上海为6000多栋优秀历史建筑 “全面体检”延寿

　　始建于1882年的张园是上海现存最完整、规模最大的中后期石库门建筑群，被誉为“海上第一名园”。张园一期经过一番改造后，人气爆棚;然而，张园一期改造揭开面纱之前，其中的12幢优秀历史建筑和4幢文保建筑保护点，已作了一番“全面体检”。为百年老建筑“体检”的，是来自同济大学的顾祥林团队。

　　不能头痛医头脚痛医脚

　　“为老建筑做检测，就好像‘看病’一样。”同济大学特聘教授顾祥林说，好比通过抽血、拍X光片等体检获取建筑信息，再根据需求做性能提升的具体方案。

　　可是，深藏在建筑内部的结构性能如何检测?除了获取建筑的几何信息计算荷载之外，最开始的方法是通过目测、钻芯取样，检测结构材料中的成分后进行力学分析;同时，对房屋是否倾斜、是否沉降等做跟踪检查。

　　现在，随着技术的发展，对一些不方便取样的地方，可以使用无人机获取建筑的几何信息，甚至可以通过无损检测，在不损坏建筑结构的前提下，检测主要结构材料的性能。

　　上海的不少优秀历史保护建筑曾接受过顾祥林团队的检测。如今的热门打卡点，位于四川北路苏州河畔的标志性建筑——上海邮政大厦的第一次“体检”，从20世纪90年代就开始了。外滩33栋优秀历史建筑，顾祥林团队也为它们一一做了“全面体检”。

　　开工之前，最重要的一步，就是请专家对建筑结构进行“全面体检”。

　　顾祥林团队自从接到“既要加固又不能破坏其风貌”的要求后，就一直在跟踪这幢楼。这类老建筑的普遍问题在于，当年建设所采用的结构、材料标准偏低，多年使用后暴露出诸多问题。顾祥林强调，“不能头痛医头、脚痛医脚”，而要从整体角度来考虑加固问题。整个团队在这幢建筑上倾注了大量心血，前后评估过两次并加固过一次。

　　采用昂贵但易维护的方案

　　修复的过程也并非一帆风顺。由于邮政大楼有地下室，地下室积水造成一部分钢筋锈蚀和混凝土碳化，影响到建筑的结构。

　　如何加固这些钢筋和混凝土?一种是传统的打钢板的方案，类似于给建筑“打补丁”，价格比较便宜;另一种是用碳纤维加固，薄薄一张纸厚度的碳纤维贴上去，就可以起到加固的作用，这在当时是新型材料，价格比前者要贵近10倍。经过多方讨论，最终，昂贵但是更易于维护建筑原貌的碳纤维修复方案被采纳。

　　而这正是顾祥林团队一直坚持的“可逆原则”。“哪怕是目前最先进的技术，若干年之后，也会更新换代，因此现在采取的结构性延寿措施要能够方便以后剥离后使用新技术。”

　　“这就好比创可贴，能比较方便地更换。”余倩倩形象地比喻说。传统加固做法是通过切割并更换钢板，但这种方法会产生新问题，如焊缝重新开裂，导致反复地开裂与修复。相比之前，碳纤维本身很轻且强度极高，防腐蚀性能也很好。

　　为了验证这一论点，团队用多层碳纤维片贴合到钢结构上的受力部位，每片厚度仅约0.167毫米，相当于一层布。实验结果显示，无论用碳布或碳板都能有效提升疲劳寿命，在实验室条件下可以提升2—3倍，从而达到降低负荷、闭合创口、抑制开裂等作用。

　　如何利用AI为建筑延寿

　　在为建筑做“体检”之前，还有一道重要工序——结构性延寿的机理研究。

　　“建筑的结构就像人的骨架一样。不了解变老的机理，如何让它们变年轻?”这是顾祥林经常说的一句话。其实，机理研究，就是要了解是什么原因造成其性能退化?受到荷载、环境的作用后，结构性能如何演化，有何规律?该采取什么措施控制这些变化?

　　这方面的研究，做起来并不容易。顾祥林一做就是三十多年。做研究不能凭感觉，要做大量的基础研究，很多是在工程中发现问题;在实验室里，通过大量的实验来收集数据、发现规律。上海有6000多栋优秀历史建筑，需要更多的“啄木鸟”为他们做体检。

　　“如果是超高层建筑的检测，可能将更多依靠机器人、无人机、无人车、爬墙机器人等。”顾祥林坦言，但同时我们也需要认清一个现实：无论怎么获取信息，都是不完全的信息。“因此，我们目前正在研究，利用人工智能、数字孪生技术根据有限数据来模拟，或者借助数据大模型来预测如果灾害来了，该如何做结构预警、结构响应等。”

　　顾祥林呼吁，老建筑是上海流动的历史文化，对这些老建筑的保护需要定期做检测，而不是有改造需求才做。(李 蕾)