李汀珅,張明皓

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院,江蘇 徐州 221116)

意大利擁有數(shù)量龐大的建筑遺產(chǎn),在其保護(hù)利用方面一直走在世界前列,特別是在建筑歷史保護(hù)理論、勘察診斷分析測(cè)試、結(jié)構(gòu)材料干預(yù)實(shí)施和保護(hù)立法監(jiān)督管理等方面,對(duì)全球的建筑遺產(chǎn)保護(hù)工作做出了重大貢獻(xiàn),這與其系統(tǒng)科學(xué)、積淀深厚的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育是分不開(kāi)的。在中國(guó),長(zhǎng)期以來(lái)缺少科學(xué)的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育體系,這一情況直到2003年同濟(jì)大學(xué)率先開(kāi)設(shè)歷史建筑保護(hù)工程專業(yè)才有所改善,但在理論知識(shí)、學(xué)科融合、保護(hù)實(shí)踐等方面仍與國(guó)際上的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育體系存在明顯差距。

因此,選取意大利米蘭理工大學(xué)建筑遺產(chǎn)保護(hù)工坊課程(以下簡(jiǎn)稱“保護(hù)工坊”)為研究案例,結(jié)合筆者任該門課程助教的教學(xué)經(jīng)歷,從理論體系與應(yīng)用方法兩個(gè)方面,詳細(xì)闡述意大利建筑遺產(chǎn)保護(hù)課程的理論架構(gòu)、體系設(shè)置、教學(xué)手段等,并通過(guò)教學(xué)方法的凝練,將其運(yùn)用于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑遺產(chǎn)保護(hù)課程教學(xué)改革中,以探討意大利建筑遺產(chǎn)保護(hù)課程體系在中國(guó)的適應(yīng)性,為中國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育的改革和發(fā)展做出有益探索。

一、“保護(hù)工坊”教學(xué)模式概述

米蘭理工大學(xué)的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育具有悠久歷史和深厚積淀,其創(chuàng)始人為意大利著名建筑修復(fù)學(xué)家卡米洛·博伊托(Camillo Boito,1836—1914),在超過(guò)40年的教育生涯中,博伊托奠定了米蘭理工大學(xué)建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和教學(xué)形式。經(jīng)過(guò)近160年的不斷發(fā)展和改革,米蘭理工大學(xué)逐漸形成了以建筑工程教學(xué)為主體,多學(xué)科(歷史學(xué)、考古學(xué)、人類學(xué)、病理學(xué)、物理、化學(xué)等)交叉融合的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育體系。本文所選的研究案例“保護(hù)工坊”是米蘭理工大學(xué)建筑學(xué)碩士階段的必修課程,以下將從課程的組織形式、教學(xué)目標(biāo)、課程安排、教學(xué)內(nèi)容等方面,對(duì)“保護(hù)工坊”進(jìn)行全面系統(tǒng)的介紹。

(一)“保護(hù)工坊”組織形式和教學(xué)目標(biāo)

“保護(hù)工坊”是米蘭理工大學(xué)的經(jīng)典教學(xué)形式,米蘭理工大學(xué)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域擁有雄厚的師資力量,通常情況下每學(xué)期根據(jù)教師的研究領(lǐng)域,開(kāi)設(shè)多個(gè)不同的“保護(hù)工坊”,課程跨度為整個(gè)學(xué)期,約14周,班級(jí)人數(shù)在40～50名左右,保證學(xué)生可以完全掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)的核心理念和前沿技術(shù)。同時(shí),每個(gè)“保護(hù)工坊”在師資配備上基本遵循相同的方式,通常都為1名建筑保護(hù)專業(yè)的教授或副教授作主講教師,同時(shí)搭配1名勘察測(cè)繪專業(yè)的教授或副教授負(fù)責(zé)數(shù)字勘測(cè)技術(shù)的相關(guān)教學(xué)工作。與此同時(shí),每位高級(jí)職稱教師配備2名助理教授作為助教,方便課程隨堂輔導(dǎo),以便及時(shí)解決學(xué)生在圖紙繪制、軟件使用等方面的問(wèn)題。

在米蘭理工大學(xué)建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育體系的規(guī)范下,“保護(hù)工坊”依據(jù)自身課程特點(diǎn)設(shè)置了主要的教學(xué)目標(biāo):1)掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)理論的發(fā)展脈絡(luò)和主要流派;2)了解主要的建筑遺產(chǎn)測(cè)繪技術(shù)及其優(yōu)劣性能;3)掌握規(guī)范的建筑遺產(chǎn)保護(hù)修復(fù)圖紙繪制技巧和規(guī)范;4)了解建筑遺產(chǎn)的主要材料及其營(yíng)造技藝;5)了解建筑遺產(chǎn)材料和結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)病害類型和致病因素;6)熟悉建筑遺產(chǎn)主要修復(fù)加固技術(shù)的相關(guān)性能和優(yōu)缺點(diǎn)。在以上6個(gè)主要教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)下,全面提升學(xué)生建筑遺產(chǎn)保護(hù)理論的素養(yǎng),從分析建筑既有的材料和結(jié)構(gòu)病害入手,綜合對(duì)比調(diào)研措施、勘測(cè)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)分析、修復(fù)技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容,形成保護(hù)修復(fù)能力。

(二)課程安排與教學(xué)內(nèi)容

“保護(hù)工坊”的課程安排主要分為兩個(gè)階段,即保護(hù)理論學(xué)習(xí)階段和保護(hù)方案設(shè)計(jì)階段。第一階段主要為課堂教學(xué),包括保護(hù)理論知識(shí)與數(shù)字勘測(cè)技術(shù)兩個(gè)部分。具體而言,保護(hù)理論知識(shí)包括保護(hù)歷史與理論發(fā)展、修復(fù)前提和原則指南、歷史材料整理與分析、實(shí)際情況分析與判定、保護(hù)措施與再利用設(shè)計(jì)和病害機(jī)理的一般原因等內(nèi)容,而數(shù)字勘測(cè)技術(shù)的教學(xué)則系統(tǒng)講述了建筑遺產(chǎn)保護(hù)實(shí)踐中常用的勘測(cè)手段和表現(xiàn)技術(shù),且重點(diǎn)介紹了課程中需要用到的Agisoft Photoscan軟件,詳細(xì)講解和示范了運(yùn)用該軟件生成建筑遺產(chǎn)正射影像圖的主要步驟,并對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題和注意事項(xiàng)做出了明確解答。

在第二階段,學(xué)生被分為若干小組,在任課教師和助教的帶領(lǐng)下實(shí)地調(diào)研所選擇的建筑遺產(chǎn)案例,并對(duì)其進(jìn)行勘測(cè)和數(shù)據(jù)采集(圖1)。以收集到的實(shí)際數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),學(xué)生在教師的隨堂輔導(dǎo)下按照教學(xué)要求和進(jìn)度,完成對(duì)建筑遺產(chǎn)案例的材料甄別和病害分析,選定不同的符號(hào)和顏色代表相應(yīng)的材料和病害;結(jié)合實(shí)景模型的構(gòu)建和正射影像圖的生成,完成建筑遺產(chǎn)材料及其病害表征圖例繪制,以明確不同材料及其病害的現(xiàn)實(shí)分布情況;根據(jù)病害的實(shí)際情況采取相應(yīng)的診斷測(cè)試,分析總結(jié)建筑遺產(chǎn)案例病害的劣化趨勢(shì)和誘導(dǎo)機(jī)制;綜合前期的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,制定并提交最終的保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)方案(圖2),以達(dá)到整個(gè)課程的訓(xùn)練目的。

圖1 “保護(hù)工坊”實(shí)地勘測(cè)與數(shù)據(jù)采集教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)

圖2 “保護(hù)工坊”保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)方案最終成果示意

二、“保護(hù)工坊”經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)下的適應(yīng)性調(diào)整策略

在完整了解“保護(hù)工坊”課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,依托中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程開(kāi)展本土化適應(yīng)性研究,從夯實(shí)建筑保護(hù)基礎(chǔ)理論教育,促進(jìn)輔助交叉學(xué)科深度融合,提升保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)科學(xué)水平等方面,凝練建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育發(fā)展調(diào)整策略。

調(diào)整策略1:夯實(shí)建筑保護(hù)基礎(chǔ)理論教育

在“保護(hù)工坊”的教學(xué)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn),通過(guò)建筑遺產(chǎn)保護(hù)基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí),以“保護(hù)歷史與理論發(fā)展”等6個(gè)方面的教學(xué)內(nèi)容不斷對(duì)學(xué)生進(jìn)行深化和引導(dǎo),幫助學(xué)生形成全面的建筑遺產(chǎn)保護(hù)認(rèn)知基礎(chǔ)。同時(shí),結(jié)合調(diào)研勘測(cè)技術(shù)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,從具體的圖像采集到后期的數(shù)字化生成,系統(tǒng)講授并讓學(xué)生完全掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)勘測(cè)調(diào)研和數(shù)字建模相關(guān)技術(shù),為后期的實(shí)地勘測(cè)和保護(hù)設(shè)計(jì)做好扎實(shí)準(zhǔn)備。

基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)是建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育的根本,也是最需要不斷完善和夯實(shí)的部分。一直以來(lái),建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程以古代傳統(tǒng)建筑的歷史知識(shí)與構(gòu)造特點(diǎn)為切口,引入相關(guān)建筑遺產(chǎn)保護(hù)等方面的內(nèi)容,缺乏對(duì)建筑遺產(chǎn)保護(hù)相關(guān)技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,該門課程一直停留在理論學(xué)習(xí)和概念消化的階段,存在與實(shí)踐工程脫節(jié)的問(wèn)題。

調(diào)整策略2:促進(jìn)交叉輔助學(xué)科深度融合

通過(guò)米蘭理工大學(xué)“保護(hù)工坊”可以看到,在一個(gè)清晰完整的教學(xué)框架下,該課程融合了勘察測(cè)繪、數(shù)字模擬、材料認(rèn)定、病害分析等多學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容,突破了建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育完全依托建筑學(xué)的情況,形成了多個(gè)輔助學(xué)科深度融合的理想狀態(tài),與之相比,中國(guó)相關(guān)專業(yè)在此問(wèn)題上存在明顯的差距。

深度促進(jìn)多學(xué)科之間的交叉融合是健全建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育體系的關(guān)鍵步驟。在建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程以往的組織過(guò)程中,一直以建筑學(xué)專業(yè)教師為課程全部師資力量,并沒(méi)有引入相關(guān)交叉學(xué)科教師,同時(shí)也一直缺少多學(xué)科的融合和創(chuàng)新,這必然導(dǎo)致該門課程一直以建筑學(xué)教學(xué)為引導(dǎo),而缺乏真正的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育實(shí)際應(yīng)用思維。

調(diào)整策略3:提升保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)科學(xué)水平

正如“保護(hù)工坊”教學(xué)目標(biāo)中要求的一樣,通過(guò)規(guī)范流程化的教學(xué)演進(jìn),帶領(lǐng)學(xué)生完成建筑遺產(chǎn)材料及其病害的認(rèn)定,通過(guò)材料、病害表征圖例等專業(yè)圖紙的繪制,強(qiáng)化建筑遺產(chǎn)保護(hù)的基礎(chǔ)訓(xùn)練。引導(dǎo)學(xué)生查找并制定具有針對(duì)性的診斷測(cè)試和干預(yù)修復(fù)措施,設(shè)計(jì)科學(xué)合理的保護(hù)修復(fù)作業(yè)流程,包括詳細(xì)列出修復(fù)所需的工具、設(shè)備、產(chǎn)品等,真正做到切實(shí)可行。

提升建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育中的修復(fù)設(shè)計(jì)科學(xué)水平,是實(shí)踐和落實(shí)“修舊如舊”保護(hù)原則的最終手段。建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程以專題討論和案例分析的形式開(kāi)展課堂研討和交流,缺乏具體的建筑遺產(chǎn)保護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)踐,無(wú)法論證其保護(hù)干預(yù)措施的科學(xué)性和可操作性。因此,需要設(shè)置科學(xué)規(guī)范的建筑遺產(chǎn)保護(hù)課程體系,增加與實(shí)際保護(hù)工程項(xiàng)目的有效對(duì)接,這也是建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程的重要調(diào)整策略。

三、建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)適應(yīng)性課程體系設(shè)置

基于中意兩國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育的適應(yīng)性分析,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程的調(diào)整策略將重點(diǎn)以建筑遺產(chǎn)病理分析為基礎(chǔ),融合了測(cè)繪工程、化學(xué)工藝等其他專業(yè)知識(shí),形成跨學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革,旨在培養(yǎng)熟練掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)理論和技術(shù)的新型專業(yè)化人才。

在課時(shí)設(shè)置上,建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程延續(xù)原有的32學(xué)時(shí),具體細(xì)分為保護(hù)理論與勘測(cè)建模、案例選取與實(shí)地調(diào)研、病害分析與修復(fù)設(shè)計(jì)3個(gè)教學(xué)階段(圖3)。在師資隊(duì)伍構(gòu)建上,不僅要求主講教師具備“建筑歷史及其理論”或“建筑遺產(chǎn)保護(hù)”方向的博士學(xué)位,同時(shí)配備1名中級(jí)職稱以上的測(cè)繪專業(yè)教師,專門負(fù)責(zé)勘測(cè)技術(shù)與數(shù)字建模方面的教學(xué)工作。

圖3 建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程具體教學(xué)安排和組織形式

(一)保護(hù)理論與勘測(cè)建模教學(xué)

在建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程的第一階段,教學(xué)內(nèi)容主要包含保護(hù)理論與修復(fù)知識(shí)與勘測(cè)技術(shù)和數(shù)字建模兩個(gè)部分。在保護(hù)理論與修復(fù)知識(shí)課堂教學(xué)中包括6個(gè)學(xué)時(shí)的內(nèi)容,分別為建筑遺產(chǎn)保護(hù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀、中國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)發(fā)展與法律法規(guī)、病害機(jī)理分析及保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì),具體內(nèi)容如下:

建筑遺產(chǎn)保護(hù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀。了解建筑遺產(chǎn)保護(hù)的發(fā)展歷史和各國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)制度及法規(guī),掌握國(guó)外遺產(chǎn)保護(hù)的流派特征、價(jià)值概念及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)原真性、可讀性等重要原則。

中國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)發(fā)展與法律法規(guī)。介紹中國(guó)建筑遺產(chǎn)保護(hù)的演進(jìn)歷程、重要思想和相關(guān)法律法規(guī),掌握“中國(guó)文物古跡保護(hù)準(zhǔn)則”的宗旨和原則,掌握中國(guó)文物古跡保護(hù)的工作程序和五類具體的技術(shù)干預(yù)措施。

病害機(jī)理分析及保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)。了解物理衰變、化學(xué)衰變、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、構(gòu)件分離等常見(jiàn)的病害及其形成機(jī)理,系統(tǒng)掌握建筑遺產(chǎn)保護(hù)前期診斷、初步干預(yù)、飾面清潔、加固措施、保護(hù)產(chǎn)品等內(nèi)容,明確最終圖紙的相關(guān)要求。

勘測(cè)技術(shù)和數(shù)字建模教學(xué)為課堂教學(xué)與上機(jī)實(shí)操相結(jié)合展開(kāi),包括6個(gè)學(xué)時(shí)的內(nèi)容,具體涵蓋測(cè)繪數(shù)字模型構(gòu)建、攝影測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)、Photoscan軟件教學(xué)等測(cè)繪表現(xiàn)技術(shù)的教學(xué),而Photoscan被選為該課程的主要測(cè)繪軟件,在模型制作過(guò)程中,安排專門的助教進(jìn)行校正輔導(dǎo),確保學(xué)生可以熟練操作使用該軟件。

測(cè)繪數(shù)字模型構(gòu)建。講授面對(duì)不同類型的建筑遺產(chǎn)如何選擇正確的測(cè)繪技術(shù),具體從建筑遺產(chǎn)的整體概況、尺寸比例、功能布局、構(gòu)件元素等方面進(jìn)行判斷,并介紹激光掃描、三維測(cè)量、電子全站儀等不同測(cè)繪手段的特點(diǎn)。

攝影測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)。掌握攝影測(cè)量技術(shù)在使用過(guò)程中的重點(diǎn)要素,包括器材設(shè)備、拍攝角度、重疊比率、幾何畸變、日光要求,以及與其他測(cè)繪技術(shù)配合等內(nèi)容。

Photoscan軟件教學(xué)。了解Photoscan的各項(xiàng)基本功能,掌握配套的相機(jī)規(guī)格、拍攝技巧、照片像素、導(dǎo)入設(shè)置、圖紙生成、模型矯正等各方面技巧。

(二)案例選取與實(shí)地調(diào)研

在建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程研究案例的選取上,從建筑遺產(chǎn)的體量、材料、病害程度等多方面綜合考慮,力求做到案例的選擇適合教學(xué)的難度且達(dá)到相應(yīng)的訓(xùn)練效果,最終選擇了徐州“徐海道署照壁”。該照壁位于徐州市中心文亭街,是明清兩代及民國(guó)時(shí)期徐州最高行政機(jī)關(guān)徐海道署大門前的照壁遺存(圖4)。該“一字型”照壁長(zhǎng)約30m,高約5.6 m,為徐州地區(qū)第一大照壁。據(jù)傳照壁南墻繪有大海日升圖,墻北面的壁畫為一狀如麒麟的怪異奇獸“貪”,能吞沒(méi)大量金銀財(cái)寶,因貪極而墜入懸崖大海。然而隨著歲月的沖刷,現(xiàn)存的照壁上已經(jīng)無(wú)法辨別出以上內(nèi)容,只能從民國(guó)時(shí)期的徐海道署圖上有限地進(jìn)行辨認(rèn)(圖5)。

圖4 徐海道署照壁現(xiàn)狀

圖5 民國(guó)徐海道署圖及照壁位置

選取徐海道署照壁作為課程的研究案例,其一是因?yàn)槠渥鳛樾熘葜匾奈奈锝ㄖ?見(jiàn)證了徐州百年來(lái)許多重要的歷史事件,如張勛復(fù)辟、二次北伐、臺(tái)兒莊大戰(zhàn)、淮海戰(zhàn)役等。2006年6月,徐海道署照壁被江蘇省政府列為省級(jí)文物保護(hù)單位,也足見(jiàn)其歷史與文化價(jià)值。其二,建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程處于探索階段,選取的案例體量不宜過(guò)大,也不宜過(guò)于分散,選取照壁為課程的研究案例便于分組與現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。同時(shí),以建筑材料病理分析作為課程研究基礎(chǔ),為便于學(xué)生掌握,建筑遺產(chǎn)材質(zhì)種類不宜過(guò)多,照壁本身材質(zhì)只包括磚材、石材、琉璃瓦、涂料等幾類材質(zhì),正好符合課程研究案例選擇的有關(guān)要求。

在案例實(shí)地調(diào)研勘測(cè)之前,完成調(diào)研小組的分組工作,每小組不超過(guò)3名學(xué)生?？紤]到課程容量和學(xué)生能力,任課教師只要求各組根據(jù)自身意愿,選擇徐海道署北面或南面墻體中的其中一面進(jìn)行調(diào)研分析和保護(hù)設(shè)計(jì)。在實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研過(guò)程中,課程分別配備了建筑專業(yè)教師和測(cè)繪專業(yè)教師,及時(shí)解答學(xué)生在調(diào)研過(guò)程中遇到的包括測(cè)繪技術(shù)、遺產(chǎn)材料、既有病害方面等各類問(wèn)題,確保調(diào)研數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)地勘測(cè)的效果(圖6)?？紤]到后期計(jì)算機(jī)圖像處理,且攝影表面建模的紋理貼圖來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)采集的高分辨率圖像,為滿足學(xué)生調(diào)研數(shù)據(jù)中材料甄別與病害分析的需要,在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪攝影取像過(guò)程中,著重強(qiáng)調(diào)以下注意事項(xiàng):

圖6 任課教師指導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪攝影取像

1)選擇較為理想的天氣,光照充足;

2)為使后期尺寸與實(shí)際一致,前3張照片要拍攝帶有標(biāo)尺的高分辨率圖像;

3)需要架設(shè)三腳架保持穩(wěn)定的拍攝效果,每次固定焦距及其他相機(jī)參數(shù);

4)軟件建模需要連續(xù)拍照,且照片重疊度在80%以上,經(jīng)過(guò)測(cè)算每次移動(dòng)不得超過(guò)50 cm;

5)攝影時(shí)如遇到不可避免的遮擋物,可多角度拍攝,以便后期軟件分析更加準(zhǔn)確;

6)為方便后期軟件分析計(jì)算,拍攝順序要符合觀察者習(xí)慣,切忌照片順序凌亂;

7)生成的三維模型如有失真情況,則需要根據(jù)對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行原參數(shù)補(bǔ)拍。

(三)病害分析與修復(fù)設(shè)計(jì)

按照建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程的安排,第三階段也是最后一部分的內(nèi)容是最為重要的建筑遺產(chǎn)保護(hù)修復(fù)策略設(shè)計(jì),該部分一共分為四個(gè)環(huán)節(jié),分別為三維實(shí)景模型生成、材料甄別與病害分析、材料病害表征圖例設(shè)計(jì)、保護(hù)修復(fù)策略設(shè)計(jì)。

1.三維實(shí)景模型生成

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研獲得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上,每組學(xué)生需要對(duì)獲取的圖像資料進(jìn)行匯總和處理,使用課程推薦的Photoscan軟件進(jìn)行三維模型構(gòu)建和正射影像生成。與其他三維實(shí)景建模軟件相比,Photoscan軟件在調(diào)研取像設(shè)備上的要求較為簡(jiǎn)單,具有較高像素的相機(jī)即可,而不需要三維掃描設(shè)備、電子全站儀等價(jià)格昂貴且操作復(fù)雜的設(shè)備,這樣有利于課程的組織和進(jìn)行。各組學(xué)生將拍攝的照壁圖像導(dǎo)入Photoscan軟件中,按照步驟首先建立三維點(diǎn)云模型(Point Cloud),進(jìn)而生成照壁的點(diǎn)云網(wǎng)格模型(Mesh Model),且根據(jù)實(shí)際保存情況貼附表面紋理(Texture Map),保證可以展現(xiàn)照壁遺產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)病害狀況(圖7)。

圖7 教學(xué)案例三維實(shí)景成像效果圖

各組學(xué)生通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲得照壁三維實(shí)景模型,在此基礎(chǔ)之上檢查模型建構(gòu)過(guò)程中是否還有拼接、錯(cuò)位等問(wèn)題,如果存在以上情況則需要將出現(xiàn)問(wèn)題的部位匯總,并再一次進(jìn)行實(shí)地補(bǔ)拍。實(shí)地補(bǔ)拍過(guò)程中需要保持相機(jī)參數(shù)、焦距等數(shù)值與第一次拍攝時(shí)相同,保證再次構(gòu)建模型時(shí)的有效性和兼容性。通過(guò)校正修補(bǔ)后的三維實(shí)景模型,可以全面展現(xiàn)照壁的材料及其病害情況。指導(dǎo)教師還要求學(xué)生進(jìn)一步導(dǎo)出生成照壁的正射影像圖,這樣做的主要目的是便于直觀讀取和分析照壁的材料和病害信息,有助于后續(xù)分析研究。同時(shí),根據(jù)課程設(shè)置的相關(guān)要求,在后期技術(shù)圖紙繪制和最終設(shè)計(jì)表達(dá)時(shí)都需要正射影像圖,因而正射影像圖的質(zhì)量是最終成圖的關(guān)鍵。

2.材料甄別與病害分析

在正射影像圖生成之后,各小組對(duì)照壁的材料開(kāi)展研究。指導(dǎo)教師要求學(xué)生深入分析研究照壁所有部分建筑材料的自身屬性和營(yíng)造技藝,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拍照留存以便后期甄別和示例,匯總各類材料的具體信息、保存現(xiàn)狀、材料照片等內(nèi)容。在材料信息收集完成之后,各組學(xué)生設(shè)置和確定各類材料的不同編號(hào)和符號(hào),同時(shí)按照課程規(guī)定的“材料卡片”模板內(nèi)容,完成對(duì)照壁材料的信息梳理和提煉,主要包含該類材料的具體編號(hào)、符號(hào)、樣片、分布示意、文字說(shuō)明等信息,如圖8(a)所示。同時(shí),還必須標(biāo)明樣片拍攝的具體位置和方向,以保證照壁“材料卡片”上的信息清晰可讀。在各組完成“材料卡片”的編制后,指導(dǎo)教師組織隨堂匯報(bào),并及時(shí)指正出現(xiàn)的問(wèn)題。

在此之后,各組學(xué)生按照相同的步驟,對(duì)照壁既有材料病害進(jìn)行研究分析。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生不僅需要結(jié)合前期對(duì)照壁材料屬性和營(yíng)造工藝的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),更需要拓展交叉學(xué)科相關(guān)知識(shí),了解照壁材料自身耐久屬性和形成病害的誘導(dǎo)機(jī)理,參考材料病害認(rèn)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如ICOMOS石質(zhì)遺產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)出版的《石質(zhì)病害劣化形式圖解術(shù)語(yǔ)表》,保證病害認(rèn)定過(guò)程和結(jié)果的準(zhǔn)確性。與“材料卡片”相似,每組學(xué)生也需要按照模板編制照壁的“病害卡片”,內(nèi)容涵蓋病害編號(hào)、符號(hào)、樣片、分布情況,以及病害描述、產(chǎn)生原因、所需診斷等文字說(shuō)明,如圖8(b)所示。在“病害卡片”完成后,各組學(xué)生對(duì)該階段內(nèi)容進(jìn)行匯報(bào)和調(diào)整。

圖8 “材料卡片”與“病害卡片”

3.材料病害表征圖例設(shè)計(jì)

在完成照壁“材料卡片”和“病害卡片”的編制后,各組學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師的要求,分別進(jìn)行照壁材料和病害表征圖例相關(guān)圖紙的繪制。中國(guó)建筑保護(hù)領(lǐng)域針對(duì)相關(guān)類型的圖紙,并沒(méi)有形成統(tǒng)一的繪制標(biāo)準(zhǔn)和具體要求,因此,在建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)上,主要借鑒米蘭理工大學(xué)“保護(hù)工坊”中給出的相關(guān)要求,學(xué)生需要結(jié)合前期各組設(shè)定的材料和病害的編號(hào)、符號(hào),在生成的照壁正射影像圖上分別標(biāo)識(shí),以明確各類材料和病害在照壁上的現(xiàn)實(shí)分布情況。除此之外,還要列出不同材料或病害的相關(guān)“圖例”,方便后期圖紙使用過(guò)程中信息的讀取(圖9)。

圖9 材料病害表征圖例設(shè)計(jì)

在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中,還包括病害問(wèn)題診斷測(cè)試方案的設(shè)計(jì),多學(xué)科的交叉融合即在該部分體現(xiàn)。首先,任課教師要求各組學(xué)生充分利用課程前期分析基礎(chǔ),全面收集不同病害的診斷測(cè)試案例或文獻(xiàn),在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)相應(yīng)的診斷測(cè)試方案,內(nèi)容包括方案名稱、操作步驟、測(cè)試儀器和測(cè)試結(jié)果,同時(shí)列出該病害問(wèn)題診斷測(cè)試方案中涉及的所有參考文獻(xiàn),匯總病害問(wèn)題診斷測(cè)試報(bào)告。由于建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程主體面向的是建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生,相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備較弱,在該環(huán)節(jié)的隨堂匯報(bào)部分,專門邀請(qǐng)化學(xué)工藝學(xué)科的教師參與,論證各組學(xué)生所編制診斷測(cè)試方案的合理性,判斷所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果是否正確。

4.保護(hù)修復(fù)策略設(shè)計(jì)

建筑歷史與遺產(chǎn)保護(hù)課程最后的教學(xué)環(huán)節(jié)是綜合前期所有的分析和測(cè)試結(jié)果,設(shè)計(jì)科學(xué)合理的照壁病害保護(hù)策略和修復(fù)技術(shù)。在繪制保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)圖紙前,各組學(xué)生結(jié)合已有相關(guān)研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),依照實(shí)際施工順序編制照壁保護(hù)修復(fù)措施技術(shù)報(bào)告,具體內(nèi)容包括:預(yù)備工作;前期診斷(裂縫監(jiān)測(cè)、基礎(chǔ)保存、土壤狀況等);初步清潔(一般清潔、沉積灰塵清潔等);灰漿重新填充;剝離起鼓修復(fù);斷續(xù)失穩(wěn)修復(fù);清潔拆卸離場(chǎng)。每一項(xiàng)保護(hù)修復(fù)措施都需要有明確的序號(hào)標(biāo)注,其目的是在最終的保護(hù)修復(fù)圖紙中可以清晰標(biāo)注,同時(shí)也便于索引相關(guān)的修復(fù)措施。

在完成技術(shù)報(bào)告的基礎(chǔ)上,各組學(xué)生按照任課教師的安排完成最終的“保護(hù)修復(fù)設(shè)計(jì)圖紙”繪制。在前期材料分析、病害分析、病害表征圖例和技術(shù)保護(hù)研究基礎(chǔ)上,針對(duì)徐海道署照壁的不同實(shí)際病害情況,提出可能的干預(yù)修復(fù)措施,依照前期研究制定的符號(hào)、顏色或其他圖形,在最終的修復(fù)圖紙上進(jìn)行具體標(biāo)識(shí)。修復(fù)措施的標(biāo)識(shí)內(nèi)容依照技術(shù)報(bào)告的索引編號(hào)列舉,針對(duì)不同的病害問(wèn)題提出完整的修復(fù)干預(yù)流程,在病害表征圖例的下方繪制。同時(shí)為方便修復(fù)措施的識(shí)讀,要求各組學(xué)生將技術(shù)報(bào)告上的修復(fù)措施索引編號(hào)在圖紙中列出,方便任課教師和以后的使用者檢索。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),中國(guó)的建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育取得了較大發(fā)展,但仍需要不斷探索更適于國(guó)情的教學(xué)內(nèi)容和手段。只要學(xué)界同仁共同努力,吸取發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育方面的成熟經(jīng)驗(yàn),結(jié)合建筑保護(hù)基礎(chǔ)理論教育,大膽嘗試多學(xué)科的交叉融合,全面提升建筑遺產(chǎn)保護(hù)設(shè)計(jì)科技水平,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育的整體水平。