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工业建筑
IndustrialConstruction
ISSN1000-8993,CN11-2068/TU
《工业建筑》网络首发论文
题目:基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟区王平煤矿废弃地
为例
作者:贺丽洁,郭星月
DOI:
收稿日期:2022-05-06
网络首发日期:2022-09-28
引用格式:贺丽洁,——以北京门头沟
区王平煤矿废弃地为例[J/OL].工业建筑.
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版广电总局批准的网络连续型出版物(ISSN2096-4188,CN11-6037/Z),所以签约期刊的网络版上网络首
发论文视为正式出版。
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工业建筑
基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟
区王平煤矿废弃地为例
贺丽洁郭星月
(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京市100083)
摘要煤炭开采后遗留下来的大量煤矿废弃地制约了城市更新和可持续发展。“城市触媒”提倡以废旧城区的改造与升
级来激发区域发展活力,推动城市经济复兴和活力再生。本文以王平煤矿废弃地为例,将触媒理论引入到废弃地的更
新研究中,以功能触媒、景观触媒、文化触媒、交通触媒为其触媒特征,对王平煤矿废弃地内部现存元素进行多重功
能置换、景观置入以及空间功能整合,对具有矿业特色的建筑物、构筑物等物质要素和具有矿业文化等非物质要素进
行保留、传承与发展,对场地内部交通系统进行整合优化;并制定了开发初期、中期、远期的建设时序,为城市注入
新的活力,实现王平煤矿的转型升级,以期能为矿业废弃地的更新改造提供一定的借鉴。
关键词触媒理论;煤矿废弃地;更新策略
DOI:
StudyonRenewalofAbandonedCoalMineLandBasedonCatalystTheory——
TakingWangpingAbandonedCoalMineLandinMenTougou,Beijingasan
Example
HeLijieGuoXingyue
(SchoolofMechanicsandArchitecturalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing),Beijing100083,China)
AbstractAlargenumberofabandonedminelandleftbehindaftermininglandhaverestrictedurbanrenewaland
sustainabledevelopment.“Urbancatalysts”advocatesthetransformationandupgradingofoldcitiestostimulateregional
,Wangpingabandonedmine
landistakenasanexample,
functionalcatalyst,landscapecatalyst,culturalcatalystandtrafficcatalystasitscatalystcharacteristics,theexistingelements
inWangpingabandonedminelandaresubjectedtomultiplefunctionalreplacement,landscapeplacement,andspatialand
-material
elementssuchasminingcultureareretained,inherited,developed,andthetransportationsysteminsidethesiteisintegrated
,mediumandlong-termdevelopmentisformulatedtoinjectnew
vitalityintothecityandrealizethetransformationandupgradingofWangpingMine,inordertoprovidesomereferencefor
therenovationofminingwasteland.
Keywordsurbancatalysts;abandonedcoalmineland;renewalstrategy
0引言
迄今为止,由于煤矿开采造成了4000多万亩的废弃土地,,
,经济损失超过160亿元[1]。同时还造成了环境污染、植被破坏等问
收稿日期:2022-05-06
基金项目:中国矿业大学(北京)研究生教育教学改革项目(YJG202200602);中国矿业大学(北京)研究生课程思政项目
(YKCSZ202200601S);2021年中国矿业大学(北京)“课程思政”示范课程建设项目;中国矿业大学(北京)本科教育教学改革与研究
(J20ZD23);中国矿业大学(北京)开放课题项目基金和大学生创新训练项目(202206055)。
作者简介:贺丽洁,女,1980年出生,博士,副教授。电子邮箱:******@
网络首发时间:2022-09-2816:24:39网络首发地址:.
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2工业建筑
题。随着城市的快速发展和城市用地的扩张,处于城市边缘的煤矿废弃地逐渐被包围起来,成为了制
约城市发展的问题所在[2]。对煤矿废弃地的改造更新,有助于改善矿区内的生态环境,缓解城市用地
紧张问题,减少土地浪费,弘扬矿业文化,为矿业城市转型升级提供新的发展机遇。
城市触媒理论是促进城市经济复苏、再造城市活力的城市理论;主张通过“触媒”来引起城市发
展连锁效应,以废旧城区改造升级来激发区域活力[3]。本文引入触媒理论指导煤矿废弃地更新利用,
完成我国煤矿废弃地的改造和升级,以期为我国煤矿废弃地的更新利用研究提供全新的方法和视角。
1触媒理论在煤矿废弃地更新中的利用

城市触媒理论是由美国学者唐·洛干与韦恩·奥图于1989年提出。城市触媒类似于化学中的
“催化剂”,其作为城市中新置入的元素具有激发相关元素的作用,即一个开发可以引发多项开发的
连锁反应,最终带动和激发城市的建设与复兴,促使城市结构进行持续、渐进的建设[4]。触媒的作用
并不是简单的元素合集就可以实现,而是在项目或城市建设中阶段性的发挥效益,这个过程可以通过
确定开发时序来进行引导。由于不同触媒元素的区位优劣、规模与影响力大小、经济效益的高低等不
同,在作用的能级上就不同。因此在确定开发时序时,优先选择影响力较大的触媒元素进行初期开发
来激发城市活力,提升城市吸引力;根据触媒的链式效应选择受到初期改造影响较大的触媒元素进行
中期开发以及远期开发,逐步进行后续区域开发,最终协同带动整片区域的发展。
国内触媒理论的应用方面主要集中在城市更新建设、古城镇及历史化街区的更新活化、轨道交通
枢纽点刺激周边发展、生态景观触媒等[5]方面。2010年以来,国内有关触媒理论的研究成果大量增
加,从侧面印证了此理论在中国城市规划设计中的适用性。金广君(2006)引入触媒理论在深圳宝安
新区规划建设中,解析了触媒理论在城市规划中的作用[6][7]。蒋朝晖(2006)将古城、历史街区作为城市
规划建设中重要的触媒点,探讨了触媒理论在历史街区与旧城保护方面的应用[8]。卢济威、韩晶(2007)
探讨了将城市轨道交通作为触媒元素,对城市结构发展的促进作用[9]。苏锐(2014)提出了城市触媒理论
指导下城市工业遗产的更新策略[10]。
国外触媒理论研究最先在美国提出,20世纪末备受欧洲学界的关注;主要代表性研究是以特定
类型的城市建筑元素为主体和以非物质性城市触媒为主体两种。(2004)
将体育设施作为城市更新触媒元素进行规划设计[11];JulietDavis(2009)以伦敦泰晤士河堤岸公园为
例拓展了城市触媒理论的概念定义[12]。Beck和Brooks(2019)探讨了将社会企业与文化遗产作为城
市触媒元素对社区建设发展的促进作用[13]。
综上所述,国内外对于“触媒理论”的相关研究主要集中于历史街区保护、城市轨道交通、单体
建筑设计等方面,鲜有将其应用到矿业废弃地的更新与再利用中。引入触媒理论,利用其导入新元素
可以激发多项连锁反应的特点,对煤矿废弃地进行区域系统的综合改造,可以激发区域活力,促进区
域经济发展。

物质形态的触媒可根据空间形态,分为点触媒、线触媒和面触媒三类。一方面,可以从区域范围
来研究,将整个煤矿废弃地作为点触媒元素;将煤矿废弃地周边的水岸线、交通道路作为线触媒元
素;继而进一步扩大到区域范围内形成面触媒,产生连锁效应,带动区域整体发展。另一方面,也可
以从场地范围对矿区内部进行研究,则是将建筑物单体、建筑构件、景观小品等作为点触媒,通过对
矿区内废弃建筑的改建、功能置换、环境重塑等,塑造具有矿业特色的开放空间节点。同时在原有矿
区内部交通路线与建筑物的基础上,重新梳理规划交通流线,构建尺度适宜的慢行交通体系。通过慢
行交通体系,有效联动各个空间节点,形成线触媒,强化触媒效应,延缓触媒效应衰减速度[14]。最终
通过点触媒、线触媒架构了矿区内部的核心空间结构,在此基础上补全缺失的肌理,形成面触媒,从
而带动整体区域发展。
非物质形态的触媒指的是无形的物质,包括政府政策、人文精神、体育活动之类的城市事件
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贺丽洁等基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟区王平煤矿废弃地为例3
等[15]。矿区内的非物质触媒要素包括区位潜力、矿业文化、场所精神以及政策引导等。首先,矿业废
弃地位于城市内部,具有良好的区位潜力和发展优势。其次,人们在采矿过程中积累的物质与精神文
化,是矿业文化乃至工业文化的一个重要组成部分。再次,矿区伴随着几代人的生活和成长,具有浓
厚的场所精神,周边居民对其有着深厚的情感。最后,适宜的政策法规可以引导城市矿业废弃地再利
用的发展方向和规划格局。
综上所述,在煤矿废弃地的更新利用中,需要将具有短期、外在特点的物质触媒元素与具有长
期、内在特点的非物质触媒元素综合考量,才能够达到可持续发展的目标。

:符合城市发展的功能置换
煤矿的长期开采,造成煤炭资源走向了枯竭。许多煤矿废弃地无人管理,严重浪费了土地资源。
将功能触媒引入,把文娱产业、商业功能、展览休闲等功能引入煤矿废弃地的更新改造,对废旧厂
房、废弃铁轨、矿业设施等进行功能替换,创造符合城市发展需要的后工业区域,赋予矿区新功能。
在场地内植入新的业态模式,发挥触媒的连锁效应带动周边地区的发展,使矿区适应城市的可持续发
展与居民的生活需求。
:连接矿业文化与居民生活
文化触媒是矿业文化和居民生活记忆的载体,也是保护和恢复废弃煤矿不可或缺的推动力。煤矿
废弃地内遗存的选煤楼、炼煤楼、厂房等建筑以及各种设备部件、管道设施等是矿业文化的物质载
体,体现了矿业文化的核心和矿业时代的演变历程。将这些元素与区域功能相结合,用于科教展览、
矿业知识的普及与宣传,形成煤矿废弃地的文化触媒,展现场地文化的记忆与感动。
:生态环境的可持续性
由于矿业开采,破坏了大面积的自然生态环境,使矿区成为了城市中环境质量较差的区域。大面
积的开采挖矿,造成了地表塌陷,土壤盐渍化严重,周围区域的生态环境也遭受破环。景观触媒可以
通过生态景观的规划设计和可再生能源的使用来引导矿区形成健康安全的绿色区域,达到改善生态环
境的目的,最终推动矿区的生态文明建设和可持续发展。
:动态连接矿区内部空间
在煤矿废弃地内搭建人车分离立体化交通系统,具体连接地面铁轨遗址,搭建空中轨道、空中步
道、健身步道等,在保护原有的铁路遗迹与特色厂房的基础上,将矿区内分散的灰色区域重新连接为
一个有机整体,使得场地内部的交通流线更加顺畅。交通触媒的引入,不仅使矿区内部空间动态连
接,同时与周边交通也构成了和谐、统一的整体。
2北京门头沟区王平煤矿废弃地概述

王平煤矿所在地势四面环山,,,,是
长安街及其延长线的西延伸段,位于京西文脉网的中心处(如图1)。矿区遗留的主要工业建筑及构
筑物包括选煤楼、厂房、选煤车间、废弃铁轨等。G109国道将王平镇煤矿与门头沟新城连接;大台
线24和丰沙线两条铁路经过的火车站点将京西矿区的各矿业废弃地联成一线;同时,正在建设的地
铁S1线加强了京西矿区与城市中心的连接。

京西矿区周边分布着北京的自然历史风光与煤矿文化遗产。主要文化景点有三山(灵山、百花
山、妙峰山)、两寺(潭柘寺、戒台寺)、一涧(龙门涧)、一湖(珍珠湖)、一河(永定河)。历
史上京西煤矿是皇家官窑,拥有近千年的开采历史,是极具特色的非物质文化遗产。同时,具有众多
的民俗文化遗产,如太平戏、鼓曲等。矿区周边的京西古道承载着厚重的历史文化气息,其中王平古
道是京西古道的一个重要节点。
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4工业建筑

1)矿区内部功能缺失。王平煤矿停产后,矿区内遗留下来的建筑功能丧失,结构破坏严重甚至
倒塌,现场杂乱不堪(如图2-a、图2-b)。2)矿业文脉被割裂。破败的场地现现状割裂了矿区的历
史记忆,矿业遗产价值遭受严重破坏。3)交通通行质量差。王平煤矿内部道路混乱无序,没有合理
规划(如图2-c、2-d);现存道路无法对遗址景观进行合理的人流疏导,也无法形成合理的参观路
径。4)生态环境质量差。矿区内杂草丛生,场地绿植无法形成景观(如图2-e),缺乏与周边绿地景
观联系;同时场地内堆积着大量煤渣石,对土壤造成严重破坏,影响了周边区域的生态环境(如图2-
f)。
3触媒理论下王平煤矿废弃地的更新策略
基于触媒理论的引导,将王平煤矿重新定位为多元产业的复合发展。首先,通过功能触媒策略带
动场地转型,将矿区内部原有功能进行置换,使功能空间得到有效再利用。其次,通过文化触媒策略
驱动场地发展,将创意文化、创意展览与废弃煤矿结合,弘扬矿业文化。再次,通过景观触媒策略,
进行景观节点设计同时结合矿区废弃资源的有效再利用以达到改善矿区内部生态环境质量的目的。然
后,通过交通触媒策略,将矿区内部道路作为触媒线,把各触媒点相连接,形成触媒面,增强可达
性。最后,以王平煤矿为触媒点辐射带动京西古道、京西稻米种植、京西居民形成联动效应,扩大影
响范围。
:矿区内部的功能置换
王平煤矿废弃地的功能触媒策略主要体现在对矿区整体功能进行置换,整个矿区被分为七大区域
(如图3)。在每个区域内选取不同的物质触媒元素形成点、线、面的空间布局。将工业类建筑如工
业厂房、选煤楼、选煤车间、选矸楼等,民用类建筑如工人宿舍、办公楼等,以及构筑物如烟囱、炼
煤炉等作为点触媒;利用火车轨道、带式运输机等线触媒,将各点触媒以及作为面触媒的矿坑空间相
互连接起来形成更大范围内的面触媒,起到连锁式的效应。1)第一大区域为主入口广场。主入口距
离市政道路近,与火车轨道相邻,方便市民游客前往矿区游玩。次入口距离东侧两村镇较近,与乡村
小路相连,方便村民前往。高大的炼媒炉是场地中视线最高的建筑,将其作为矿区内部的触媒点,作
为入口空间的一部分。将炼煤炉一层打通,与周围空间相联通,使得视线开阔;同时拆除外墙皮后暴
露出原建筑构件,可展示出原场地的工业记忆。2)第二大区域为铁道景观区。选取保存完好的铁轨
为线触媒元素,在保留的铁轨上放置废弃的火车头作为公共展览空间,营造出工业遗迹的年代感;同
时利用铁轨与其他区域连接。3)第三大区域为农业生产基地,选取具有矿业文化特色的厂房为点触
媒元素,将其改造为体验仓与科研仓;选取矿区内部保存完好的带式运输机为线触媒元素,连接体验
仓与科研仓,然后将原矿区内的矿坑改造为平台空间,最终形成点线面触媒空间(如图4)。4)第
四大区域为工业遗产体验展览区,原选煤楼的整个楼体结构保留完整,将其改造为展示、交流、阅
读、娱乐等空间;围绕中心展厅设计九个差异化的悬浮平台,来容纳不同功能,比如阅览室、棋牌
室、茶室、研究室等,为公众提供娱乐交流学****的空间。将原选煤车间作为触媒元素改建为煤生产流
程展示馆。利用工厂的废弃铁架设置人行天桥,通过踏步等营造趣味的不同标高视角。5)第五大区
域为矿工雕塑广场。在广场内设置具有矿业文化的雕塑,设置休息座椅,与绿植相结合。6)第六大
区域为创客展览区。矿工宿舍保存完好,且位于厂区边缘,与自然环境接轨,可将其作为触媒元素,
改造为创客家园。对其进行结构加固,保留建筑砖表皮,利用轻型钢桁架加固旧房。抽取具有矿业文
化的元素通过对矿工宿舍的解构,对外立面进行工业化改造(如图5-a)。提取特色空间,形成过渡
性边缘空间、创意舒适灰空间、临时展览空间三大空间(如图5-b);中轴线的道路为线触媒将触媒
点连接,最终形成触媒点的联动。7)第七大区域为居民活动区域,包括集市广场、工人舞台与次入
口广场。将工人广场与集市广场区域内保存完好的废弃建筑进行立面改造,设计为沿街商店,提供纪
念品售卖,营造商业氛围;破损的建筑进行拆除,留下大面积的活动场地,为周边居民提供文娱活动
场地。
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贺丽洁等基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟区王平煤矿废弃地为例5
图1王平煤矿区位图(图片来源:作者绘制)
(Source:Drawnbytheauthor(
图2场地内部现存问题图(图片来源:作者绘制)
(Source:Drawnbytheauthor(
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6工业建筑
图3功能分区图(图片来源:作者绘制)
(Source:Drawnbytheauthor(
图4农业生产基地内的区域更新改造(图片来源:陈雨鑫、宋怡、刘思彤绘制)
(Source:DrawnbyChenYuxin,SongYiandLiuSitong(
:矿业文化的传承发展
矿区文化触媒策略主要利用当地居民对矿区的情怀,选取矿业文化、矿业精神、当地传统文化等
非物质触媒要素,弘扬矿业特色文化,合理利用政策引导推动矿业文化、生态产业发展。通过矿业遗
产+艺术、矿业遗产+商品等模式导入休闲消费,以废弃煤矿、创意展览、创意艺术为驱动,通过矿业
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贺丽洁等基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟区王平煤矿废弃地为例7
特色产品设计大赛、矿区更新设计方案征集等,吸引文化创客,创作更好的矿业文化氛围。同时,引
入当地传统文化产业,建造特色文化广场,举办传统文化节,营建当地文化氛围。
王平煤矿废弃地的物质文化触媒策略主要是利用场地内现有的构筑物与设施,通过更新改造后达
到弘扬矿业文化目的。首先保留王平矿区内具有矿业特色的建筑与构筑物立面。将拆卸下来的设备部
件改造为具有矿业文化的雕塑,成为建筑入口空间独特的标识物,保留场地的矿业历史元素并得以延
续;还可以作为指示物设置在一些交叉口,起到引导人流的作用。其次,将矿区内废弃的机器通过涂
鸦等方式进行改造(如图6-a),消除了矿区内压抑沉闷的氛围,并将部分废弃设备改造为儿童设施
(图6-b)与雕塑小品(图6-c),增强了场地与游人的互动与交流。最后,矿塔作为矿区风貌展示与
观赏的重要构筑物(如图7),在对其内部结构加固的前提下,对其外立面进行保护修复,更好的凸
显其矿业特色文化。
图5创客区域内的更新改造(图片来源:陈雨鑫、宋怡、刘思彤绘制)
(Source:DrawnbyChenYuxin,SongYiandLiuSitong(
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8工业建筑
图6废弃设备改造意向图(图片来源:,,
?mod=viewthread&tid=26518500)
(Source:,
,?mod=viewthread&tid=26518500(
图7矿塔改造意向图(图片来源:,)
(Source:,(
:景观生态的协同发展
矿区的景观触媒策略主要体现在景观节点设计上。在矿区内选取景观节点作为点触媒元素,同一
轴线上的点触媒元素相互连接形成不同级别的线触媒元素。同时将矿区内的开放空间如广场、展览区
等也确定为点触媒元素通过道路等线触媒元素与矿区外的景观绿地相连接形成面触媒,扩大触媒效
应。首先,将王平煤矿内的景观平台节点、洗煤塔节点、主井口节点、工人广场节点等点触媒元素形
成的轴线作为主轴线;主轴线西侧为工人雕塑节点形成的西次轴线;主轴线东侧为集市、展览节点形
成的东次轴线;形成一主两次的轴线格局(如图8)。其次,选取矿区内北侧的农业生产基地与南侧
的次入口广场以及工业遗产展览区域为触媒点,在三个区域内设置大面积的绿地,三大区域内的绿地
与王平煤矿周围的原始绿地景观相互连接,形成方便可达的开放空间,带动整个区域内的生态修复
(如图9)。绿地中可以种植柳树、杨树、月季等植物,利用植物的吸收、挥发、根滤、降解等功能
净化土壤或水体中的污染物,减少水土流失,达到净化环境、减少泥石流滑坡等自然灾害的目的。最
后在创客展览区内设置创客街区(如图10)。创客街区内设置种植池,种植睡莲、金鱼藻、黑澡、
大藻等植物来吸附过滤水中的浮游粒子;修建休闲平台、林荫道与漫步道来构建景观游廊;同时利用
原有厂房屋顶建设屋顶花园,不仅保暖隔热,减少区域内的热岛效应,还可以净化空气、丰富景观、
美化环境。
景观触媒策略还体现在可再生能源景观的设计上,与景观节点相结合,形成景观触媒面,扩大触
媒效应,实现绿色更新。可再生能源包括太阳能、风能、地热能等。在矿区内部建筑屋顶设置光伏太
阳能板收集太阳能,将机组转化为热能、电能等供建筑使用;矿区内设置发电风车,收集风能用以日
常发电;利用矿区内岩土体可以供暖制冷的特性,将其利用在供热中央空调系统中。此外,景观触媒
策略还体现在矿区内部煤矸石的回收再利用上。将其直接回填塌陷地,进行废物回收利用,减少尾矿
浪费;还可以利用煤矸石耐火性好质地也较轻的特点,将其制成轻骨料,进行回收再利用[16]。
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贺丽洁等基于触媒理论下的煤矿废弃地更新研究——以北京门头沟区王平煤矿废弃地为例9
图8一主两次轴线格局(图片来源:作者绘制)
(Source:Drawnbytheauthor(
图9矿区内外绿地景观相连接形成的开放空间(图片来源:作者绘制)
(Source:Drawnbytheauthor(
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10工业建筑
图10创客街区改造(图片来源:陈雨鑫、宋怡、刘思彤绘制)