張軍杰，楊 銳，王德虎，李 鈞

(山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101)

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人居環(huán)境與自然的關(guān)系越來(lái)越呈現(xiàn)出對(duì)立、隔離的狀態(tài)，加之快節(jié)奏的生活及工作給人造成的壓力，人類(lèi)的健康受到嚴(yán)重影響。而自然環(huán)境對(duì)人體具有療愈作用，因此重建城市、建筑與自然之間的聯(lián)系可以有效緩解壓力，改善健康狀況。親生物設(shè)計(jì)(Biophilic Design)作為一種借助自然的療愈效果促進(jìn)公眾健康的環(huán)境設(shè)計(jì)哲學(xué)，從生物學(xué)角度闡釋了自然、空間環(huán)境與人類(lèi)健康三者之間的關(guān)系，可以為健康、綠色的人居空間環(huán)境設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)論據(jù)與方向?qū)б?/p>

一、親生物設(shè)計(jì)概述

1.親生物性與親生物設(shè)計(jì)

“親生物性(Biophilic)”一詞于1964年由美國(guó)社會(huì)心理學(xué)家埃里?！じヂ迥?Fromm.E)正式提出。1984年，威爾遜(Edward O.Wilson)在其著作《Biophilia》中推廣了這一概念，他指出親生物性是指人類(lèi)對(duì)生物以及生命體、自然以及自然形式具有與生俱來(lái)的熱愛(ài)，是人類(lèi)的天性[1]。

親生物設(shè)計(jì)(又稱(chēng)親自然設(shè)計(jì))是指在設(shè)計(jì)層面可以體現(xiàn)自然的元素與形式、符合人類(lèi)親生物天性的設(shè)計(jì)方法，是在醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科既有研究成果的基礎(chǔ)上，以“熱帶稀樹(shù)草原(Savanna)”“瞭望-庇護(hù)(The Prospect-Refuge)”“注意力恢復(fù)(Attention Restoration)”等理論為指導(dǎo)將自然元素引入建筑空間的設(shè)計(jì)傾向[2]。

2.親生物設(shè)計(jì)目標(biāo)

親生物設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單地滿(mǎn)足使用者對(duì)自然的需求，而是在不同的應(yīng)用層面上具有不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

從環(huán)境角度而言，親生物設(shè)計(jì)旨在通過(guò)創(chuàng)造、修復(fù)自然環(huán)境對(duì)使用者產(chǎn)生積極的效果；從使用者角度而言，具備親生物特征的空間要給個(gè)體帶來(lái)生理、心理、認(rèn)知等方面的健康助益；從城市層面而言，當(dāng)前的城市規(guī)劃為擴(kuò)展人類(lèi)生存空間付出了極大的努力，然而，人工環(huán)境與自然環(huán)境的隔閡卻隨著城市發(fā)展過(guò)程日益加深[3]，親生物設(shè)計(jì)可以修補(bǔ)當(dāng)代城市與自然的斷裂，構(gòu)建一種人與自然和諧共生的人居環(huán)境[4]；對(duì)單體建筑而言，親生物設(shè)計(jì)是將自然元素或形式科學(xué)地引入建筑，以豐富空間效果，提升室內(nèi)外空間品質(zhì)，增強(qiáng)使用者的體驗(yàn)，提高使用的舒適度。

二、親生物設(shè)計(jì)發(fā)展歷程

親生物設(shè)計(jì)并非一種新出現(xiàn)的設(shè)計(jì)思潮，在古代、近代都可以發(fā)現(xiàn)建筑中的親生物傾向?？v觀其發(fā)展過(guò)程，親生物設(shè)計(jì)大致經(jīng)歷了萌芽期、初級(jí)應(yīng)用時(shí)期、理論探索期、科學(xué)應(yīng)用期等4個(gè)階段。

1.萌芽期

人類(lèi)對(duì)自然元素的運(yùn)用由來(lái)已久，從新石器時(shí)代的動(dòng)物圖案雕刻，到古希臘柱式的忍冬草柱頭、埃及獅身人面像和多彩植物柱頭裝飾，再到洛可可設(shè)計(jì)風(fēng)格中的自然元素，都反映了古代工匠對(duì)自然樣式的推崇。除了裝飾性運(yùn)用之外，更具自然特性的花園空間也被引入了建筑，如巴比倫的空中花園、西班牙阿爾罕布拉宮、日本枯山水以及中國(guó)古典園林便是這種應(yīng)用方式的最好例證。除了這些實(shí)踐外，被西方尊稱(chēng)為“醫(yī)學(xué)之父”的希波克拉底則在其醫(yī)學(xué)名著《空氣、水和場(chǎng)地》中從理論角度第一次闡明了人與自然的關(guān)系及自然對(duì)健康的影響。

2.初級(jí)應(yīng)用時(shí)期

工業(yè)革命使生產(chǎn)力得到極大提高，也使城市得以快速發(fā)展，然而由于城市規(guī)劃缺乏科學(xué)指導(dǎo)，無(wú)序的建設(shè)導(dǎo)致城市中出現(xiàn)了一系列社會(huì)、健康和環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題。因此，從19世紀(jì)開(kāi)始，歐洲對(duì)自然的態(tài)度發(fā)生了改變。除了自然藝術(shù)題材、花園溫室等在社會(huì)上得到大量應(yīng)用、建設(shè)，這時(shí)期的實(shí)踐者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自然環(huán)境的療愈作用，開(kāi)始相信“美麗的環(huán)境能使患者恢復(fù)更加自然的感官平衡”[5]。工藝與美術(shù)運(yùn)動(dòng)的倡導(dǎo)者拉斯金認(rèn)為工業(yè)生產(chǎn)是非人性化的體驗(yàn)，他倡導(dǎo)在自然環(huán)境中汲取靈感。新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期的建筑師維克多·霍塔(Victor Horta)、高迪、路易斯·沙利文等人在室內(nèi)裝飾、建筑部件等方面的設(shè)計(jì)都充分體現(xiàn)了對(duì)自然形式的模仿。現(xiàn)代主義建筑初期，賴(lài)特的草原住宅、流水別墅、約翰遜制蠟公司辦公樓等經(jīng)典建筑也都體現(xiàn)了對(duì)自然元素的應(yīng)用(見(jiàn)圖1)。

圖1 初級(jí)應(yīng)用時(shí)期的案例

3.理論探索時(shí)期(1964—2000年)

20世紀(jì)60年代，西方激進(jìn)的社會(huì)背景使藝術(shù)思潮呈現(xiàn)百花齊放狀態(tài)。大地藝術(shù)運(yùn)動(dòng)對(duì)現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大影響，建筑界對(duì)現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)原則中與自然隔離的做法也出現(xiàn)了質(zhì)疑之聲。基于此背景，埃里?！じヂ迥吩凇禩he Heart of Man》著作中提出了“親生物性”概念，并將其描述為對(duì)生活和生活過(guò)程的熱愛(ài)，是人類(lèi)進(jìn)步動(dòng)力的來(lái)源之一。麥克哈格(Ian McHarg)的《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》從環(huán)境問(wèn)題出發(fā)展開(kāi)研究，書(shū)中關(guān)于人與自然關(guān)系的闡述影響了幾代人[6]。阿普爾頓(Appleton J)認(rèn)為人類(lèi)必須設(shè)法重建與自然的原始聯(lián)系，以維持幸福感，并提出了“瞭望-庇護(hù)”理論[7]。威爾遜將其進(jìn)一步發(fā)展，并把人類(lèi)對(duì)生活、自然過(guò)程的關(guān)注同人類(lèi)自身的進(jìn)化過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。羅格·烏爾里希(Roger Ulrich)研究了自然景觀對(duì)人類(lèi)生理機(jī)能恢復(fù)的促進(jìn)作用，并提出了循證設(shè)計(jì)支持性理論[8]。戈登·奧里斯(Gordon Orians)和海爾沃根(Judith Heerwagen)提出了人類(lèi)在基因上傾向于某些類(lèi)型的自然風(fēng)光，特別是“熱帶草原”環(huán)境?？ㄆ仗m(Kaplan)夫婦拓展了“感受自然的心理學(xué)研究視角”，并提出了注意力恢復(fù)理論[9]。而隨著20世紀(jì)90年代可持續(xù)設(shè)計(jì)及綠色建筑運(yùn)動(dòng)的興起，Stephen Kellert等在《親生物假說(shuō)》一書(shū)中進(jìn)一步延伸了威爾遜的觀點(diǎn)。另外，Browning和Romm建立了環(huán)境質(zhì)量改善與人的生產(chǎn)效率之間的聯(lián)系。每一位研究者都從親生物性這一概念出發(fā)，向不同的方向邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

此時(shí)期的實(shí)踐案例不多，主要代表性案例包括索恩克朗教堂(見(jiàn)圖2)、東京景觀公園、艾倫·蘭伯特連廊和柏林波茨坦水體設(shè)計(jì)等。

圖2 索恩克朗教堂室內(nèi)空間

4.科學(xué)應(yīng)用時(shí)期(2000年至今)

隨著綠色建筑運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展，加之2003年非典疫情的影響，人在建筑中的健康生活問(wèn)題開(kāi)始受到重視。這一階段，親生物設(shè)計(jì)在理論、方法等方面的研究與實(shí)踐都有較大進(jìn)展，尤其是在不同建筑尺度類(lèi)型、應(yīng)用模式和定量化研究方面都有大量成果。

在理論建構(gòu)方面，社會(huì)各界學(xué)者針對(duì)20世紀(jì)提出的一些觀點(diǎn)、理論進(jìn)行了大量深入研究，如關(guān)于自然恢復(fù)作用方面的研究。從城市、社區(qū)、單體建筑和室內(nèi)空間等不同建筑設(shè)計(jì)尺度層面的應(yīng)用研究也逐漸增多。2006年，美國(guó)羅德島會(huì)議對(duì)如何將親生物設(shè)計(jì)應(yīng)用于建筑和城市環(huán)境中展開(kāi)充分討論，因此，后續(xù)出現(xiàn)了從不同建筑應(yīng)用模式角度出發(fā)的研究，這對(duì)親生物建筑設(shè)計(jì)方法的形成有重要作用。此外，從環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境美學(xué)等方面所進(jìn)行的研究在研究方法上也逐漸從定性轉(zhuǎn)向定量研究。

在實(shí)踐方面，親生物設(shè)計(jì)也出現(xiàn)了應(yīng)用于醫(yī)療、居住、辦公、景觀、教育甚至社區(qū)管理等多個(gè)領(lǐng)域的大量建筑案例[10](見(jiàn)圖3、表1)。至此，人類(lèi)固有的親生物性與建筑設(shè)計(jì)之間的橋梁開(kāi)始建立。

圖3 科學(xué)應(yīng)用時(shí)期的代表案例

表1 親生物建筑代表性實(shí)踐案例

三、親生物建筑設(shè)計(jì)維度、原則及應(yīng)用

1.親生物建筑設(shè)計(jì)維度、原則

親生物建筑設(shè)計(jì)是在滿(mǎn)足建筑性能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)使用者在建筑環(huán)境中健康恢復(fù)、認(rèn)知增強(qiáng)、建立與自然的積極關(guān)系以及修復(fù)環(huán)境等[11]，主要體現(xiàn)在兩個(gè)基本維度。

第一是自然的維度，指在建筑環(huán)境中采用直接、間接或抽象方式反映自然的形式、特征，以符合人類(lèi)的親生物天性[12]。直接方式包括能實(shí)現(xiàn)自我維持功能的自然環(huán)境(如日光、植物、動(dòng)物、自然棲息地和生態(tài)系統(tǒng))。間接方式是需要人工介入才能維持功能的環(huán)境(如盆栽、噴泉或水族館等)。抽象方式則指通過(guò)圖像、圖片、視頻、隱喻等手段來(lái)表現(xiàn)自然世界的做法。

第二是地域的維度，包括廣泛使用當(dāng)?shù)氐奶烊徊牧稀⒆匀患笆茏匀粏l(fā)的形狀和符合當(dāng)?shù)貙徝榔玫男问?，建造與當(dāng)?shù)貧v史文化、生態(tài)、生活相結(jié)合的建筑或景觀，產(chǎn)生與地方的強(qiáng)烈聯(lián)系，從而建立使用者對(duì)建成環(huán)境的認(rèn)同感，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的精神屬性[13]。

成功的親生物建筑設(shè)計(jì)必須遵循其基本原則，主要包括：①持續(xù)性原則，設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)使用者與環(huán)境之間的持續(xù)接觸；②適應(yīng)性原則，對(duì)自然的低度干擾是親生物建筑設(shè)計(jì)的前提，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是對(duì)自然環(huán)境、生命過(guò)程的主動(dòng)適應(yīng)；③地域性原則，親生物建筑設(shè)計(jì)提倡建立對(duì)特定地域的情感認(rèn)同；④互動(dòng)性原則，通過(guò)增強(qiáng)人與自然的互動(dòng)樂(lè)趣提高使用者對(duì)環(huán)境的參與感。

2.親生物建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用模式

(1)不同應(yīng)用層級(jí)。親生物建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍跨度較大，根據(jù)空間尺度可分為城市、單體建筑、室內(nèi)空間環(huán)境3個(gè)層級(jí)。小到色彩與材料的選擇，大到空間場(chǎng)所的營(yíng)造，不同層級(jí)都有其特定的設(shè)計(jì)應(yīng)用模式，同時(shí)也具有不同的應(yīng)用效益。

(2)具體建筑應(yīng)用模式。關(guān)于親生物建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用模式的分類(lèi)較多，史蒂芬·凱勒特(Stephen R.Kellert[14])在2008年將親生物建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用模式總結(jié)為6個(gè)類(lèi)別下的70種設(shè)計(jì)元素，后又簡(jiǎn)化為3類(lèi)24種模式。布朗寧(Browning)等[15]又進(jìn)一步將其梳理整合為14種應(yīng)用模式(見(jiàn)表2)，按照使用者的體驗(yàn)類(lèi)型，這14種應(yīng)用模式可分為3個(gè)類(lèi)別：直接體驗(yàn)?zāi)Ｊ?、間接體驗(yàn)?zāi)Ｊ胶蛥⑴c式空間體驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

表2 親生物設(shè)計(jì)應(yīng)用模式

“直接體驗(yàn)?zāi)Ｊ健笔峭ㄟ^(guò)將生物體、優(yōu)質(zhì)的物理環(huán)境、小型生態(tài)系統(tǒng)引入建筑環(huán)境，構(gòu)建使用者與自然環(huán)境的實(shí)際接觸；“間接體驗(yàn)?zāi)Ｊ健笔菍?duì)自然界中的圖案、材料以及比例等進(jìn)行抽象擬仿，因?yàn)樽匀唤缰械男螤畲蟛糠譃閺?fù)雜的有機(jī)圖形，如雪花的六邊形結(jié)構(gòu)，而人類(lèi)也早已形成對(duì)有機(jī)圖案的視覺(jué)偏好；“參與式空間體驗(yàn)?zāi)Ｊ健笔峭ㄟ^(guò)巧妙的設(shè)計(jì)，營(yíng)造出與自然界有類(lèi)似空間感受的場(chǎng)所，激發(fā)人參與其中[16]。

四、親生物建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐

新加坡黃廷芳醫(yī)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“醫(yī)院”)通過(guò)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，較為充分地體現(xiàn)了親生物設(shè)計(jì)的理念，在包括形體設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)等方面創(chuàng)造了適合使用者的多種自然療愈環(huán)境模式。此外，設(shè)計(jì)還結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，在構(gòu)建優(yōu)異康復(fù)環(huán)境的同時(shí)減少能源消耗，使能源成本比新加坡的普通綜合醫(yī)院降低38%，因此，醫(yī)院還得到新加坡綠色建筑標(biāo)志的白金認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)了建筑性能綠色低碳和使用者親近自然的雙重目的。

1.總體布局

由于醫(yī)院處于鬧市環(huán)境中且建設(shè)用地狹長(zhǎng)，功能構(gòu)成復(fù)雜多樣，因此，如何在嘈雜的城市環(huán)境中創(chuàng)造出適合患者康復(fù)的內(nèi)外空間環(huán)境是總體布局的難點(diǎn)。主體建筑在考慮當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向基礎(chǔ)上，選擇朝向西北/東南方向以充分利用自然通風(fēng)，在降低制冷能耗的同時(shí)還能最大程度地減少熱量吸收。病房樓建筑平面采用了一種類(lèi)似蝙蝠或貝殼狀的獨(dú)特形式，既是對(duì)自然形式的擬仿，又體現(xiàn)了復(fù)雜性與秩序性兼顧的美感，從而喚起使用者對(duì)自然形式的間接體驗(yàn)(見(jiàn)圖4)。而大大增加的外墻面也充分滿(mǎn)足了病房采光、通風(fēng)的需要，降低了外部噪聲影響和日常使用能耗。另外，總體布局中設(shè)置小型公園、屋頂花園和樓層平臺(tái)綠化等不同層次的景觀環(huán)境，選用了適應(yīng)熱帶氣候且易于養(yǎng)護(hù)的本地植物，如萬(wàn)代蘭、紫荊、雞蛋花等，形成使用者對(duì)自然的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)的直接體驗(yàn)，塑造出豐富、獨(dú)特的療愈空間。

圖4 醫(yī)院總體布局及病房樓平面

2.內(nèi)部空間設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)“讓每一位患者都擁有一扇窗戶(hù)”的設(shè)計(jì)理念，醫(yī)院采用了由內(nèi)而外的設(shè)計(jì)方式。病房單元采用鋸齒狀平面，在平面內(nèi)凹處布置綠化平臺(tái)，使每個(gè)窗戶(hù)外都具有自然景觀。結(jié)合外部的多層次療愈花園，各樓層的患者均擁有與自然直接接觸的機(jī)會(huì)，使用親生物設(shè)計(jì)中與自然的“直接體驗(yàn)?zāi)Ｊ健痹鰪?qiáng)室內(nèi)空間的療愈屬性。此外，通過(guò)窗戶(hù)尺寸與病床位置的統(tǒng)籌考慮，窗戶(hù)通風(fēng)只服務(wù)附近的病人，降低相互傳染的風(fēng)險(xiǎn)。窗戶(hù)還設(shè)置活動(dòng)百葉以最大化日光并最大程度地減少眩光，使患者在早晨和傍晚都能免受低角度陽(yáng)光的照射。在霧霾天，則可以關(guān)閉窗戶(hù)使用集中式空氣過(guò)濾系統(tǒng)，滿(mǎn)足空氣清潔的健康要求(見(jiàn)圖5)。

圖5 醫(yī)院室內(nèi)實(shí)景

3.外部形體設(shè)計(jì)

有機(jī)的平面形式產(chǎn)生的形體加上空中綠化平臺(tái)、遮陽(yáng)構(gòu)成了獨(dú)特的立面效果，也為醫(yī)院及城市創(chuàng)建了一個(gè)垂直的療愈花園和立體景觀(見(jiàn)圖6)。這些元素的整合使醫(yī)院突顯于單調(diào)雷同的城市背景，成為一處在都市中生長(zhǎng)的綠洲。

圖6 醫(yī)院室外實(shí)景

五、結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前，新冠疫情的肆虐使人們更加關(guān)注公眾和個(gè)人的健康問(wèn)題，我國(guó)近年來(lái)出臺(tái)的《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》等相關(guān)文件及中國(guó)特色美麗城市、綠色建筑、健康建筑的建設(shè)推廣都反映了對(duì)綠色、健康空間環(huán)境的迫切需求，因此，建筑與自然的關(guān)系可能會(huì)成為影響設(shè)計(jì)的決定性因素。而親生物設(shè)計(jì)借助多種應(yīng)用模式重建人與自然的聯(lián)系，一方面創(chuàng)造出宜人的空間環(huán)境，提升人類(lèi)健康水平、認(rèn)知功能和環(huán)境歸屬感，發(fā)揮自然對(duì)人的積極作用，另一方面通過(guò)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)帶動(dòng)使用者觀念意識(shí)的轉(zhuǎn)變，人們開(kāi)始考慮如何實(shí)現(xiàn)自然與人類(lèi)的雙贏。綜上所述，親生物設(shè)計(jì)不應(yīng)僅僅是一種新的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，更應(yīng)被視為一種普遍的設(shè)計(jì)哲學(xué)。