城市触媒视角下的永城水泥厂工业遗产改造及再利用*

李星汐 常 江 高祥冠，2

(1.中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏徐州 221116;2.太原科技大学艺术学院，太原 030024)

随着城市可持续理论的发展，工业遗产的改造及再利用作为城市可持续发展的一部分，涉及到社会、经济、文化、环境等多方面问题，仅仅以项目本身的角度对工业遗产进行改造已不能适应片区及城市的可持续发展需求。作为工业遗产如何在保护空间肌理、建筑形态及场所精神的基础上，结合区域环境和内部特征实现其生态、功能、经济上的复兴，成为当今工业遗产保护及再利用的焦点问题。

“城市触媒”理论最早是由美国建筑师韦恩·奥托和唐·洛干根于20世纪90年代提出的，其核心内容是：在不需要彻底改变城市中现有元素的条件下，策略性地引进新元素，通过触媒效应的发挥，促使城市持续渐进的改革［1］。目前国内主要从城市规划和城市设计角度探讨城市触媒作用方式及具体策略，研究对象集中在轨道交通［2-5］、历史街区保护与旧城更新［6-8］等具体项目。以“城市触媒”为理论基础，把工业遗产改造及再利用纳入片区并针对城市可持续发展的研究较少。本文以永城市水泥厂为例，将城市触媒理论运用于工业遗产的改造及再利用，通过对水泥厂工业遗产改造项目的触媒运作机制及其对片区和城市后续发展的触媒连锁反应的分析，为工业遗产改造及再利用提供了新的角度和视野。

1 工业遗产的城市触媒特征

触媒理论强调的是在不摧毁或贬低现存元素，通过触媒运作机制对现存元素进行有利的转换，并循序渐进地激发周边环境产生一系列连锁反应，从而影响城市发展。触媒作用过程不会损坏其共同构建的空间组织关系及历史文脉，触媒本身仍然是明确可辨的，所拥有的优秀品质将会在触媒作用过程中得以延续［9-11］。所以，“城市触媒”作为一种城市设计方法，核心特征是保护现存要素并通过“单体开发”形成对城市发展的联动效应。从可持续发展角度来看：工业遗产记载了工业文明的历程，是场所精神的重要载体，在改造过程对“保护与发展”“局部与整体”的内在诉求具有城市触媒的特征。因此把城市触媒理论引入到工业遗产改造过程中，策略性地运用触媒理论，不仅使得改造项目自身得到完善，更使得周边区域得到发展。

2 城市触媒在工业遗产改造再利用中的运作机制

城市触媒运作机制整个过程可以被概括为“选择触媒要素”、“塑造与完善触媒”以及“控制和引导触媒”三个步骤［12］(图1)。首先将工业遗产的现存要素作为既定条件，分析触媒潜力并选择活力因素作为原始触媒要素，主要包括挖掘文化内涵，筛选可利用的现存要素，可以将工业遗产主要触媒要素概括为物质形式或非物质形式(图2)，该过程对于工业遗产起到了有效的保护;其次，根据功能需求对触媒要素进行策略性的塑造和完善，在保持工业遗产原真性的基础上加以改造，实现建筑的可持续更新及功能的转换。最后通过对改造项目后续引导，在自我功能转变和提升的同时，带动工业遗产所在片区复兴，进而产生更大范围的联动效应，促进城市的渐进发展。

图1 城市触媒在工业遗产改造再利用中的运作机制Fig.1 The operation mechanism of urban catalyst in the industrial heritage transformation and reuse

图2 工业遗产触媒要素构成框架Fig.2 The catalyst elements of industrial heritage

3 永城市水泥厂工业遗产改造再利用案例研究

3.1 改造背景

3.1.1 区位交通

良好的区位交通条件是形成“触媒式改造”的重要前提。水泥厂位于芒山镇，地处苏鲁豫皖四省交界，东距徐州85 km，西距郑州280 km，南距永城、北距砀山各35 km。水泥厂主入口交接于永芒、商芒及高芒公路，距离水泥厂不足2 km处是连霍高速进入永城市的第一个停靠站。同时近年来水泥厂周围交通条件逐渐改善，国家高速铁路郑徐高铁经过芒山北站，建设中的济祁高速在芒山设置立交。以上良好的区位环境及便利的交通条件拉近并增强了水泥厂与其他各省市区之间的距离及联系，为工业遗产改造再利用项目提供了有力条件。

3.1.2 旅游资源

永城市芒砀山旅游区为河南省东部地区的门户，是中原“一线五点”旅游开发重点区域及河南省“三点一线”的黄金旅游带。2006年芒砀山旅游区被评为国家级“AAAA”级景区，2011年被列为河南省十大文化产业聚集区之一。水泥厂改造项目位于芒砀山旅游区范围内，周围环绕保安山、芒砀山、夫子山、僖山和鱼山5个景区及30个旅游景点。水泥厂周围丰富的旅游资源吸引着大量游客，为水泥厂改造项目提供了触媒化改造的潜力。同时根据其周围区域旅游资源整合的需求，改造项目可以成为几个景区组团的集散枢纽，有利于整合区域旅游资源，进一步带动芒砀山旅游区的进一步发展。

3.1.3 植物资源

水泥厂依托芒砀群山，生态环境优势明显。芒砀群山人工次生林密布，并且林木分带明显，山顶及两侧是永城境内面积最大的柏树次生林，其下的半山坡为阔叶林，多为刺槐、杨、柳、泡桐等，再向下，山坡与平原过渡地带栽满了桃、杏、李、枣等经济林，良好的生态基底提高了水泥厂周边区域的生态环境品质，为改造项目提供了优越的生态条件，使触媒作用可以稳定持续地发挥效应。

3.2 选择触媒要素

根据城市触媒核心特征，结合永城市水泥厂现状，对其文化内涵及现存元素进行识别及筛选，将触媒要素概括为“非物质触媒要素”及“物质触媒要素”。

3.2.1 非物质触媒要素

1)场所精神。永城市水泥厂在拉动了芒山镇经济发展的同时承载了当地居民的深刻记忆。经现场走访调研了解到当地居民对厂区旧址具有较高的场所认同感和归属感。水泥厂停产以后对厂区认同感和归属感成为记忆保留下来，利用这种场所精神作为非物质触媒并在一定程度上予以继承和物化，可以形成隐形的“磁场”效应，为触媒效应的发挥提供内在动力。

2)矿业文化。永城市因煤成城、因煤兴城，形成了以矿业生产为背景的矿业文化。矿业文化作为永城市城市文化的重要组成部分，有着独特性和代表性。从城市文化建设的角度，矿业文化延续和水泥厂区旧址所体现的场所精神具有同样的重要地位，是城市文化建设的基本诉求。因此将矿业文化作为整合城市文化的非物质触媒元素，在水泥厂更新再利用过程中，从功能转换和规划设计的角度予以传承，作为整合城市文化的有效手段，有利于触媒反应在城市范围内发挥联动效应。

3)地质文化。原水泥厂旧址所属的芒砀群山拥有丰富的地质文化背景，芒砀山区域发育的地层，记录着地质演化史，地质剖面以典型剥蚀残丘地貌为主要特征，是豫东地区奥陶系、寒武系最佳裸露的山体。独特的原生地质遗迹景观的典型性、稀有性和可观性使芒砀群山在区域上具备了极高的学科研究价值和美学观赏价值，为建设地质公园提供了条件。

3.2.2 物质触媒要素

1)水泥窑。水泥窑于20世纪70年代建设，是水泥厂第一批建设的工业建筑，现存9个单体，每个单体占地30～40 m2。窑体的内部空间较为规整，建筑的垂直序列感及之字型的布局具有较强的空间延续感。水泥窑承载厂区生产记忆，因其建筑外观具有独特美学特质，是厂区肌理结构的关键要素，所以在最大限度地保持水泥窑的主题风貌的基础上加以改造，可以成为传承场所精神的标志性景观。

图3 改造前水泥窑Fig.3 The cement kiln before transformation

2)工业广场。工业广场具有强烈的空间认知特征，是人们感知工业场所精神的重要元素。位于水泥窑建筑群间的工业广场是聚落空间活动的外向延伸，作为优质的公共开放空间，具有特殊的工业感召力，利用工业广场的开放空间作为原始物质触媒要素，改造成园区中集会、交流、休憩等互动活动的平台，建立人与物质空间环境的深层对话，有利于“触媒效应”扩展到更大的范围。

3)采石场。20世纪八九十年代，芒砀群山为河南省东部最主要的水泥灰岩供应基地。由于曾经进行过大量的开山采石工作，水泥厂停产后，厂区内遗留下的众多采石场与周围环境及区域功能发展定位联系十分消极。采石场所属的芒砀山拥有丰富的地质文化，具有较高的地学科研价值。同时，采石场独特的坑、塘、山、崖等地貌形式有着独特的美学观赏价值及较强的可塑性(图4)。因此，综合考虑以上地质文化内涵及美学特征，将采石场作为原始物质触媒要素加以改造，不仅可以塑造成园区内标志性景观，还可以修复周边生态环境，使得区域内脆弱的生态环境得以保护。

图4 改造前采石场Fig.4 The quarry before transformation

3.3 塑造及完善触媒

在水泥厂改造过程中通过物质触媒要素的塑造、非物质触媒要素的传承及触媒要素的整合三种触媒化设计手段塑造及完善触媒。

3.3.1 触媒要素的塑造及传承

结合物质触媒要素——水泥窑、工业广场、采石场自身特征，在保持原有结构的基础上加以改造。根据公园规划定位，修建地质博物馆作为新的物质触媒要素，通过新触媒要素的植入，为触媒反应提供更多的功能空间，同时与工业遗产之间形成鲜明对比，凸显工业文化感，形成一种新旧交融对话的模式。同时，物质触媒要素是非触媒要素的物质载体及表现形式，在物质触媒要素的改造和植入的过程中非物质触媒要素得以传承。塑造策略详情见表1、图5。

表1 触媒要素塑造策略Table 1 Shaping strategy of catalyst elements

图5 塑造与完善触媒Fig.5 Shaping and perfecting the catalyst elements

3.3.2 触媒要素的完善

以上述触媒要素特征为核心，结合其所处的场地区位及功能定位，对不同的要素进行分区规划并通过功能、空间和文脉的整合，形成相互结合、相互影响的有机整体。

1)功能的整合。地质公园是以典型地质遗迹、矿业遗址、矿山环境治理景观为主，集游览、休闲、体验及商业服务等功能为一体的综合性公园。因此在改造过程中根据不同触媒要素的特性，结合公园的功能定位需求，构建不同功能分区。其中，根据水泥窑建筑外观及内部结构，赋予其商业服务功能，并结合工业广场的空间特征将其规划为厂矿遗址区，在有效保护工业历史建筑的前提下，为项目注入新的活力;以地质博物馆为核心规划具有教育科普功能的地质科普区，使其成为区域性青少年科普教育基地，大中专院校的实习基地和文化与学术交流中心;根据玄武湖及带状崖壁长廊形成的半围合空间规划地质长廊区域。该区域一面临崖，崖壁上清晰呈现寒武地质景观，一面临水，视野开阔，设计水上栈道及游船码头，激发游客的参与性，增加区域娱乐休闲功能;综合考虑园区植物资源现状及土壤特点，在园区东南角规划以植物造景为主的桃杏闹春区，发挥其生态休闲功能;在园区次入口规划地质科普区，该区域留存大量的石岛等矿业遗迹，将其改造为现场地质科普教育点，形成直观有趣的试玩地质课堂，丰富地质景观，延续地质文化;同时根据场地形态在园区最南侧依山造景规划为趣味冒险区，通过设计亭、台、桥及栈道等园林小品结合曲折山路形成立体、趣味、多样景观形式，增加游览过程中参与体验趣味。此外，从以人为本的角度出发，在衔接的地质长廊与地质峡谷区的中心地带，规划围合的庭院结构，内配植物增加区域亲和度，作为中心服务区。

以上各个功能区域相互叠加、联动发展，共同构建一个亦静亦动的综合性公园(图6)。

2)空间的整合。道路结构和空间节点的设置对空间整合十分重要。地质公园在改造过程中以道路结构对各触媒要素进行空间串联及整合，通过空间节点完善园区的空间体系，形成一定的触媒序列，其空间格局可以概括为“一环、双核”的结构。首先，在道路设计方面，改造过程中保留了原水泥厂主干道骨架，并进行了一定程度的结构调整，形成了具有围合及引导作用的环形主干道，合理串联各功能分区，在此基础上分别规划二级园路及三级园路，使各触媒要素之间具有丰富的空间层次(图7)。其次，在园区内设置“核心节点”，园区东南部的桃杏闹春区与周边功能区域之间的空间联通性较好，在此规划公共广场作为核心节点，可以很好地与厂矿遗址区及趣味冒险区形成空间关联性;同时将地质长廊作为园区延续地质文化的空间节点，以地质长廊的带状崖壁为空间导向，利用视觉意象及文脉的延续吸引人流从地质科普区进入地质峡谷区。

图6 功能分区Fig.6 Function zone

图7 道路交通Fig.7 Road map

3)文脉的整合。文化要素的整合是引发触媒反应的重要途径。在项目改造过程中，以地质文化为主线，通过地质长廊、地质峡谷区及地质科普区，打造地质文化的展示构建物化平台，使得地质文化得以展示和延续。同时在改造中，以工业文化为辅线，有意识地保留原水泥厂具有代表性的工业建筑，以其特有的工业形象为建筑和空间形态的底版规划厂矿遗址区，为工业文化延续提供物质载体。通过地质文化及工业文化的整合，使得园区形成系统的文化脉络，引导实现不同触媒要素之间的联系，进一步激发触媒效应。

3.4 控制和引导触媒

控制及引导触媒是激发触媒效应的重要途径。触媒效应是分时序的递进过程，主导因素为经济效益及政策引导［13］。首先从项目自身角度出发，截至目前，改造项目已累计接待游客80余万人次，吸引大量的游客和消费者的同时为后续的商户入驻和投资带来了巨大的促进作用，目前已累计吸引各种投资近30亿元，为芒山镇注入了新的经济增长点。其次，经济效益的提高带动了当地居民农业、旅游加工产品及第三产业的发展，提高了居民生活质量并改善了水泥生产造成的环境污染，实现芒山片区经济、社会、生态等方面的复兴。同时政策的引导调控进一步带动了触媒效应发挥。在《永城市城乡总体规划(2015—2030)》［14］中，芒山镇定位为以文化旅游及服务为核心的市域副中心城镇。通过联动中心城区的矿区塌陷地改造示范工程——日月湖矿山公园，打造永城市人文旅游景观轴，增强区域辐射能力，进而形成更大规模的触媒联动效益，带动轴线上的乡镇发展，使其形成良好的整体空间格局，优化城市空间结构。由此可见，改造项目作为城市触媒如同为城市发展添置了新的引擎，原始触媒点通过渐进式的触媒化连锁反应能够引导后续众多项目的开发，不断完善并带动周边的要素与之整合，引起更大范围的触媒效益，最终产生一种可持续的联动反应，促进城市的后续发展。

4 结束语

工业遗产拥有独特的物质条件及文化内涵，这些条件为其改造再利用提供了基础。然而，部分工业企业旧厂区处于闲置、荒废的状态且与城市发展脱节，从而产生了一系列的经济、环境、社会问题。工业遗产改造再利用所面临的核心问题不仅限于保护个体层面，而且在改造再利用的同时，形成一种对工业遗产所在片区的反馈。城市触媒理论不仅仅关注单体开发，而是在保护和发展方面建立了良好关系，策略性地运用触媒理论能够在改造项目自身得到完善的基础上促进周边区域的发展。通过对永城市水泥厂的案例分析，将城市触媒理论引入工业遗产改造再利用，在分析城市触媒理论对工业遗产再利用优势及作用机制的基础上，从物质和非物质两方面对触媒要素进行认知和筛选，并通过物质触媒要素的塑造、非物质触媒要素的传承及触媒要素的整合三种触媒化设计手段塑造及完善触媒，并从“项目—片区—城市”的角度对触媒效应进行分析。水泥厂改造项目作为原始触媒点在自我功能得到完善和提升的同时，整合周围旅游资源，促进了芒山片区农业及第三产业的发展，在此基础上与中心城区的日月湖矿山公园打造永城市人文旅游景观轴，通过元素间的共振形成联动效应，形成更大范围的触媒点，辐射带动轴上乡镇发展，进一步激发城市发展的联动效应，促进永城市转型及可持续发展。