古建筑的活化利用

摘 要：古建筑是先人為我們留下的稀世之珍，中國地大物博，不同地域的建筑類型各具特色，它們見證了時代的變遷，在歷史、文化、科技、藝術等多方面蘊藏著珍貴價值。如今，在我國持續(xù)推進現(xiàn)代化城市建設的背景下，部分文物古建筑在自然環(huán)境和人為因素的影響下受損嚴重，解決古建筑資源的可持續(xù)發(fā)展與活化利用是一個重大課題。對此，本文將以梅州市客家建筑——南源世第為例，利用三維掃描技術高精度、高效率掃描建筑進行“數據存檔”，構建建筑的三維點云模型，并對數據和模型進行合理分析，以當地的客家文化為背景并結合理論實踐的方法提出古建筑活化利用的方案。

關鍵詞：古建筑；三維掃描技術；活化利用文章編號：2095-4085（2024）03-0004-03

0 引言

古建筑的前期調研及數據的整理歸納是實現(xiàn)其活化利用的重要環(huán)節(jié)。根據收集的數據來繪制建筑模型，更能直觀表現(xiàn)古建筑的現(xiàn)狀和特點。如果使用傳統(tǒng)的繪圖軟件進行模型的搭建，前期需要收集建筑各部分的大量數據，且在最后的拼接搭建環(huán)節(jié)中數據錯誤會導致整體模型搭建失敗。另外部分古建筑遭受自然天氣的影響，破損嚴重（古建筑內部仍保存著一些蘊藏珍貴歷史文化的原始壁畫、雕刻等工藝，這些數據稀缺），無論是為后續(xù)古建筑的修繕或是活化利用都增加了難度。而通過三維掃描技術、BIM技術采集古建筑（南源世第）點云數據并對比人工采集到的數據進行調整處理，建立建筑及其內部結構的三維BIM模型，將等比例的建筑幾何模型信息永久保存于計算機數據庫，顯著提高了古建筑檔案的修復效率，在計算機上極大程度地還原了建筑原本樣貌，讓古建筑模型更加精細化、直觀具體化［1］。要實現(xiàn)古建筑的活化利用，還需明確建筑背后的歷史文化、發(fā)展狀況、現(xiàn)存問題等多方面因素。本文通過利用三維掃描技術這一媒介保護并活化古村落古建筑，以實現(xiàn)村民富裕，鄉(xiāng)村振興。

1 南源世第保存活化利用的意義

客家文化是中華傳統(tǒng)文化中的一部分，既是一種地域文化，也是一種族群文化，以其悠久的歷史遺存、厚重的文化內涵、獨特的民俗風情，被譽為中國“傳統(tǒng)文化活化石”。南源世第作為當地知名的“傳統(tǒng)文化活化石”，建筑結構獨特、壁畫以及雕刻工藝精致巧妙，建筑本身蘊含著豐富寶貴的傳統(tǒng)文化，且當地風俗特色鮮明，又有戲劇、皮影戲等非物質文化遺產的傳承。新時代背景下，我們應該因地制宜，保護地方特色，將建筑的“古”與“新”融合在一起，深入調查研究，制定詳細的規(guī)劃，并利用互聯(lián)網新媒體的傳播優(yōu)勢進一步實現(xiàn)古建筑資源的永續(xù)利用與可持續(xù)發(fā)展。

南源世第作為歷史悠久保留完好的客家古建筑在梅州市享有極高的聲譽。活水源頭“南源世第”，以慎軒樓為載體，創(chuàng)意源自反哺鄉(xiāng)土的文化初心，意在通過追根溯源傳承美德，以家訓家風培育文化自覺與文化自信。其位于廣東省梅州市梅縣區(qū)南口鎮(zhèn)車陂村，始建于民國21年（公歷1932年），于民國33年（公歷1944年）落成［2］，主體為中西結合堡壘式建筑。

對于古建筑（南源世第）的活化利用，需要對前期收集并歸納的資料與數據進行分析。整個過程中需要收集的資料包括古建筑的建筑構造、歷史文化背景、周邊發(fā)展狀況等方面。針對建筑構造，需要記錄建筑各部分的測量數據，分析建筑材料、建筑結構等工作。在調研過程中，三維激光掃描技術，可以批量掃描點云數據，數據量豐富，可以通過逆向工程實現(xiàn)三維建模，還原建筑本色，在復雜的文物古建筑保護、修繕等方面具有巨大優(yōu)勢［3］。與傳統(tǒng)人力測繪相比，三維掃描技術省時省力，并且精準全面，在數據模型拼接過程中，誤差積累基本不存在。

2 關于三維掃描技術的使用

2.1 三維激光掃描技術在工程中的應用

三維數字化技術的誕生，使得工程建筑領域更加智能化，從施工前期到建筑后期維護，拓展面不斷增大。在土石方填挖測量、數字化虛擬安裝、工程質量驗收、建筑變形檢測、三維建筑模型打印等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。三維激光掃描技術所提供的數據可結合計算機技術進行靈活應用。隨著多媒體在當代社會中的廣泛運用，建筑三維數據通過AR/VR等技術實現(xiàn)了在影視、廣告、游戲中的植入展示，讓數字化數據從靜態(tài)化演變?yōu)閯討B(tài)化形式。實現(xiàn)古建筑的活化利用，讓其展示在群眾的視野下，多媒體的利用是一個有效的途徑。

2.2 國內外研究三維掃描技術評述

三維激光技術出現(xiàn)在上世紀60年代，從上世紀90年代開始，其已成為測繪技術中繼GPS定位系統(tǒng)后又一項高新技術。國外專家學者最早是將三維激光掃描技術應用在研究保護古建筑中。我國在古建筑應用方面起步晚，但是隨著技術的引進，許多重要的國家級古建筑相繼得到完善。如故宮博物院應用三維掃描技術完成故宮內重要古建筑的三維數據采集；敦煌研究院也利用多種測繪技術對莫高窟進行了數據采集，重建具有紋理的洞窟數字模型；此技術也被應用于布達拉宮古建筑群的高精度數字測繪中。

隨著技術不斷成熟，我國也將三維激光掃描技術廣泛運用于普通古建筑的保護當中。例如吉林省的木屋村落，通過三維激光掃描技術進行掃描，并以此得到可供編輯的三維影像資料，繪制出精確的圖紙，為后續(xù)方案的策劃提供了有效的數據保障，達到了對于該村落進行保護的目的。廣東省梅州市在這方面起步較晚，許多古香古色的圍龍屋以及土樓亟待保護。

2.3 三維掃描建立數據庫

三維激光掃描技術是基于三維激光掃描儀和數據處理軟件完成對目標物體表面幾何特征和影像數據的收集，對目標無接觸式的高速高精度測量，能夠獲取復雜物體的幾何特征和影像數據，由點云數據處理軟件對收集到的點云數據和影像數據進行處理。同時可以完成坐標系的空間位置轉換和數字三維模型的建立，并滿足多種存儲格式的轉換和輸出，適應多種空間數據和不同應用場景的需要。具有速度快、無接觸、高精度、自動化特性，對傳統(tǒng)三維測量技術帶來了革命性的影響。隨著智慧城市、智慧生活等一些概念的提出，諸如地圖導航從二維平面數據表達到三維空間數據轉變。從二維到三維的過渡是信息化建設的必然要求。

本研究運用了Trimble SX10掃描儀，根據照相機原理采用點數據的手段，在南源世第建筑周圍依次固定點位并攝取各部分位面的點位數據，通過匹配軟件對三維數據進行整理拼接，達到實景還原的效果，實現(xiàn)自動化數據采集和處理。建立數據庫后，針對不同問題的修繕方法以及新的規(guī)劃設計，在后期可通過搭配軟件的使用，對改造后的數據進行可見性處理并分析各類方案的成效，以達到理想造型和效果。

3 南源世第規(guī)劃改造

3.1 南源世第房屋結構的修繕

3.1.1 瓦片屋頂的綠色改造

根據調研數據分析，瓦皮屋頂破損的部分使用特殊材料進行了填補，但修復后的屋頂在顏色和材質上與原本的風格相比，都顯得有些突兀。因此，針對此類狀況，可拆除房間內部分瓦片，在屋頂留下較大的空白部分用透光性較強的玻璃或者其他環(huán)保透光材料進行填補，通過獲取足夠的自然光線，凸顯建筑在時間的長河中發(fā)生的改變，也展現(xiàn)出現(xiàn)代裝修風格與古文明的碰撞。

對于其他部分的瓦片屋頂，可采用太陽能瓦片與光伏發(fā)電系統(tǒng)相結合的形式進行綠色改造。太陽能瓦片能夠提高光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑屋頂的防水性，光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠有效提高屋頂的防曬性能， 延長屋頂的使用壽命，兩者相結合可增強太陽能發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并提高小戶型屋頂空間的利用率，實現(xiàn)綠色發(fā)展目標。

3.1.2 壁畫的長期保存

古建筑內部的墻體壁畫與彩繪，每一幅都似在講述一個故事，闡述一個道理，具有較高的歷史、藝術、科學價值。隨著現(xiàn)代化城市的建設，愈來愈多的人偏向于創(chuàng)新，而忽略了歷史壁畫的修復以及保存。因此，古建筑壁畫需要搶救性保護。目前，南源世第的壁畫已經涂刷有保護作用的材料，但還需對古建筑壁畫進行高精度三維激光掃描建模，建立數字化的古建筑壁畫數據庫；也需要運用干酪素稀液調和劑、人造彩色硅砂涂料等更加具有“持久性”、抗風、抗曬和抗潮濕的新材料增添其它蘊含客家歷史文化的壁畫［4］，以宣揚客家文化的內涵，使客家文化更具藝術色彩的展現(xiàn)在大眾面前。針對大型壁畫還要采取安裝防護玻璃等保護措施以防止壁畫受到人為破壞。

3.1.3 天井的多功能性改造

南源世第將天井改造后，如果關上門窗，下堂基本處于一個封閉的狀態(tài)，這種情況不利于房間內的通風換氣，給人一種沉悶的感受。并且考慮到在進行各種各樣的活動時，天氣難免會不盡人意。因此在大堂頂棚的設計上可以更具創(chuàng)新性和多樣性，要能夠應對突發(fā)天氣。太陽活躍時，能夠遮擋大部分太陽光線，降低室內溫度、防輻射；下雨天氣，能夠擋雨，使室內活動正常進行；也能夠在在大風天氣，屏蔽室外風聲，減少不必要的影響。針對不同天氣，可以采用不同材料組成復合結構的頂棚樣式，在不同天氣使用不同作用的擋板。并且，在滿足結構和功能的基礎上，對造型再加以設計，增添客家文化元素，以契合古建筑氛圍，更重要的是這也是客家文化的又一表達形式。

3.2 建筑的活化利用

3.2.1 圍合單元的創(chuàng)新

圍龍屋的建筑特點，建筑兩側成對稱狀態(tài)形成包圍結構，南源世第里面89個房間被用來打造成以姓氏文化為主題的教育陣地，其中包括了每個姓氏的淵源、堂聯(lián)、堂號、家風家訓以及歷史人文典故等。讓家風家訓回歸鄉(xiāng)土，讓閑置古民居煥發(fā)“傳承好家訓、培育好家風”的私塾式教化功能，也為美麗鄉(xiāng)村建設增添一道靚麗的文化風景線。后期可將部分房間設置為閱覽室和休息室，放置不同姓氏的名人故事以及與客家建筑文化和客家人文文化有關的書籍。在游客觀賞建筑時，還可進入房間閱覽圖書，更加深入的了解客家文化，同時也可作為休息室供游客放松休息。

3.2.2 中堂及下堂的改造

圍龍屋結構中，中堂是族人參議、舉辦重要宴會的主要場地；下堂是給請來的銅鼓八音班設樂壇和轎夫們設席的地方。中堂和下堂作為公共空間，可作為多功能場所，對外開放，可開展“紅色”講座、各類會議及活動，以進一步對外宣傳客家歷史文化。在中堂部分，可搭建一個多功能性舞臺，聚集該地區(qū)周圍的非物質文化遺產，例如“木偶戲”、“粵劇”等有趣而又富有客家內涵的活動，定期舉辦，以達到用非物質文化遺產的魅力吸引更多旅客的目的。而對于其他的下堂部分，可順應不同時節(jié)、節(jié)日，打造出各類獨具風格的場景，并與觀眾臺的作用相聯(lián)系。

4 結語

本研究利用三維掃描技術，將客家傳統(tǒng)古建筑保護修繕起來，利用古建筑的知名度大力發(fā)展文化旅游業(yè)，以此創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，為村民生活提供保障，讓村民駐守家鄉(xiāng)，優(yōu)化古村生態(tài)，促進古村繁榮興旺。

基于三維掃描技術進行古建筑修繕，并提出發(fā)揮古建筑的名人優(yōu)勢帶動村民脫貧致富，致力于探索一個古建筑活化助力鄉(xiāng)村振興的可行道路。一個古建筑不是靜止的景觀，而是活著的歷史。在古建筑活化利用的過程中，“文化效益”是發(fā)展的目的之一，而應弱化經濟上的成效，重視歷史文化價值的傳播延續(xù)，利用現(xiàn)代技術保護古建筑的物質載體和各類非物質文化，以實現(xiàn)古建筑的永續(xù)利用與可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

［1］石若利.BIM技術、三維掃描技術、GIS技術在古建筑修復保護中的運用研究［J］.軟件，2020，41（9）：123-126.

［2］江金波.圍龍屋——最具代表性的客家建筑文化景觀［J］.嶺南文史， 2004（S1）：19-20.

［3］陳巍巍，劉錕銘.三維激光掃描技術在舊城改造古建筑保護中的應用［J］.江西測繪， 2020（2）：28-31.

［4］徐興彬.濟南長清區(qū)古建筑壁畫調查及保護利用［J］.文物鑒定與鑒賞，2020（17）：79-81.

基金項目：本文系嘉應學院客家研究院大客家平臺研究團隊課題（編號：21KYKT11）、嘉應學院“傳統(tǒng)古建筑修繕與保護社會實踐教學基地”（編號：PX-73221515）、嘉應學院“STEAM結合思政教育理念教學研究與實踐”（編號：PX-73221557）的研究成果之一。

通訊作者：邱振原