上海6000多棟優秀歷史建筑，需要更多像同濟大學顧祥林團隊一樣的“啄木鳥”

為老建筑“全面體檢”延長壽命

始建於1882年的張園是上海現存最完整、規模最大的中后期石庫門建筑群，被譽為“海上第一名園”。張園一期經過一番改造后，人氣爆棚。然而大家可能不知道，張園一期改造揭開面紗之前，其中的12幢優秀歷史建筑和4幢文保建筑保護點，已作了一番“全面體檢”。為百年老建筑“體檢”的，是來自同濟大學的顧祥林團隊。

不能頭痛醫頭腳痛醫腳

“為老建筑做檢測，就好像‘看病’一樣。”同濟大學特聘教授顧祥林說，好比通過抽血、拍X光片等體檢獲取建筑信息，再根據需求做性能提升的具體方案。

可是，深藏在建筑內部的結構性能如何檢測？除了獲取建筑的幾何信息計算荷載之外，最開始的方法是通過目測、鑽芯取樣，檢測結構材料中的成分后進行力學分析﹔同時，對房屋是否傾斜、是否沉降等做跟蹤檢查。

現在，隨著技術的發展，對一些不方便取樣的地方，可以使用無人機獲取建筑的幾何信息，甚至可以通過無損檢測，在不損壞建筑結構的前提下，檢測主要結構材料的性能。

上海的不少優秀歷史保護建筑曾接受過顧祥林團隊的檢測。如今的熱門打卡點，位於四川北路蘇州河畔的標志性建筑——上海郵政大廈的第一次“體檢”，從20世紀90年代就開始了。外灘33棟優秀歷史建筑，顧祥林團隊也為它們一一做了“全面體檢”。

1924年竣工的上海郵政大廈由英國人建造。全球同類型結構建筑有10幢，現在隻有上海、孟買兩處的郵政大廈還在使用。1999年，一場歷時兩年多的修復工作拉開序幕。開工之前，最重要的一步，就是請專家對建筑結構進行“全面體檢”。

顧祥林團隊自從接到“既要加固又不能破壞其風貌”的要求后，就一直在跟蹤這幢樓。這類老建筑的普遍問題在於，當年建設所採用的結構、材料標准偏低，多年使用后暴露出諸多問題。顧祥林強調，“不能頭痛醫頭、腳痛醫腳”，而要從整體角度來考慮加固問題。整個團隊在這幢建筑上傾注了大量心血，前后評估過兩次並加固過一次。

採用昂貴但易維護的方案

修復的過程也並非一帆風順。由於郵政大樓有地下室，地下室積水造成一部分鋼筋鏽蝕和混凝土碳化，影響到建筑的結構。

如何加固這些鋼筋和混凝土？一種是傳統的打鋼板的方案，類似於給建筑“打補丁”，價格比較便宜﹔另一種是用碳纖維加固，薄薄一張紙厚度的碳纖維貼上去，就可以起到加固的作用，這在當時是新型材料，價格比前者要貴近10倍。經過多方討論，最終，昂貴但是更易於維護建筑原貌的碳纖維修復方案被採納。

而這正是顧祥林團隊一直堅持的“可逆原則”。“哪怕是目前最先進的技術，若干年之后，也會更新換代，因此現在採取的結構性延壽措施要能夠方便以后剝離后使用新技術。”

“這就好比創可貼，能比較方便地更換。”余倩倩形象地比喻說。傳統加固做法是通過切割並更換鋼板，但這種方法會產生新問題，如焊縫重新開裂，導致反復地開裂與修復。相比之前，碳纖維本身很輕且強度極高，防腐蝕性能也很好。

為了驗証這一論點，團隊用多層碳纖維片貼合到鋼結構上的受力部位，每片厚度僅約0.167毫米，相當於一層布。實驗結果顯示，無論用碳布或碳板都能有效提升疲勞壽命，在實驗室條件下可以提升2—3倍，從而達到降低負荷、閉合創口、抑制開裂等作用。

“修舊如舊”則體現的是老建筑延壽的另一原則——少干擾原則。

上海郵政大廈改造以求“盡量修舊如舊、還原這座恢宏老建筑的原貌”。檢查發現，上海郵政大廈“遠東第一廳”內大面積的地磚馬賽克圖案有所損壞。為此，修復人員根據樓內已經保留的老地坪的圖案和材質，專門定制了與原來地磚圖案一致的地磚。

如今，“遠東第一廳”內無論是大面積的花朵及回形花紋馬賽克地磚，有著銅質麥穗形裝飾的營業櫃台欄杆，還是天花板上懸挂的銅質吊燈樣式，都已與當年檔案館資料中呈現的“遠東第一廳”別無二致，呈現出一種端庄典雅的大氣之美。

北蘇州路入口處的旋轉樓梯上，銅質的雕花和樓梯上的銅質防滑條，則依然是近百年前的舊物。天花板上的吊燈除了換掉幾個燈泡外，也仍是1924年安裝的那一盞。環繞著吊燈的被稱為“奶油蛋糕”的粉紅粉綠色石膏板吊頂花紋，則是從一層層后來被添加的白色涂料中剝離出來，按照當時顏色重新粉刷的。

如何利用AI為建筑延壽

在為建筑做“體檢”之前，還有一道更重要的工序——結構性延壽的機理研究。

“建筑的結構就像人的骨架一樣。不了解變老的機理，如何讓它們變年輕？”這是顧祥林經常說的一句話。其實，機理研究，就是要了解是什麼原因造成其性能退化？受到荷載、環境的作用后，結構性能如何演化，有何規律？該採取什麼措施控制這些變化？

這方面的研究，做起來並不容易。顧祥林一做就是三十多年。做研究不能憑感覺，要做大量的基礎研究，很多是在工程中發現問題﹔在實驗室裡，通過大量的實驗來收集數據、發現規律。

但僅僅“泡”在實驗室裡，還遠遠不夠。“因為實驗室裡永遠也無法模擬出復雜的環境。”專注於“結構健康診治和延壽”的青年科技專家——同濟大學土木工程學院的余倩倩在讀大三時，選了顧祥林老師的一門基礎課：混凝土結構基本原理。顧老師講課風格很吸引人，更側重引導學生去思考設計方法背后的東西。2008年汶川地震后不久，顧老師帶著學生到地震一線做現場評估，哪些房子為什麼可住，哪些房子為什麼要拆，等於把課堂搬到了地震現場。

“我們課題關注的是全周期的演化。演化之外還有一部分是控制，也就是如何讓這種演變慢一點，到了某一個限值時如何提前或適時採取一些措施來延緩或防止這種變化。”余倩倩補充說，“如能像汽車保養那樣，知道什麼時候需進行大保養，什麼時候需進行小保養就好了”。

上海有6000多棟優秀歷史建筑，需要更多的“啄木鳥”為他們做體檢。

“如果是超高層建筑的檢測，可能將更多依靠機器人、無人機、無人車、爬牆機器人等。”顧祥林坦言，但同時我們也需要認清一個現實：無論怎麼獲取信息，都是不完全的信息。“因此，我們目前正在研究，利用人工智能、數字孿生技術根據有限數據來模擬，或者借助數據大模型來預測如果災害來了，該如何做結構預警、結構響應等。”

顧祥林同時呼吁，老建筑是上海流動的歷史文化，對這些老建筑的保護需要定期做檢測，而不是有改造需求才做。

（來源：解放日報 記者 李蕾）

分享讓更多人看到