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循証視野下的建筑遺產預防性保護研究挂牌之全
发布时间:2020-01-30

  :本文在預防性保護中引入循証理念。通過循証科學的概念綜述與理念特征解讀論証其對與建筑遺產預防性保護的適用性,耦合循証理念與預防性保護概念。以中東鐵路建筑遺產面臨的問題為例,在由創証到用証的操作理念下,試構建從調查、診斷到決策、實踐、修正及后效評價的標准化程序。具體步驟包括運用系統評價方法建立包含建筑遺產病理學、管理學與行為學的預防性保護的問題集與決策指導証據集合﹔以之為基礎,通過實時監測與日常維護工作對建筑的自然老化進行最大化控制﹔結合証據素材、模擬結果及歷史數據預估突發事件導致的重大風險,並依據証據制定主動性干預策略、風險規劃以規避可能損失。將循証理念滲透到預防性保護中,為其計劃性與前瞻性的設計方案與管理決策提供實証主義的証據支持,以達到更加高效、准確與科學的最終目標。

  循証理念的萌芽基礎是20世紀中葉西方醫學界對傳統經驗醫學的反思。20世紀70年代末流行病學領域提出在臨床實踐中需依據科研成果的觀點,並開始展開相關醫學文獻的系統評價研究,這種具有實証主義色彩的循証實踐運動推動了循証醫學(Evidence-Based Medicine,EBM)的概念提出與體系建立[1]。1990年,循証醫學作為一個新的醫學名詞在醫學討論中被首度提出[2]。雖然在1992年循証醫學工作組第一次明確提出其概念[3],但循証醫學最被廣為接受的定義是循証醫學之父David Sackett在1996年提出的:“慎重、准確、明智地應用當前最佳証據制定患者的治療措施”[4]。2000年David Sackett對循証醫學的定義進行了完善,納入了醫患關系與決策背景,補充了醫生的技能、經驗與病人期望、價值觀[5],由以疾病診治為中心轉向以病人為中心。至此,循証醫學概念正式確立,並逐漸形成了完整的體系。

  隨著在臨床上的不斷運用與探討,循証理念開始在醫學領域廣泛應用。除了護理、藥理等醫學自身領域之外,向其他學科的擴展主要經過了兩個路徑:一是由流行病研究擴展到公共衛生政策,繼而延伸到管理、教育、法律、社會工作、國際關系等社會科學領域,形成被譽為社會科學第三次“科學化”浪潮的循証社會科學[6]﹔二是以Roger S. Ulrich教授於1984年發表的關於醫院景觀環境對病患治療恢復效果影響的論文為起點,促發循証設計理念的生成[7]。很自然的,在醫療建筑的設計中開始廣泛的引入對於循証的討論[8]。2003年D. Kirk Hamilton開始將循証設計作為普遍設計范式來探討,並於2007年給予循証設計以明確的定義:“循証設計是一個過程:慎重、准確和明智地應用當前所能獲得的來自研究和實踐的最佳証據,與知情的客戶一道,針對每個具體和獨特的項目,制定出關鍵的決策”[8]。雖然距離有效運用循証理念來進行建筑實踐仍需時間,但循証設計無疑會在建筑領域引起一場范式變革。

  循証是為實現特定目標,以理性為指導,經由最優路徑,尋求最優結果,並盡可能實現最高效率的思考方式與行為理念,在自然科學與社會科學領域逐步形成了循証科學(Evidence-Based Science, EBS)[2]。

  循証理念產生與廣泛運用的技術條件是現代信息化背景下數據處理手段的成熟,計算機技術與互聯網提供了大范圍巨量信息的檢索、擇選與評價的可能性,使得“最佳証據”具有現實的意義,也是循証從觀念性到操作化的決定性因素。尋找最佳証據是循証實踐的核心內容,這背后的理論邏輯是經由數據提煉信息,根據信息總結知識,最后基於問題對知識進行組織、存儲、管理和更新,即知識的結構化[9]。從某個角度上來說,循証科學也即是信息科學。

  循証理念隱含的實踐邏輯是針對系統性問題的實証主義決策。首先,証據需要針對的是具體的、可解答的技術性問題,這意味著可以對問題的結果進行一定程度上的預測,決策的效果能被測度。如在嚴寒地區建筑遺產維護過程中,增設防潮層對磚石建筑牆體材料含水量的控制效果,及其能夠抵御凍融循環侵蝕的程度,都是可以通過模擬、觀測獲得較為具體的效果評價。其次,循証理念對解決多因素影響下的系統性問題更為適用。針對特定問題進行的點對點式的基礎研究,如某種材料性能或病理學的實驗室研究,單個保護案例的分析與評價等,並不是循証實踐﹔針對某個保護項目的專項研究與技術開發,如對敦煌石窟的監測與化驗,長城修復材料的試驗等,也並不能代表循証實踐。証據具有集合屬性,即所謂“孤証不立”,是否對已有的一定數量的科學研究成果進行了全面遴選和評價才是檢驗是否為循証實踐的標准。在這個基礎下,綜合考慮多因素影響構建循証的問題是循証實踐的第一步,也是重要的一環。最后,循証理念的哲學基礎是實証主義。與傳統的經驗主義不同的是,實証主義更加關注決策依據的客觀性與科學性。具體表現在建筑遺產保護領域上,以神經系統與認知為研究內容的自然科學與以材料、結構等內容的物理科學等“硬”科學的研究成果是更高等級的証據﹔定量性的研究成果與經過實踐檢驗的理論方法作為証據效力更高。循証實踐最關鍵的步驟即為証據的評價與分級,其中的核心內容是針對特定問題對各類研究成果進行系統評價(systematic review)[10],得到最佳証據,再對各類可能証據進行排序,結合現實條件進行科學決策。

  綜上所述,循証理念指導下的各類決策實踐具有准確性與有效性的優勢,是一種具有預見性的思維方式,與預防性保護在思考方式與實踐邏輯上有著充分的耦合關系。針對建筑遺產預防性保護活動的特征,構建循証實踐標准化操作程序,建立完善的証據體系,是一個漸進的積累過程。

  建筑遺產內容的多樣性與層次復雜性決定了保護實踐的綜合性,影響因素眾多是這項工作中的一個巨大挑戰。建筑遺產是指經人類建造活動形成的文化遺產,包括建筑與城市。此處的建筑遺產指的是具有文化涵義和象征物功能或可作為民族史証物的建成物[11],不僅僅指具有遺產身份的建筑。從目前遺產研究內容來看,根據空間尺度可以將建筑遺產分為線性遺產網絡[12]、線性遺產[13]、城鎮[14]、村落[15]、街區[16]以及建筑6類。從宏觀到微觀,面臨著技術、管理等多層次,多領域的問題,是一種系統工程。因此,面對不同層面的遺產問題,能夠提供清晰、有序的指引的循証預防性保護操作策略具有相當大的現實意義。

  預防性保護的內涵是具有充分計劃性和前瞻性的保護工程,在實施過程中進行持續的循環反饋[17]。以遺產本體和其所在環境為處置對象,對遺產的老化、不當處置引起的病害以及突發災害進行主動控制,最大化減少被動的“緊急干預”。這個過程裡涉及到的一系列工作內容,如信息搜集、精密勘察、價值評估、病害分析、系統監測、日常維護等[18],與循証的實踐程序高度重合。

  理想狀態下的文化遺產保護是一個永續的過程,循証預防性保護貫穿於這個全過程,形成一個連續運轉的閉環。(見圖1)在這個閉環裡,各方面的從業者需要進行由“操作者”向“監護人”的角色轉變﹔秉持研究指導工程的工作理念和思考與操作並行(THINKING-BY-DOING)的反省實踐(Reflective practice)模式[19]。建筑遺產具有脆弱性又不可再生,一旦在決策與實踐環節出現錯誤,造成歷史信息的丟失與其本體的損害,結果都是不可逆轉且代價高昂的。將循証理念滲透到預防性保護中,為風險評價,預測、預警和管理控制等一系列的預案與決策提供支持,可以將遺產保護的試錯成本與社會損失降至最低,是對兩種理念的升華。

  中東鐵路修建於19-20世紀之交的中國東北地區,全長約2489公裡,跨越中國東北四個省份(黑、吉、遼及內蒙古),沿線保留了大量的建筑遺產。作為一條跨區域的大尺度文化線路[20],在中東鐵路建筑遺產的預防性保護與管理中面臨著不同領域、多層次的問題。

  中東鐵路規劃過程中根據各地區位、地理環境以及資源條件,綜合距離因素,按照職能與重要性設置6個等級的站點,另外還根據鐵路行駛需求設置若干會讓站(見圖2)。在鐵路建設、運營與發展的過程中,沿線站點均形成了不同規模的歷史建筑群落。

  中東鐵路建筑遺產數量多,現存各類建筑遺產超過2000處,在功能類型與技術表征上極為多樣。在功能類型上,由於鐵路工業的綜合性需求,沿線的遺產群落中幾乎囊括了人類生活所需的所有建筑類型。整體上可以可分為五大類:鐵路交通與工業建筑、護路軍事及警署建筑、公共建筑與綜合服務設施、鐵路社區居住建筑、鐵路工程設施。每個大類在整個演化過程中有著不同的建設時序與發展地位,其中又包含著具體的子類功能。在技術形態上,傳統結構形式主要是磚、石、木混合結構和以木材為主要材料的木剋楞及木框架結構。新的結構形式,如鋼框架結構、鋼桁架結構、鋼筋混凝土等一般應用在特殊的建筑上。

  影響中東鐵路建筑遺產的預防性保護的因素復雜多樣,包括自然環境與社會環境兩個方面。自然環境上,中東鐵路跨躍中國東北地區四個省份,穿越了山地、丘陵、濕地、平原、海岸等豐富多樣的地貌環境。復雜的地理環境與多變的氣候要素是影響建筑遺產劣化的關鍵因素,從技術上需要考慮不同變量的影響。在社會環境上,不同地區對待遺產的與城市發展的態度,在遺產保護上的資源投入水平,以及遺產登陸和管理方式均有區別。對於這樣一份大尺度線性遺產來說,區際間的資源競爭與發展不均衡導致的地區隔離都是整體性保護面臨的巨大挑戰。

  從遺產內容的空間尺度上來看,中東鐵路建筑遺產保護層次可以分為跨區域的線性遺產、歷史城市(哈爾濱、大連、長春、滿洲裡、綏芬河等)、歷史城鎮(橫道河子、一面坡、昂昂溪等)、歷史街區、建筑組團以及單體建筑。從更宏觀的角度來看,中東鐵路也是近代中國鐵路遺產網絡非常重要的一環。在不同的空間層級上需要解決的問題與保護目標有很大差異。從需要應對問題屬性來看,包括歷史研究,如中國東北近代文化交流,文明轉型與工業發展過程﹔建筑遺產病理學研究,如不同材料與結構類型的建筑遺產的病害與劣化機制以及主導的環境因素﹔建筑技術研究,如修復、加固與維護手段與材料的開發與運用﹔行為心理研究,如地方居民與遺產地之間人地關系[21](依戀或排斥)或外來游覽者的宏觀印象與文化認知﹔行為心理研究,如建筑游覽的引導感知[22]﹔管理學研究,如游客流量控制,居住者維護、修繕與監測活動的官方補償制度等不同學科,不同范式的內容。結合中東鐵路建筑遺產預防性保護需要面對的這些綜合性、復雜性和系統性的問題,試探討循証預防性保護的工作內容與實踐流程。

  針對建筑遺產預防性保護可能出現的問題建立問題集合,尤其是對如中東鐵路建筑遺產一樣成體系的群體遺產來說,是進行高效循証實踐的基礎。對於問題的構建途徑有兩種,一是根據不斷的實踐記錄累積,二是綜述相關研究文獻進行系統評價搜集問題。根據對中東鐵路建筑遺產的調查與研究,其問題集合如表1所示。具體表現如磚、石、木結構建筑的各類病害(遺產本體問題,圖2),扎蘭屯建筑的水泥加固框架(不當維護問題,圖3),昂昂溪大量建筑的廢棄空置(資源調度問題,圖4),哈爾濱中央大街過度商業化(政策管理問題,圖5)等。循証預防性保護的問題集合是動態性的,根據研究與實踐的發現隨時補充、更正。

  無論是建筑本體的病理學問題還是政策、經濟發展的管理學問題,都可以看作是遺產的“病症”。對症施治和預防需了解問題的症結所在,以及有關病症發生與其程度發展的各類影響因素。

  對遺產本體的建筑病理學風險來說,針對問題的外在表現(問題集合),系統化的診斷、記錄自然狀態下建成遺產的病害侵蝕、劣化的作用機理及其影響因素是進行主動的循証預防性干預的基礎數據庫。以中東鐵路二等站昂昂溪的歷史建筑群為例,其磚石建筑牆體的酥鹼和粉化的主要集中在檐下與牆基上部,病害的發生機理是土壤含水量高、屋面防水處理較弱,導致牆體含水量高。環境影響因素包括:東北地區全年溫度與空氣濕度差異大,加劇材料內部水分吸收與析出循環,形成鹽類結晶﹔秋—冬—春的季節交替時期凍融循環達上百次,對材料的物理結構有著強大的機械破壞作用。因此,對於中東鐵路建筑遺產來說,磚石牆體的酥鹼、粉化,或者木結構建筑的裂縫、糟朽問題背后的核心影響因素是水分(空氣、土壤含水量及雨、雪、霜等)與地區溫度變化[23]。在針對建筑本體的日常維護中,需針對這些風險因子提供處置措施,而不能僅僅根據病害的表現治標不治本。

  循証預防性保護實踐最終需建立完善的建筑遺產病理診斷系統,目前值得參考的是歐洲環境工程(Environment Programme)下開發的古跡損傷診斷系統(Monument Damage Diagnostic System,MDDS)。MDDS的前身是磚石損傷診斷專家系統(The Mansonry Damage Diagnostic System),旨在系統的組織磚石結構的損傷類型、過程機理及影響因素等知識,以指導修復與維護從業者的實踐。新的MDDS包含的內容范圍擴大,不僅限於磚石結構建筑,系統中提供的損傷圖集(Damage Atlas)在材料水平和建造水平上都能夠支持損傷分析,幫助使用者正確定義觀察到的損傷,並能夠考慮到損傷發生的各項環境因素[24]。

  建筑遺產的管理學風險也面對相同的問題與任務,隻不過將結構、材料等“硬”科學問題替換為行為心理、管理、組織架構等“軟”科學問題。針對不同對象、不同類型的問題建立同樣的病理檔案,為政策的制定提供指導。這部分工作目前雖無例可循,但各類型的基礎研究比較充分,應通過系統評價建立起記錄、存儲和搜尋的體系。

  建筑遺產預防性保護的証據素材包括兩個層面的內容,一是針對實踐問題創立具有針對性的可用証據,主要通過系統評價的方法進行﹔二是對項目進行記錄和后效評價。

  理想的証據應該是通過系統評價(Systematic review)對相關研究成果的評價和整合[19][25]。系統評價是對科學文獻進行篩選和再評價,並進行定性或定量合成,盡最大可能降低偏倚,得到綜合結論,呈現可靠証據的方法。根據問題的性質和研究類型分為定性系統評價和定量系統評價。定量系統評價(Quantitative Systematic Reviews)是針對某一具體問題,全面搜集已有研究,對同類研究數據進行合並分析,一般採用薈萃分析(Meta-Analysis)的方法,適合“硬”科學的實驗室研究與現場實驗。定性系統評價(Qualitative Systematic Reviews)是指針對研究問題,經檢索后納入符合要求的定性研究,並客觀評價、分析得出結論,一般採用主題綜合(Thematic Synthesis)、Meta民族志(Meta-ethnography),批判地解釋性綜合(Critical Interpretive Synthesis)等方法,適合“軟”科學的觀察、記錄、主觀評價、分析、總結等[10]。系統評價是循証實踐尋找最佳証據最重要的步驟和方法,是對已有知識的檢驗、評價和綜合。

  對遺產保護來說,因其不可再生的特性,有始有終的實踐程序非常難得,完整的工程過程、結果、操作手段與工作時序是更有說服力的証據。因此,從業者在實踐過程中一項重要的工作是對整個維護、修復或者規劃過程做詳細的記錄,並在工程結束后,進行使用后評價(Post Occupancy Evaluation,POE)[26]。經由評價而得的預防性保護証據分為四種,一是經過保護實踐對已有証據的驗証,二是針對具體條件新解決的問題。這兩類內容按照“問題—背景—原因—措施—目標—結果”的結構加以組織構成新的証據。第三種是未能形成有效結果,對實踐問題來說結果有不確定性。這類証據是進一步研究的素材,作為數據和案例挖掘的材料。第四是失敗案例,作為反向信息也需要被存儲起來。

  創立証據集合的原則可以總結為科學和真實,系統和量化,動態和更新,分類分級,包含肯定、否定和不確定性以及共享和實用。証據的產生過程應該是透明化的,以保証外界的監督和隨時修正和補充。

  建筑遺產的預防性保護可以分為兩個層面的問題,一是日常性檢測與維護,多關注建筑遺產本體的實時狀態﹔二是風險管理與控制,多關注建筑群體中遠期突發性的不利因素的影響。(圖6)日常監測與維護提供的損傷報告與病理數據也作為風險管理決策証據的一部分。

  針對特定的遺產對象,日常監測與維護應建構包括問題集合、病歷檔案以及相關維護措施決策最佳証據的實踐手冊,並確定監測與維護的周期、工作內容、記錄形式等。在診斷和解決已有檔案的問題的同時也要及時發現和補充新的問題。以中東鐵路為例,具體的維護措施包括規避易損行為,如對游人限流,限制建筑再利用功能等﹔規避易損環境,如修繕落水管及加強檐下防水,及時清除牆體周圍積雪等﹔增加預處置措施,如對建筑增加防潮處理,木結構建筑油飾脫落后的補刷等。

  遺產的風險管理更能體現預防性保護的計劃性與前瞻性特點。遺產風險可以分為兩類,一是漸進式的,即特定條件下的當前風險評估,以及未來可能的程度變化﹔如意大利的國家項目遺產風險地圖(Risk Map)[27],主要關注環境變化與空氣污染給建筑遺產帶來的劣化風險,並為減緩這些損失提供策略性建議。另一種是針對突發的自然與人為災害,如地震、洪水、強降雨雪,強風,極端溫度以及火災等,對其可能發生頻率與時間進行預測,制定防控措施。遺產風險管理可利用歷史數據的統計結果預測未來風險因子的變化趨勢,也可以使用數碼模擬軟件對特定的環境進行模擬,預估可能損失,或配合天氣與災害的預報預警系統提前規劃與制定處置措施。這類工作的重心偏於宏觀,常利用GIS、遙感等工具和技術。

  建筑遺產的循証預防性保護是一個系統性、結構化的實踐體系,也是具有操作性的理念指導。在未來發展方向上,需逐步完善兩個層面的內容。一是構建包括記錄、存儲、評價、決策、實踐及修正的標准化實踐程序。二是建立完整的証據數據庫與檢索系統,包含與遺產保護相關的自然科學與社會科學方方面面問題的表征、發生機理、影響因素及解決辦法,以及對保護實踐的工作內容、成果形式、實踐反饋進行評價與分級。在當前信息化、網絡化與大數據技術的支持下,保持這個實踐系統的動態更新與高效運轉。結合當前在人工神經網絡領域的研究突破來看,科學、集約的智能化可持續保護並不是一句口號,而是我們正在走進的未來。

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