古建筑的活化利用

摘 要：古建筑是先人为我们留下的稀世之珍，中国地大物博，不同地域的建筑类型各具特色，它们见证了时代的变迁，在历史、文化、科技、艺术等多方面蕴藏着珍贵价值。如今，在我国持续推进现代化城市建设的背景下，部分文物古建筑在自然环境和人为因素的影响下受损严重，解决古建筑资源的可持续发展与活化利用是一个重大课题。对此，本文将以梅州市客家建筑——南源世第为例，利用三维扫描技术高精度、高效率扫描建筑进行“数据存档”，构建建筑的三维点云模型，并对数据和模型进行合理分析，以当地的客家文化为背景并结合理论实践的方法提出古建筑活化利用的方案。

关键词：古建筑；三维扫描技术；活化利用文章编号：2095-4085（2024）03-0004-03

0 引言

古建筑的前期调研及数据的整理归纳是实现其活化利用的重要环节。根据收集的数据来绘制建筑模型，更能直观表现古建筑的现状和特点。如果使用传统的绘图软件进行模型的搭建，前期需要收集建筑各部分的大量数据，且在最后的拼接搭建环节中数据错误会导致整体模型搭建失败。另外部分古建筑遭受自然天气的影响，破损严重（古建筑内部仍保存着一些蕴藏珍贵历史文化的原始壁画、雕刻等工艺，这些数据稀缺），无论是为后续古建筑的修缮或是活化利用都增加了难度。而通过三维扫描技术、BIM技术采集古建筑（南源世第）点云数据并对比人工采集到的数据进行调整处理，建立建筑及其内部结构的三维BIM模型，将等比例的建筑几何模型信息永久保存于计算机数据库，显著提高了古建筑档案的修复效率，在计算机上极大程度地还原了建筑原本样貌，让古建筑模型更加精细化、直观具体化［1］。要实现古建筑的活化利用，还需明确建筑背后的历史文化、发展状况、现存问题等多方面因素。本文通过利用三维扫描技术这一媒介保护并活化古村落古建筑，以实现村民富裕，乡村振兴。

1 南源世第保存活化利用的意义

客家文化是中华传统文化中的一部分，既是一种地域文化，也是一种族群文化，以其悠久的历史遗存、厚重的文化内涵、独特的民俗风情，被誉为中国“传统文化活化石”。南源世第作为当地知名的“传统文化活化石”，建筑结构独特、壁画以及雕刻工艺精致巧妙，建筑本身蕴含着丰富宝贵的传统文化，且当地风俗特色鲜明，又有戏剧、皮影戏等非物质文化遗产的传承。新时代背景下，我们应该因地制宜，保护地方特色，将建筑的“古”与“新”融合在一起，深入调查研究，制定详细的规划，并利用互联网新媒体的传播优势进一步实现古建筑资源的永续利用与可持续发展。

南源世第作为历史悠久保留完好的客家古建筑在梅州市享有极高的声誉。活水源头“南源世第”，以慎轩楼为载体，创意源自反哺乡土的文化初心，意在通过追根溯源传承美德，以家训家风培育文化自觉与文化自信。其位于广东省梅州市梅县区南口镇车陂村，始建于民国21年（公历1932年），于民国33年（公历1944年）落成［2］，主体为中西结合堡垒式建筑。

对于古建筑（南源世第）的活化利用，需要对前期收集并归纳的资料与数据进行分析。整个过程中需要收集的资料包括古建筑的建筑构造、历史文化背景、周边发展状况等方面。针对建筑构造，需要记录建筑各部分的测量数据，分析建筑材料、建筑结构等工作。在调研过程中，三维激光扫描技术，可以批量扫描点云数据，数据量丰富，可以通过逆向工程实现三维建模，还原建筑本色，在复杂的文物古建筑保护、修缮等方面具有巨大优势［3］。与传统人力测绘相比，三维扫描技术省时省力，并且精准全面，在数据模型拼接过程中，误差积累基本不存在。

2 关于三维扫描技术的使用

2.1 三维激光扫描技术在工程中的应用

三维数字化技术的诞生，使得工程建筑领域更加智能化，从施工前期到建筑后期维护，拓展面不断增大。在土石方填挖测量、数字化虚拟安装、工程质量验收、建筑变形检测、三维建筑模型打印等方面发挥着越来越重要的作用。三维激光扫描技术所提供的数据可结合计算机技术进行灵活应用。随着多媒体在当代社会中的广泛运用，建筑三维数据通过AR/VR等技术实现了在影视、广告、游戏中的植入展示，让数字化数据从静态化演变为动态化形式。实现古建筑的活化利用，让其展示在群众的视野下，多媒体的利用是一个有效的途径。

2.2 国内外研究三维扫描技术评述

三维激光技术出现在上世纪60年代，从上世纪90年代开始，其已成为测绘技术中继GPS定位系统后又一项高新技术。国外专家学者最早是将三维激光扫描技术应用在研究保护古建筑中。我国在古建筑应用方面起步晚，但是随着技术的引进，许多重要的国家级古建筑相继得到完善。如故宫博物院应用三维扫描技术完成故宫内重要古建筑的三维数据采集；敦煌研究院也利用多种测绘技术对莫高窟进行了数据采集，重建具有纹理的洞窟数字模型；此技术也被应用于布达拉宫古建筑群的高精度数字测绘中。

随着技术不断成熟，我国也将三维激光扫描技术广泛运用于普通古建筑的保护当中。例如吉林省的木屋村落，通过三维激光扫描技术进行扫描，并以此得到可供编辑的三维影像资料，绘制出精确的图纸，为后续方案的策划提供了有效的数据保障，达到了对于该村落进行保护的目的。广东省梅州市在这方面起步较晚，许多古香古色的围龙屋以及土楼亟待保护。

2.3 三维扫描建立数据库

三维激光扫描技术是基于三维激光扫描仪和数据处理软件完成对目标物体表面几何特征和影像数据的收集，对目标无接触式的高速高精度测量，能够获取复杂物体的几何特征和影像数据，由点云数据处理软件对收集到的点云数据和影像数据进行处理。同时可以完成坐标系的空间位置转换和数字三维模型的建立，并满足多种存储格式的转换和输出，适应多种空间数据和不同应用场景的需要。具有速度快、无接触、高精度、自动化特性，对传统三维测量技术带来了革命性的影响。随着智慧城市、智慧生活等一些概念的提出，诸如地图导航从二维平面数据表达到三维空间数据转变。从二维到三维的过渡是信息化建设的必然要求。

本研究运用了Trimble SX10扫描仪，根据照相机原理采用点数据的手段，在南源世第建筑周围依次固定点位并摄取各部分位面的点位数据，通过匹配软件对三维数据进行整理拼接，达到实景还原的效果，实现自动化数据采集和处理。建立数据库后，针对不同问题的修缮方法以及新的规划设计，在后期可通过搭配软件的使用，对改造后的数据进行可见性处理并分析各类方案的成效，以达到理想造型和效果。

3 南源世第规划改造

3.1 南源世第房屋结构的修缮

3.1.1 瓦片屋顶的绿色改造

根据调研数据分析，瓦皮屋顶破损的部分使用特殊材料进行了填补，但修复后的屋顶在颜色和材质上与原本的风格相比，都显得有些突兀。因此，针对此类状况，可拆除房间内部分瓦片，在屋顶留下较大的空白部分用透光性较强的玻璃或者其他环保透光材料进行填补，通过获取足够的自然光线，凸显建筑在时间的长河中发生的改变，也展现出现代装修风格与古文明的碰撞。

对于其他部分的瓦片屋顶，可采用太阳能瓦片与光伏发电系统相结合的形式进行绿色改造。太阳能瓦片能够提高光伏发电系统与建筑屋顶的防水性，光伏发电系统能够有效提高屋顶的防晒性能， 延长屋顶的使用寿命，两者相结合可增强太阳能发电系统的稳定性，并提高小户型屋顶空间的利用率，实现绿色发展目标。

3.1.2 壁画的长期保存

古建筑内部的墙体壁画与彩绘，每一幅都似在讲述一个故事，阐述一个道理，具有较高的历史、艺术、科学价值。随着现代化城市的建设，愈来愈多的人偏向于创新，而忽略了历史壁画的修复以及保存。因此，古建筑壁画需要抢救性保护。目前，南源世第的壁画已经涂刷有保护作用的材料，但还需对古建筑壁画进行高精度三维激光扫描建模，建立数字化的古建筑壁画数据库；也需要运用干酪素稀液调和剂、人造彩色硅砂涂料等更加具有“持久性”、抗风、抗晒和抗潮湿的新材料增添其它蕴含客家历史文化的壁画［4］，以宣扬客家文化的内涵，使客家文化更具艺术色彩的展现在大众面前。针对大型壁画还要采取安装防护玻璃等保护措施以防止壁画受到人为破坏。

3.1.3 天井的多功能性改造

南源世第将天井改造后，如果关上门窗，下堂基本处于一个封闭的状态，这种情况不利于房间内的通风换气，给人一种沉闷的感受。并且考虑到在进行各种各样的活动时，天气难免会不尽人意。因此在大堂顶棚的设计上可以更具创新性和多样性，要能够应对突发天气。太阳活跃时，能够遮挡大部分太阳光线，降低室内温度、防辐射；下雨天气，能够挡雨，使室内活动正常进行；也能够在在大风天气，屏蔽室外风声，减少不必要的影响。针对不同天气，可以采用不同材料组成复合结构的顶棚样式，在不同天气使用不同作用的挡板。并且，在满足结构和功能的基础上，对造型再加以设计，增添客家文化元素，以契合古建筑氛围，更重要的是这也是客家文化的又一表达形式。

3.2 建筑的活化利用

3.2.1 围合单元的创新

围龙屋的建筑特点，建筑两侧成对称状态形成包围结构，南源世第里面89个房间被用来打造成以姓氏文化为主题的教育阵地，其中包括了每个姓氏的渊源、堂联、堂号、家风家训以及历史人文典故等。让家风家训回归乡土，让闲置古民居焕发“传承好家训、培育好家风”的私塾式教化功能，也为美丽乡村建设增添一道靓丽的文化风景线。后期可将部分房间设置为阅览室和休息室，放置不同姓氏的名人故事以及与客家建筑文化和客家人文文化有关的书籍。在游客观赏建筑时，还可进入房间阅览图书，更加深入的了解客家文化，同时也可作为休息室供游客放松休息。

3.2.2 中堂及下堂的改造

围龙屋结构中，中堂是族人参议、举办重要宴会的主要场地；下堂是给请来的铜鼓八音班设乐坛和轿夫们设席的地方。中堂和下堂作为公共空间，可作为多功能场所，对外开放，可开展“红色”讲座、各类会议及活动，以进一步对外宣传客家历史文化。在中堂部分，可搭建一个多功能性舞台，聚集该地区周围的非物质文化遗产，例如“木偶戏”、“粤剧”等有趣而又富有客家内涵的活动，定期举办，以达到用非物质文化遗产的魅力吸引更多旅客的目的。而对于其他的下堂部分，可顺应不同时节、节日，打造出各类独具风格的场景，并与观众台的作用相联系。

4 结语

本研究利用三维扫描技术，将客家传统古建筑保护修缮起来，利用古建筑的知名度大力发展文化旅游业，以此创造大量就业岗位，为村民生活提供保障，让村民驻守家乡，优化古村生态，促进古村繁荣兴旺。

基于三维扫描技术进行古建筑修缮，并提出发挥古建筑的名人优势带动村民脱贫致富，致力于探索一个古建筑活化助力乡村振兴的可行道路。一个古建筑不是静止的景观，而是活着的历史。在古建筑活化利用的过程中，“文化效益”是发展的目的之一，而应弱化经济上的成效，重视历史文化价值的传播延续，利用现代技术保护古建筑的物质载体和各类非物质文化，以实现古建筑的永续利用与可持续发展。

参考文献：

［1］石若利.BIM技术、三维扫描技术、GIS技术在古建筑修复保护中的运用研究［J］.软件，2020，41（9）：123-126.

［2］江金波.围龙屋——最具代表性的客家建筑文化景观［J］.岭南文史， 2004（S1）：19-20.

［3］陈巍巍，刘锟铭.三维激光扫描技术在旧城改造古建筑保护中的应用［J］.江西测绘， 2020（2）：28-31.

［4］徐兴彬.济南长清区古建筑壁画调查及保护利用［J］.文物鉴定与鉴赏，2020（17）：79-81.

基金项目：本文系嘉应学院客家研究院大客家平台研究团队课题（编号：21KYKT11）、嘉应学院“传统古建筑修缮与保护社会实践教学基地”（编号：PX-73221515）、嘉应学院“STEAM结合思政教育理念教学研究与实践”（编号：PX-73221557）的研究成果之一。

通讯作者：邱振原