结合数字化技术的古建筑保护探究——以齐齐哈尔龙沙公园古建筑为例

李扬，王锐，刘平 （齐齐哈尔大学建筑与土木工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

1 引言

古建筑是不可移动文物中存世数量最多，占比最大的文物类型。目前，全国重点文物保护单位中古建筑总数已达2160处，包括了中国古建筑的各种类型，真实鲜明地体现了中国建筑的特色。古建筑不仅体现了东方古典建筑独有的艺术魅力，更重要的是承载着一整套完善的营造技艺和建筑理念。通过解读古建筑蕴含的历史文化信息，并将之融入历史、文化和社会研究之中，将会产生更大的学术价值和社会价值。林林总总的古建筑遗产作为历史文化和建筑艺术的缩影，对于现在城市规划与建设来说，无疑是一项十分重要的课题。对其进行现代化保护也就尤为重要且迫在眉睫。本文将对齐齐哈尔市龙沙公园古建筑保护进行研究探索，对保护和利用齐齐哈尔市的历史性文物提出一些可行性措施。

2 龙沙公园的古建筑情况分析

龙沙公园始建于清光绪三十年间（1904年），建成于1907年，是黑龙江省建立最早的公园，因当时利用城西南部仓库基址，故称仓西公园，俗称西花园，1917年改称龙沙公园。因诗人李白“将军分虎竹，战士卧龙沙”之句而得名。到1950年，经历挖湖堆岛，植树建桥，龙沙公园才有了现在的模样。迄今为止，历经116年，见证齐齐哈尔这座城市的风雨沧桑。古建筑本身更是历史文化传承的有力实证，其历史意义不言而喻。

2.1 象鼻亭

象鼻亭又称象亭（图1象鼻亭）。建于1907年，位于龙沙公园东北角。是龙沙公园建园时原址、原貌保留至今的唯一古亭，作为龙沙公园的原始建筑，上百年风吹雨淋，使其早已与龙沙公园融为一体，历经公园的跌宕起伏，硝烟鼙鼓。使其见证了整个城市的兴衰荣辱，更新发展。

图1 象鼻亭

象鼻亭是铁盖五角单檐，有五个瓶形柱亭，亭角檐板雕为象头，又突显长象鼻子，因而又称象亭。象鼻亭是砖砌结构，屋面由钢瓦组成，设计颇为简单，为了满足飞檐的需要，设计了一层斗木共，仅用了一根木头，并将其雕刻成鼻子长长的象头并用红白蓝等颜色几何图案加以装饰，生动活泼。外阶下设有两个石狮，母狮脖子是光的，不施螺髻，雌雄分明，雄狮的螺髻雕成不对称的“人”字。憨憨乎乎，活灵活现。象鼻亭现今已经修缮一新，修缮后的象鼻亭飞檐翘角，灰瓦白栏。以崭新的姿态接待游人。

2.2 关帝庙

关帝庙又称武庙、老爷庙、关公庙（图2关帝庙）。始建于乾隆四年(1739年)。后经嘉庆二十三年(1818年)、道光四十年(1860年)、民国二十一年(1932年)进行几次修缮。1980年至1985年，齐齐哈尔市政府再次重修此庙，将“关帝庙”更名为“关公庙”。早年齐齐哈尔也有不少的关帝庙，但保留至今的唯有龙沙公园内仅存的一座，与百年老园相偎相依，观风物人文，看世间百态。使其更具历史保护研究价值。

图2 关帝庙

关帝庙是一组清代建筑群，坐北朝南为四进殿宇。有正殿，前后殿，东西配殿及山门。执事殿与正殿之间有设计精巧带有须弥座的香亭，均为传统砖木结构。营建手法主要采用了卜奎地方建筑模式。修葺后的关帝庙由正殿，东西配殿和庙门三部分组成。正殿高10m，殿顶为三辅顶式。正脊为透龙式，脊饰正面二龙戏珠，背面丹凤朝阳，两侧为龙吻。前后殿为卷棚顶，中间为悬山顶，两侧主墙上方饰有精美的石雕，飞檐的彩梁上装点着草龙、花卉等传统风格的图案。格窗上部为形格漏窗，下部是雕刻精细的云彩图案。殿内的梁、柱、门、窗皆为木质，无一根铁钉的痕迹。各殿宇的建筑彩画融入了官式彩画和地方彩画，而且引入了部分外来绘画元素。为研究关外清代地方建筑手法与建筑彩画的营造关系、研究分期断代等学术领域提供了弥足珍贵的实物资料，具有很强的研究价值。

为了保护关帝庙，政府于1985年修缮，一直保护至今。修建了山门三间，供接待游客和休息之用。又建两座钟鼓楼，青砖封墙和镶嵌了各式漏窗，与整个殿宇相辉映。

2.3 望江楼

1908年周树模继任黑龙江巡抚。请张朝墉主持扩建公园，将土山顶部一亭子命名为“未雨亭”。取未雨绸缪之意。1930年“未雨亭”将原来的草亭改建为砖石结构，更名为“望江楼”（图3望江楼）。1950及1979年进行了两次修缮。1987年，被齐齐哈尔政府列为市级重点文物保护单位。历年来不少文人志士，爱国英才在此楼留下了历史痕迹。具有超高文化艺术价值。

图3 望江楼

望江楼是一座古典园林楼阁。亭顶为四角飞檐，内设石阶、石墙、石梯和屏风等。之前为草木结构，1930年将草亭改建为砖木结构四柱歇山式亭楼，四面各有一个拱型门洞，内有楼梯可登高至顶。望江楼于1987年被齐齐哈尔市政府列为市级重点文物保护单位。在研究其历史价值的同时，保护原始风貌。

2.4 寿公祠

在1928年中共早期党员、画家韩乐然任龙沙公园监理时期，修建了纪念寿山将军的寿公祠，又名寿山将军祠（图4寿公祠）。寿公祠是于1987年在原址上重新修建，基本保留了其原有的建筑风格。1980年9月，寿公祠被定为市级文物保护单位。1986年12月，寿公祠被定为省级文物保护单位。

图4 寿公祠

寿公祠有12间殿宇，为青砖灰瓦二进式院落，由前殿，后殿，东西厢房和山门等部分组成，前殿和后殿每殿均有三间，它的中式传统建筑风格是现存最为典型的，且建筑形式均采用了古建筑中最普通的形式——硬山建筑。

2.5 黑龙江省图书馆

1930年建成的黑龙江省图书馆，老百姓俗称“藏书楼”（图5黑龙江省图书馆）。由德国工程师马克斯设计，据传是仿北京故宫里建福宫的延春阁而建。于当年十月份建成并开馆，定名为“黑龙江省图书馆”在1931年举行盛大的落成典礼。这个造型别致的三层小楼，现已成为历史文化的小船，载着百年的知识与传承。

图5 黑龙江省图书馆

图书馆是一座中西合璧宫殿式的仿古建筑，造型别致，为三层框架砖木结构。其中半地下一层，地上两层。为重檐歇山式建筑。其外观为重檐歇山的三层楼房，仿照了北京故宫“延春阁”的样式。楼顶覆以绿色琉璃瓦，楼脊以龙头吞脊雕塑为饰，楼檐四角以象头雕塑为饰，象鼻微卷，惟妙惟肖。楼宇四周修建环形墨绿色外廊，白色檐柱配以五彩檐柱。门窗皆为紫檀色花格，古色古香。整个建筑气宇轩昂，中西方风格很好的融合其间。图书馆也被列为省级文物保护单位。

龙沙公园内古建筑除上述近年被重新修缮与列为文物保护单位外，暂无其他有效保护措施，虽然修缮了建筑外表，但却没有建立一套完善可行的保护措施，用来确保古建筑可以长时间地保留其建筑形式，铸造手法与传统工艺。

3 龙沙公园内古建筑档案数字化建设的因素分析

3.1 内部因素

对于古建筑的保护与管理，要综合各项因素建立一个完善的管理制度，用科学地管理方法，对古建筑保护利用及研究传承有着至关重要地作用和意义。

3.1.1 长期有效保存古建筑档案

如何减少时间因素带来的损失是古建筑保护课题的难中之难，要想使古建筑艺术，建造手法能够为后人所研究学习，必须有一个整体完善的保护体系，可以长期有效地保存下去。将数字化建设运用到古建筑保存中去，电子建档正好可以解决这一难题。

古建筑档案数字化建设可以改变以往纸质书籍保存容易出现的破损，老旧，遗失等问题，数字化建设就是将实体建筑图像、大小、信息等进行虚拟化，数字化保存。通过计算机来保存，将图片、文字、视频等储存归档、建档后，可以清晰地了解建筑年限、形式、功能，以及三维技术进行展示，不受时间限制。

3.1.2 科学的保护与修复古建筑

无论是古建筑保护还是修缮，现今的技术水平与方法都会对古建筑造成一定的损伤。在修复过程中往往需要现场勘探，测量。既消耗人力资源，也对财力资源造成一定的浪费。由于无法预估古建筑内部破旧老化程度，盲目修缮也会造成古建筑的二次伤害。

利用数字化建设建档，我们可以根据录入，清楚地知道每一个建筑细部具体情况，并且模拟其修复后状态，了解每一部分后，针对其主要问题进行专业化、具体化的分析修复。科学的保护和修缮古建筑。

3.1.3 加速古建筑研究进程

数字化建设提高了古建筑档案建设的工作效率，减少了档案管理的很多麻烦。为古建筑修复提供了全面的数据信息。存有精确度高，清晰准确的照片信息，以及历年古建筑修复的技术手法，传统工艺。在未来古建筑研究保存方面也起到了推动性作用。有了计算机存档保存的建筑信息，为古建筑的保护、更新、延续及后人研究及传承中国传统建筑文化，走出中华建筑文化的现实发展之路，将发挥不可替代地作用。

3.2 外部因素

古建筑数字化建档是未来各个城市保护历史文化单位的必然走向，在科学技术高速发展的今天，城市高楼耸立的时代，古建筑作为历史文化的实体体现，不能淹没在历史洪流之中，而应该作为古人智慧文化的象征，时刻激励后人，传承文化。在今社会自然因素频现，数字化建档保护更是势在必行。

3.2.1 展示提升城市文化形象的需求

齐齐哈尔作为历史文化名城，历史资源丰富，文化异彩纷呈，其市级以上的文物保护单位就有196处，省级文物保护单位也为数不少。有着如此底蕴的历史名城，对其内的古建筑修缮保护措施，更应走在时间的前沿，提升古城形象，保护传承文化记忆。

3.2.2 突出古建筑历史地位与价值

古建筑作为历史的瑰宝，传承着无数能工巧匠的建造记忆，更见证了城市的兴衰荣辱。是历史的镜子，对后人研究历史，保护文明，传承文化起着不可替代的作用。而一个城市的古建筑，更是与这个城市息息相关，承载着上百年的风风雨雨。齐齐哈尔龙沙公园内的古建筑经历了硝烟弥漫的战乱，见证着举步维艰地发展。对他们进行更为有效更为安全的数字化建档保护势在必行。

3.2.3 国家对古建筑的重视

近年，国家对于古建筑，古文物等历史文化遗产的保护措施日益增强，全国已经有5058处重点文物保护单位，对古建筑保护也越来越重视，积极响应国家号召，保护历史文化遗产也是我们每一个公民应尽之责。

4 结合数字化进行保护

数字化建模技术的发展就为古建筑资料的保存提供了一种有效的保障。由于数字化技术可以完整地保存古建筑的信息资料，建筑的各部分都会有详细的数据记录，因此，他将对古建筑保护与修复起到积极地作用。同时在古建筑的保护中引入数字化技术，获取的资料对于古建筑的修复、复原研究，不仅可以积极有效地推进研究的深入，而且还将为修复利用提供最有利的支持。我们数字化建档保护可以录入龙沙公园内古建筑的每一个细部组织，材料，质地，屋顶样式，构建形式，历年修复手法，建造经验，建筑三维实体模型。利用现代计算机网络，结合数字化对古建筑进行保护。

4.1 龙沙公园古建筑现存档案情况

由于一直没有一套完整有效地保护体系，古建筑档案保存情况一直不容乐观，古建筑材料丢失众多，导致齐齐哈尔市城建史中有很多地方存在空白。数字化建档保护机制可以长期高效地保存古建筑信息与文化记忆，填补这一领域的空白。

4.2 结合数字化建档实施

在古建筑保护中，重要的工作之一就是对原始建筑资料的保存，近年来我国政府大力弘扬和传承优秀传统文化，对传统文化的重视度越来越高。而古建筑均具有重大历史意义，也是当时的历史文化和传统工艺的体现。党的十八大以来，国家要求提升文物保护水平，因此古建筑的保护已经由传统的保护方式转变为数字化保护，这也是古建筑保护的一种发展趋势。古建筑基本信息模型可以携带和记录古建筑的历史信息和工程信息，古建筑基本信息模型的建立主要分为以下几个步骤。

4.2.1 基本信息收集

古建筑保护的重要内容是古建筑的修缮，而古建筑的测绘和勘察是为古建筑修缮提供最基础的数据和资料，是古建筑修缮的重要依据。以寿公祠为例，根据实际测绘和勘察记录，记录寿公祠（图6平面图）的基础数据信息，寿公祠占地面积为16506㎡，分门殿、前殿、后殿以及东西厢房，共12间殿堂组成，为青砖灰瓦二进式建筑。将军殿和三代殿建筑形式相同，均为3间单檐硬山顶式建筑。将军殿有寿山画像、部分遗物及生平事迹介绍；后殿原有寿山父亲富明阿画像，但现已遗失，如今放置一尊高2.4m的寿山将军金身泥质塑像。

图6 平面图

4.2.2 二维资料

通过二维平面图对古建筑各部分有更细致的记录，运用一些测绘手段再结合前期收集的各种基本资料信息，得到二维层面上古建筑的所有信息。以寿公祠为例，通过绘图软件得出二维图像，对保存古建筑的细节、更全面的信息有很大帮助，也为后期的三维影响提供基础。

院落起始为门殿。门殿（图7门殿）面阔为9.3m，进深为7.2m，总建筑面积为66.96 m。门殿的中间设有门洞，两边设有门房，建筑的左右两边各有三根明柱，柱头没有斗拱，直接连接檐柱。屋顶采用硬山顶的形式，建筑下部建有厚厚的台基，以此来体现处寿公祠的肃穆、庄重。在门洞的中间，有一对朱红色的对开木制板门，且前后的门均为板门。门楣中间挂有一块烫金匾额，上面写着“寿公祠”。在板门的两侧各有坎头格扇窗。建筑殿内的梁、柱、檩、椽都以彩绘装点。建筑的屋顶，由一条正脊，四个垂直脊和两个斜坡组成。在每一个垂兽前都有龙、凤、狮三个脊兽。屋顶是由筒瓦和青色板瓦两种瓦片的相互形成。屋檐由以兽面瓦装饰和寿字滴水组成。山墙的两端墀头镶嵌有浮雕的花砖。台基是由台阶和台明组成，台阶两侧没有栏杆。两侧的山墙均是砖墙，南北墙是槛墙。

图7 门殿

寿公祠的前殿（图8前殿）为单檐硬山式建筑，前殿门前有2通碑刻，左侧是“眉峰殉难碑”，右侧是“记事碑”。左侧的“眉峰殉难碑”现存碑身和碑座，右侧的“记事碑”只存碑座。前殿面阔9.3m，进深7.2m，建筑面积66.96m。殿顶垂兽前塑有龙、凤、狮、海马、天马五个脊兽。前殿正面有承托挑梁檐枋檩及屋架的4根檐柱，檐柱顶端有起到增加承托，减小净跨，同时具有装饰作用的雀替，它其实是像斗的形状的木块垫。两侧的山墙两端有镶有浮雕花砖的墀头。靠近两山墙有一半被砌在墙中四根柱子，柱下是鼓形的花岗岩础石。前殿的门均是隔扇门且檐下设有可挡风避雨进深2m的殿廊。殿内前檐墙为木质结构的仿清装饰，两尽端各为四抹格扇窗。中央为四抹扇门。

图8 前殿

东西厢房（图9东西厢房）位于门殿与前殿中轴线两侧，对称布置，建筑样式相同。面阔9.8m，进深5.1m。建筑为单檐硬山卷棚顶屋顶，山墙中部采用五出五进砌法，两端镶有雕花砖，后墙是用青砖砌成的封后檐墙。山墙上下有用水泥塑成，蝙蝠、喜鹊、鲤鱼、蜻蜒、梅花、荷花、佛手、葫芦的花纹图案。墙两端檐下的墀头部镶有雕花砖。檐柱一半砌在墙里一半外露，两尽端在坎头墙上置有上扇为工字格，下扇为灯笼框的阑槛钩窗。中间为四抹格扇门，门上格心、裙板彩绘的图案，现在还依稀可见。

图9 东西厢房

后殿也称寿公殿（图10后殿），后殿屋顶正脊和四条垂脊上均镶有吻兽，垂脊上的吻兽有两种，分别是垂脊兽和走兽。垂脊兽是为了防止垂脊上的瓦间下滑，起固定屋脊的作用。寿公殿每条垂脊上有6个走兽，从下至上分别是骑凤仙人、龙、凤、狮、海马、天马。宫殿正面有四根支撑屋檐的檐柱，檐柱下的是像覆盆形状的柱础。前檐墙是木质结构的仿清装饰。两端是四抹格扇窗，中间是四抹格扇门，门、窗格心及裙板都绘有如意云纹图案。后檐墙与东西厢房做法相同，殿檐下有砖砌额枋斗拱。殿顶以方砖砌脊，正脊中央有一宝瓶，瓶身塑有卷云纹，瓶下为须弥宝座，宝瓶内插有铁制三叉脊装饰。台阶为垂带踏跺，无栏杆。殿前栽有二棵杜松。殿内中部偏北处塑有2.4m高的寿山将军，身着铠甲，手执宝剑的雕像。

图10 后殿

4.2.3 三维资料应用

详细的建筑信息模型，可以为后期修缮保护的各参与方提供信息共享，使得各参与方在古建筑修复、重建等实际工作中管理更加协调，提高各专业的管理效率。古建筑三维模型也为后期的修复提供帮助，为古建筑修缮与重建等保护提供精确依据，把古建筑信息体现在模型中，实现模型与信息的统一，为古建筑的修葺与重建，提供古建筑修缮内容、构件修缮技术、精细的尺寸、材料、色彩等信息，也可以虚拟残损严重濒临坍塌亟需修缮的抢救性保护工程。通过对模型的信息管理，可以降低各参与方在古建筑保护过程中的成本、工期等，而且能优化修缮方案减少人为因素对古建筑造成破坏和提高古建筑防火工作效率（图11）。

图11 建筑信息模型

它可以传播古建筑的艺术和科学价值，使人们自觉地提高古建筑的保护意识，并为不同领域的人士提供相应的研究数据，为他们的研究工作提供方便的渠道。例如，根据构件中的物理信息，分析古建筑的受力状况，模拟古建筑的抗震性，为研究现代建筑的抗震性能，提供思路和参考方法，构件中包含的历史信息也可以为考古研究提供依据。

5 总结

古建筑作为见证历史的实物证件，值得我们永远保留其记忆文化，发扬传承并进行创新。古建筑保护这条路依然是满布荆棘，但作为中国儿女，为祖国建设，文化保护，技艺传承应该义不容辞，在科学技术高速发展的今天，古建筑保护修复与计算机结合已成必然趋势，未来古建筑发展必然形式大好，文化记忆薪火相传，我们制作保留的电子档案，不仅是为文物提供了多一层保障，也是为未来不可限量的可能性打下根基。