博物馆身份面向公众开放，虽然该博物馆不是以短期盈利为目的，但成功起到了提升整个玻璃主题园区品牌知名度的作用。对于宝山区政府，该项目提升了周边环境，也进一步提高了宝山区的品牌价值。该工业项目的成功转型不但使工业遗产得到了很好的保护利用，也使项目主体和政府达到双赢。,谢谢！,