“數字重生”：武漢中蘇友好宮的再利用實踐

文｜中信建筑設計研究總院有限公司 李杰 許穎 吳莎冰 王金科

通過建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）實現建筑在虛擬空間中的映射，實現其“數字孿生”，目前已經在工程建設領域深入應用。歷史建筑方面，結合精細測繪與HBIM（Heritage BIM），也能夠構建其“孿生”建筑，并通過BIM 軟件的檔案整合、仿真模擬等功能，結合傳感器的應用，為其保護與修繕提供參考。由于戰爭、自然災害、城市拆遷、建筑不敷使用等多種原因，有許多優秀的建筑已經被毀損、被拆除。在不刻意仿古、不改變遺存現狀的情況下，利用BIM 技術，同樣可以實現這些建筑的“數字重生”，重現記憶，并實現其在虛擬空間內的活化利用。針對曾在武漢市民心中占據重要地位的武漢展覽館（武漢中蘇友好宮）開展的“數字重生”實踐，通過數字展覽的形式實現了其活化利用。

1.武漢中蘇友好宮概覽

武漢中蘇友好宮于1955年11月16日破土動工，1956年3月15日建成。它是“一五”期間繼北京、上海和廣州之后建設的第四個中蘇友好宮，為展示蘇聯經濟和文化發展的成就而設計。建筑占地面積11萬平方米，主樓建筑面積23085 平方米。主樓共四層，總高度25 米，是當時武漢最壯觀的建筑之一。

中蘇友好宮及周邊的景觀體現了20世紀50年代蘇式建筑在中國的發展趨勢。蘇聯建筑最典型的特點是類似于新古典主義建筑的三段式設計。建筑呈中軸對稱，主樓（工業館）為四層鋼筋混凝土框架結構，兩翼（農業館、文化館）為兩層混合結構。各種精美的柱式、屋檐和室內天花板構件，使這種蘇式建筑復雜而不繁瑣、高雅而有品位。厚厚的外墻使建筑保持了良好的保溫性能。通過這些設計手法，武漢中蘇友好宮展現了一種莊嚴、堅固和精致的感覺。

中蘇友好宮隔寬達60 米的解放大道與著名的武漢中山公園相望。公園建于1910年，最初是武漢“地皮大王”劉歆生的私家花園。公園1927年被國有化，1929年起開始對公眾開放，是中國最早的現代公園之一。中山公園內，建筑風格主要為希臘、羅馬及拜占庭式，但其大門為1956年重新設計，是蘇聯風格。重修的中山公園大門為配合中蘇友好宮及其廣場的功能，頂端設置了觀景臺。公園大門—解放大道—中蘇友好宮的整體景觀成為了武漢當時群眾慶賀游行等大型活動的中心。

1953年，蘇聯專家巴拉金為武漢起草了第一份城市規劃草案，其中包括了武漢的中軸線。按照巴拉金的方案，武漢城市軸線西起中山公園門前的人民廣場（即中蘇友好宮——武漢展覽館所在地），經南岸嘴渡江抵武昌江邊，再經洪山廣場到達武漢大學。這是武漢城市規劃中的第一個城市軸線設計，將武漢三個獨立的城鎮聯結成一個共生發展的集群。武漢的城市擴張也最初沿著這條軸線推進。

2.拆除與數字化重建的設想

1966年，由于國際形勢變化和中蘇關系的破裂，中蘇友好宮改名為武漢展覽館（簡稱“武展”）。到了80年代末期，展覽館東西兩翼的展廳天棚開始漏雨，中央大廳主樓外墻也因地質不均勻沉降導致了局部墻體開裂。經過修繕之后，武展仍然不敷使用。1995年4月，武展因外商計劃投資興建多功能大型建筑而被拆除。但1997年亞洲金融風暴導致投資受阻，許多武漢市民愈發為其拆除而感到惋惜，這一個區域的景觀也從此發生了根本性的變化。中山公園的蘇式大門在解放大道加建高架之后變得更加孤立，這一整體性的中心廣場就此被分割開來。

在武漢展覽館的拆除不斷引起回憶和反思的今天，城市更新的“留、改、拆”問題極受關注。本項目通過BIM 技術對展覽館進行數字化重建，也希望能藉此喚醒人們對于建筑及城市景觀的記憶。

BIM (Building Information Modeling)，最早由Charles Eastman 于1975年提出。其意義在于將從前期的概念設計、施工圖到竣工后的建造過程和建筑運行的所有信息進行整合。所有參與項目的人員都可以利用模型的數據庫進行協調，從而提高工作效率和準確性，降低項目成本。

由于建筑遺產的復雜性和科學性，以及需要處理大量的建筑信息、不斷更新和管理新的建筑信息，BIM 的優勢由此凸顯出來。HBIM 是專門用于建筑遺產保護的BIM 的一個分支。它與新建筑項目最大的區別在于處理現有建筑遺產和周圍環境的方式。

HBIM 項目主要分為三個步驟:初步綜合調查與評估、BIM 建模與數據生成、干預策略研究。

初步調查的重點不僅是歷史建筑遺產本身，還包括建筑遺產所在的城市和文化評價。對既有建筑與歷史建筑傳統的調查方式是人工測量，建筑細節上的美學、復雜性和獨特性往往被忽視。隨著科學技術的發展，利用三維激光掃描設備和無人機，可以對復雜的歷史建筑進行精確的三維激光掃描，并將大量數據導入相關設計軟件，生成精確的建筑模型。但是對于已經被破壞、拆除的建筑，就只能根據歷史資料和存檔數據進行建模。武漢展覽館的數字化重建就是采用了這種方法。

3.武漢展覽館的數字建模

武漢中蘇友好宮的設計由武漢城市建筑設計院（今中信建筑設計研究總院有限公司）承擔，由主任工程師黃康宇擔任項目設計總負責人，蔡德莊、唐覺后、楊繼業等設計師設計。本次數字建模使用了設計院保存的原始圖紙作為基礎，恢復了這座建筑中蘇友好宮時期的全貌，包括“中蘇友好宮”字樣、門楣上的“蘇聯經濟及文化建設成就展覽會”標語，和大門左右兩側的中、俄文標語——“中蘇兩國人民牢不可破的友誼萬歲”及木門上的中俄文“和平”“友誼”字樣。

建筑初步的繪制使用Rhino 軟件進行，用于將原始平面圖、立面圖和剖面圖轉換為3D。建模工作由Rhino 軟件中的BIM 插件Visual ARQ 輔助。借助Rhino 軟件強大的建筑建模設計功能，利用Visual ARQ 在進行特殊的建模設計時，可以幫助輸入關鍵的建筑模型信息。

基于Autodesk BIM 系列軟件優秀的流程系統，選擇Revit 軟件作為BIM 模型的輸出軟件。項目將在Rhino 中完成的建筑模型導出為帶有建筑信息的.ifc 格式文件，然后導入到Revit 軟件中進行BIM 模型和建筑信息深化工作，進而完成相應的MEP 機電和管道設計。

數字建模的難點主要表現在紋理的選擇和細節的再現上。雖然原始圖紙中包括文字、花飾、柱、燈、地坪、線腳等處的大樣圖，但是建筑立面材質、內部裝飾等細節需要更多的支撐才能進行更貼切地還原。項目組搜集了與武展相關的歷史照片，并進行了一系列的訪談，獲取了口述史材料，并結合同一時期設計的北京、上海、廣州三處中蘇友好宮的歷史圖片和現狀細節，對武展的相關細節進行了推斷。調研過程中，項目組接觸到了位于武展原址、竣工于2001年的武漢展覽中心（簡稱“新武展”）的業主方漢商集團的負責人。漢商集團在近期對新武展的裝修中，留出一層，專門以老武展的風格進行了裝修，“恢復”了一個蘇式會議廳、一個休息室和一系列具有老武展風格的景觀元素。根據項目組對該負責人的采訪，裝修前他調研了北上廣的三處中蘇友好宮，收集了風格、材料、象征元素和室內設計的資料，并根據這些資料定制了裝修中使用的燈具、地毯等相關材料。對老武展的BIM 建模中，也借鑒了“新武展”恢復的蘇式元素。

完成后的模型還原了展覽館前的中心廣場、綠化及荷花型噴水池。建筑外立面采用原設計的米黃色水刷石飾面，內部中央大廳還原了花飾、水磨石地坪及八角穹頂，配色、燈飾則參考了廣州展覽館及“新武展”的布置。中央工業館還原了18 個圓拱、30 米跨度的拱形薄殼結構及四邊二層回廊，內部裝飾及風格參考了上海展覽館的大廳。兩翼農業館和文化館還原了兩層樓的建筑式樣。

4.“數字重生”：數字博物館

由于武漢展覽館承載了豐富的市民情感，其HBIM 模型需要展示給大眾才能達到最好的效果。由于這一建筑過去的主要功能是舉辦展覽及展會，目前的建筑模型也最好能夠實現同一功能，并兼顧建筑賞析。

最終，項目組將完成后的武漢展覽館轉化成數字展廳，并布置了“大城崛起——張之洞督鄂興漢紀念展”。雖然在模型內可以直接觀展，但是為了達到更好的網絡傳播效果，通過輸出模型全景圖片，導入通用的在線全景平臺，添加了文字、圖片及語音導覽，從而完成了模型的輕量化展示和網絡訪問。該數字博物館展廳的特點如下：第一，展覽基于HBIM 模型設置，展覽流線可以按需排布，在模型內以構建墻壁的方式搭建，結合武展工業廳原有的拱頂大空間，可以舉辦大型線上展覽。第二，展廳一層與二層可結合布展，也可分開布置專題展覽。展廳具有可復制性，每一個展覽可以作為子模型單獨留存，隨時可以在網絡上進行訪問。第三，由于數字展覽的特殊性，可直接在展覽中放置視頻、動圖等在傳統展覽中需要通過特定設備展示的資料，與傳統展覽相比成本更低、效果更好。第四，由于數字模型可以在瀏覽時選擇需要觀測的具體位置，建筑的細部能夠直接拉近、放大，也可以通過高清照片、視頻等形式多角度展示，可以更加具象、突出地展示在瀏覽者面前展現建筑的科學價值、藝術價值。

除布置展覽外，武漢展覽館的HBIM模型還可以用于3D 打印，便于收藏歷史記憶。結合數字模型與VR、AR 等虛擬現實技術，能夠獲得良好的虛擬體驗，便于后續結合相關軟件在網絡上進行虛擬展會或者開發相關游戲。