以高绩效为目标的校园景观设计方法与实践—同济大学嘉定体育中心景观设计研究

戴代新 陈语娴 曹畅 任晓崧

景观绩效评价为从业者提供了可操作的、具有明确目的性的设计指导思路和建成后评估途径，可以有效衡量设计方案结果的优劣性，更好地辅助设计生成过程。以高绩效为目标的景观设计途径可以使景观设计有更明确的目标，提供创造更具有可持续性场地的机会。

景观绩效的研究与实践起源于校园景观。美国风景园林基金会（Landscape Architecture Foundation，简称LAF）等组织也在通过编写教学材料、对相关院校提供补助的方式推进景观绩效理念与学校教育的融合。景观绩效理论与实践的发展一直扎根于学校与教育的空间场所，将以高绩效为目标的景观设计理念融入实验性的校园景观场地实践之中，是一种有意义的尝试，且有着十分丰厚的基础。本文以同济大学嘉定体育中心景观设计为例，探讨基于景观绩效理论的校园景观实践，以及其所带来的启示。

1 景观绩效与实践指导

1.1 景观绩效评价的目的

在景观领域，绩效量化评价已取得美国绿色建筑委员会LEED计划（USGBC-LEED）[1]、可持续场地倡议（SITES）[2]和美国风景园林基金会（LAF）的景观绩效研究倡议等研究成果。“景观绩效”被定义为“景观解决方案在实现其预设目标的同时满足可持续性方面的效率的度量”[3]。而高绩效景观则要求景观场地进行精心策划和季节性调整，充分利用有限的土地实现各个方面的高绩效水平[4]。可持续性是景观规划设计的重要议题和主要目标。景观绩效评价往往从景观空间的环境、经济和社会层面的可持续性出发，通过实际的量化度量来有效评定空间环境品质的高低。景观绩效评价为指导和评价设计提供了较为科学的依据，也为设计决策是否能够促进实现可持续性目标提供了较为严谨的评判标准，能够指导设计方案的优化。中国现有的雨水管理、海绵城市绿地设计导则等文件从设计实践环节对景观的功能和可持续性进行控制，在项目的设计实践过程中与景观绩效理念是相辅相成的。

1.2 景观绩效评价体系

LAF在推进研究与实践的同时建立了较完善的景观绩效研究网络平台[5]，开展了案例研究调查计划（Case Study Investigation，简称CSI），还推出了一系列教学材料。例如在线“效益工具箱”（Benef i t Toolkit）提供了很多景观绩效的量化计算工具[6]，它的网络数据库《案例研究简报》（Case Study Briefs）和出版的书籍《景观绩效：指标选择指南》（Landscape Performance: A Guidebook for Metric Selection）中也提出了一系列系统性、可操作的绩效量化评价标准和评价方法。目前从生态、经济、社会3个方面构建了包含土地、水、栖息地、碳与能源与空气质量、材料与废物、社会、经济7个大类，以及32个小类的可持续特征度量体系。

1.3 景观绩效研究的实践意义

景观绩效研究为风景园林项目的实践走向循证设计提供了理论基础和方法途径。尽管目前的研究工作主要关注景观绩效的评价，但其长远的目标是为实现高绩效的景观实践服务。基于目前的研究成果，至少在以下3个方面能作为借鉴和指导。

1）景观绩效评价体系为景观设计实践提供了以可持续性为目的的设计决策和价值判断方法。在此基础上，可以得出与场地特征吻合的可持续特征和适用的技术，指导建设的落实。景观设计基金会提出的“评价指标—典型实践案例—研究方法”体系使得设计目标能明确推导一系列可以采纳的设计实践，其成熟的评价方法与工具也为后续研究提供了技术支持。虽然景观绩效是针对建成项目的评价体系，但以之构建设计实践目标，也可以帮助设计者得到更具有前瞻性的设计考量，对于辅助完整的设计过程，则更为便利。

2）景观绩效案例研究为景观设计实践的具体方法措施提供了借鉴。景观绩效的核心策略是确定项目的可持续性特征（Sustainable Feature），从环境、经济与社会3方面进行实际效益度量[7]。可持续景观设计的目标是建设社会、环境和经济效益平衡并可用一系列工具和方法进行评估的独特景观[8]。基于以上认识，LAF发布了包含108个CSI案例的《案例研究简报》，详细说明了每个项目针对不同绩效指标所采取的方法。通过对景观绩效案例研究的梳理，可以整理出与设计目标一一对应的设计技术措施借鉴。

3）景观绩效研究方法为景观设计实践的循证研究提供了技术支撑。景观绩效评价需要根据具体指标采集场地建设前和建成后数据，通过对比分析，说明场地的景观绩效是否增加。同时也收集和介绍了大量的量化计算工具，在设计过程前和过程中对设计的结果进行模拟和预测，为循证设计提供了技术支持。

2 设计实践与初步研究

2.1 问题识别与设计目标构建

同济大学新建嘉定校区体育中心景观设计项目占地约2万m2，基地位于上海市嘉定区同济大学嘉定校区北侧，其中建造有体育馆。基地近似方形，西接小昊塘水系，北侧林及校外的公交车站，东临学生宿舍区，西北角为学校的次入口。基地西侧为水边界，其他三面皆为交通界面，主要人流来自东侧和南侧。

基于场地现状特征，以可持续为目标，识别场地现存主要问题：1）场地自然排水不畅，存在雨水隐患；2）场地中绿地零碎、分散，整体性弱；3）校方希望有效利用场地，但场地位置偏僻、难以聚集人气，同时也存在提供开放健身空间的需求和体育场馆的管理需求之间的矛盾。

针对现状问题，提出主要设计理念关键词：1）海绵城市。设置雨水花园、生态滞留池、透水地面，打造亲水空间；2）生态设计。设计节能景观照明、绿色道路，提升空气质量，创造可持续景观；3）健康生活。营造体育锻炼和游憩活动空间，提升视觉景观质量。

基于设计理念，依据绩效评价体系总结出与场地特征吻合的可持续特征。要达到海绵城市的设计目标，需要考虑雨洪管理与防洪等绩效指标。落实生态设计，需要全面考虑水、植物、材料、栖息地的绩效指标；节能、经济目标的落实，需要重点关注材料再利用、植物低维护等环境指标和节约运维费用等经济指标。健康生活理念的落实，要选择教育价值和公共健康的相关指标。此外，还需关注风景质量和场所感等其他社会绩效指标。根据以上分析，结合校园体育场地特征有针对性地选择特征指标（图1），为场地实现环境、社会、经济的可持续性提供了指导，也为将来的校园景观建设实践提供一些借鉴。

2.2 设计策略与技术措施方案

基于项目场地的现状绩效特征，结合可持续性目标，提出3方面设计策略。对环境绩效的关注落实在完整的水体循环和净化系统的建设上，另外也加入对植物、材料选择和栖息地营造的考量。在社会绩效层面，设计针对体育场和体育馆的外部空间创造出环线慢跑道串联场地，为学生提供户外的锻炼与交往空间，充分发挥教育价值和公共健康提升潜能。在经济绩效层面，考虑到再生材料的运用，以及建设节约、低维护景观的设计策略。针对3个策略，制定了详细的技术方案（表1）。

1 采用的可持续特征分类指标Adopted sustainable feature classification index

表1 采用的可持续特征分类指标对应的技术措施Tab. 1 Selected sustainable feature metrics and corresponding techniques and measures

通过3个方面的设计策略合理组织空间，建设功能完备的校园运动景观空间（图2）。

2.2.1 构建循环雨水滞留系统

设计通过串联现有的零碎绿地，提高整体雨水滞留能力。现状场地西高东低，自然河道在场地的西边界外，自然排水方向与净水体系相反,无法完全借助重力形成自然排水。出于对场地原始水环境的尊重与保护，设计通过一个不定时开放的水泵和微地形的塑造解决了这一问题。设计通过布置不同的“低影响开发”（Low Impact Development，简称LID ）的雨水绿色基础设施，包括雨水花园（图3）、透水路面铺装（图4）、植草沟（图5）、生态滞留池（图6）、生态停车场（图7）等，形成循环的雨水滞留系统。实现对雨水的有效管理，提升在雨洪管理、防洪等方面的景观环境绩效。

2 同济大学嘉定体育中心景观总平面Master plan of landscape design of Jiading Sports Center of Tongji University

3雨水花园Rainwater garden

4 广场生态透水铺装Ecological permeable pavement of the square

设计采用的典型绿色雨水基础设施包括：1）雨水花园。西南侧绿地紧邻自然河道，与主要道路间有绿化遮挡，形成了较为幽谧的小空间，此处充分利用自然植物资源设计成环境优美的雨水花园，也是净水系统的一个重要环节；2）道路生态滞留池。东侧利用道路型生态滞留池在雨季储存、治理径流；3）生态草沟。北侧利用生态草沟代替传统沟渠收集净化雨水，减少排水管线压力；4）生态停车场。在场地西北角设置生态停车场，结合铺地和种植，在满足承载力的基础上，实现渗透生态效果。

除了雨洪控制，该系统也考虑了对于雨水的初步净化功能。

2.2.2 连通环形健康慢跑步道

设计通过环绕场地的慢跑道连接现有的零碎绿地，提高人们的绿色环境体验和场地的景观效果。慢跑道由田径场周边跑步道（图8）、雨水花园景观桥（图9）和广场空间等组成，为线性的体育活动提供空间场地，也满足了运动场关闭时在校学生的运动健身需求。设计在保留整体空间形态和格局的同时，将原有的草坪改建为雨水花园等雨水设施,努力营造小空间的特色，创造社交场所，提升了环境与教育健康等层面的绩效。在体育场南部沿道路设置堑道（图10），通过微地形设计形成围合场地，在主要人流方向对开放的田径场地形成一定的视线遮挡，提升景观的视觉质量。

2.2.3 采用资源再生新型材料

设计还贯彻了经济节约可持续的理念。体育馆的南北广场铺装采用统一规格的300mm×600mm二次烧制生态陶瓷透水砖（图4），这种砖材以矿渣废料和陶瓷废料为原料，经过二次布料成型高温烧成，具有透水、保水、美观、耐磨等特点，体现出对设计需求和经济可持续的考量。

雨水花园内的景观栈道采用了晶塑复合材料。该材料95%的原料为固体废弃物和回收塑料，加工过程中无废气废液等产生，回收废品可100%再生利用，是一种全生产过程绿色生态的新型资源再生材料。这种材料可广泛用作天然木材的代替品，减少木材消耗，同时塑料的回收利用也能够缓解中国石油资源供应不足的压力。晶塑复合材料的使用提供了可以充分实现资源再生利用的新途径。

5 生态植草沟Ecological grass ditch

6 生态滞留池与外部河道Ecological detention pond and exterior river

7 生态停车场Ecological parking lot

8 田径场周边跑步道Running troeks around the athletic field

9 雨水花园内的景观桥Landscape bridges in the rainwater garden

10 堑道与草坡Winding trails and grass slopes

此外，方案还通过合理搭配植物、顺应场地现状条件进行设计等手段进行建设节约，降低维护成本。在植物种类的选择上，在满足设计需求和生态功能需求的前提下，多选用草本植物和低维护植物物种：在雨水花园中种植香根草（Vetiveria zizanioides）、香 蒲（Typha orientalis）、 石 菖 蒲（Acorus tatarinowii）等水体净化能力较强的植物和千屈菜（Lythrum salicaria）、凤眼莲（Eichhornia crassipes）、睡莲（Nymphaea sp.）等耐水湿植物，在边缘区域种植观赏草或观赏草花，如旱伞草（Cyperus alternifolius）、芦苇（Phragmites communis）、纸莎草（Cyperus papyrus）等，地被植物选用狗牙根（Cynodon dactylon）、雀稗（Paspalum thunbergii）、马蹄金（Dichondrarepens）等，乔木则多选用耐水湿的小乔木，如白蜡（Fraxinus chinensis）、乌桕（Sapium sebiferum）、杜梨（Pyrus betulifolia）、枫香（Liquidambar formosana）、水杉（Metasequoia glyptostroboides）、红 枫（Acer palmatum‘Atropurpureum’）等。通过低维护植物的选择种植，场地的经济绩效得到了有效的提升。

2.3 循证设计研究与后续计划

景观绩效的研究方法强调使用量化的方法对于设计进行验证说明，这对于循证设计研究有着重要的启示。在嘉定体育中心景观设计中，针对雨洪控制进行了较多的设计考虑，进一步的研究从雨洪控制绩效指标开始进行，实践了一些相关的循证设计研究。首先展开的是针对场地的雨水系统模拟研究和对于透水铺装渗透性能的实测研究。

雨水系统模拟采用城市水文模拟软件InfoWorkCS，该软件主要应用于城市排水系统的规划和排水设施方案的改进等方面。在本研究中，首先建立了包含4种雨水基础设施（透水路面、植草沟、生物滞留单元和雨水花园）和2个地下沉淀池在内的场地雨洪模型，将各雨水设施的设计参数带入模型中（表2）。采用上海市暴雨强度公式，分别模拟了降雨频次为5年、20年和100年的降雨事件，得到总体模拟结果。系统模拟结果表明，在上述3种情景下场地内的雨水基本能够自行消纳，排放口出流量都很小。但在模拟过程中发现，北侧的地下沉淀池因接纳雨水较多且地势低，可能出现积水。因而这2处的沉淀池容积以及水泵流量应仔细考虑。

11 场地雨水系统模拟研究Simulation study of site rain water system

表2 雨水基础设施参数设置Tab. 2 Parameter setting of rainwater infrastructures

针对这一结果，进一步对透水路面、植草沟和生物滞留单元各选取一块子集水区，在5年一遇降雨事件下对包含和不包含低影响开发设施2种情况进行径流量计算。结果显示透水路面子集水区径流削减约34.2%，满足一般透水性铺装的径流削减比率[9]；改变径流路线后进入沉淀池的水量有所降低，在5年一遇降雨情景下，改变前最大体积为156.3m3，改变后为149.8m3。植草沟子集水区削减径流量不明显，主要作用是引导水流和净化水质。生物滞留单元径流削减量约为50%，高于通过室内人工模拟控制实验测得的上海地区的雨水花园的一般总径流削减率（15%～43%）[10]。对于沉淀池，模拟计算其20年一遇降雨和100年一遇降雨的沉淀池水量和流量，为沉淀池容积和水泵流量设计提供参考。雨水模拟还对水幕景观用水等状况进行了模拟演算，水幕在后来实施中被取消（图11）。本研究的模拟实验与其他学者的实测研究结果较为相似，为设计循证和绩效测算提供了一定的参考。

此外，为了佐证模拟实验结果，本研究也对建成后的场地进行了持续的定性观测。观测结果证实，降雨过程中雨水湿地没有产生外溢。然而对于建成项目的量化绩效评估，只有在难以获得实际数据的情况下才能考虑使用设计参数作为替代[11]，基于设计参数的模拟说服力仍不足，实际的雨水管理绩效指标评估仍需通过后续的实际测量进行进一步评定。

透水铺装渗透性能的实测研究主要针对广场铺装展开。首先根据国家标准《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993-2010） 对广场使用的二次烧制陶瓷透水砖砖材进行工程性能测试，测定其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度，实验均基于300mm×600mm产品，能真实反映材料的各项性能之间的关系。实验结果显示，尽管该材料的抗压强度较检测报告偏低，但其抗折、抗拉强度较检测报告要高，这对于铺设广场后重载车辆通过有利，基本满足了场地使用功能的需求。

进而从孔隙率、保水性、透水性3个方面对这种生态砖的透水性展开实验。孔隙率测定通过对干燥试样和浸泡24h后试样称重计算。结果显示不同规格试样的孔隙率基本稳定，平均孔隙率约为11%。保水性参考国内类似透水材料透水系数的测定方法，浸水数据稳定并继续浸泡约24h后，置于空气中，每隔一定时间对其进行称量，并记录数据。由于600mm×300mm试样过大不方便称重，对于8块200mm×100mm规 格 和2块300mm×150mm规格的2组透水砖进行实验。结果显示，该新型生态透水砖由干燥状态至吸水饱和约需5～10min；在自然排水150～180min后，残余水量变化较小，以后主要靠自然环境挥发而不是水的渗透。大致推定该透水砖由饱和状态至其孔隙内水完全自然渗透排空需180min（3h）。透水性实验参照国外类似调查的方法以及相关规范的要求，项目建成后在南北广场随机选点，采用双环渗透仪实地测试了广场的渗水性能。实验结果显示，排空11cm高度水位的排空时间平均值约为460min（7.7h），远大于保水性试验的排水时间，且各组数据差异相对较大，这是由于使用过程中透水砖内会遗留杂质，堵塞孔隙，从而降低透水砖的透水性能。而双环渗透仪内水位下降的最初30～40mm下降速度较快，此阶段水位下降主要是由于透水砖自身的吸水作用。因而可以认为该透水砖铺面能充分应对30～40mm及以下的降雨量，基本满足了广场的设计透水需求（图12）。

后续的研究将会根据所拟定的可持续特征指标体系，采集更为全面的场地建成后数据，通过与建设前数据进行对比，分析场地的景观绩效是否增加，进一步对于场地的景观绩效进行研究和评价，这是循证设计的要求，也是景观绩效评价理念的核心内容要求。

4 结语

设计过程是设计师权衡多项设计目的、不断探寻正确设计决策的复杂过程，而循证设计的运用提供了验证设计决策科学性的工具和途径,相比于传统设计更加严谨明确，在设计目标正确、循证研究便于开展的设计项目中具有一定的适用性。

12广场透水铺装渗透性能实测研究Field research of permeation performance of permeable pavement of the square

同济大学嘉定体育中心设计是一个较为完整的以高绩效为目标的景观设计方法实践。在设计初期，从场地独特的绩效特征出发识别场地问题，提出海绵城市、生态设计、健康生活等设计理念，结合景观绩效评价体系，拟定环境、经济、社会3个方面的具体设计指标，为设计目标提供参考。基于景观绩效案例研究总结与指标相对应的设计方法，归纳为构建雨水滞留系统、连通环形慢跑步道和采用资源再生材料三大措施。最后根据景观绩效的量化评价与研究方法，对设计场地的绩效指标进行循证研究，为设计的合理性、科学性寻找依据，也为将来的场地设计提供借鉴。可以说以高绩效为目标的景观设计方法为设计提供了一套从目标到实施的全过程指导，然而后续建成评价工作仍在开展中，设计目标的达成与否有待进一步的研究工作进行论证。

现阶段的设计方法研究还存在着一些问题，对此，笔者提出以下建议。

1）不能追求孤立指标的绩效，应注意系统性，将场地视作一个环境、社会、经济协作运转的复合系统，充分考虑到各指标之间的相互关系。例如本项目中，雨水的处理既能提升雨洪管理绩效也能提升风景质量等社会绩效，基于对复合景观系统的全面思考做出的设计决策才能最大程度地提升场地的可持续性。

2）不能直接使用评价指标作为设计目标，应结合实际现状情况分析存在问题，提出合理的目标。本项目通过对场地特殊性（如雨水隐患、公共活动需求等）的综合考虑筛选制定了合理的设计目标体系，这种创新的意识能够有助于设计更好地适应独特的场地条件，发挥出设计的理想效益。

3）不能机械照搬别人案例中的技术方法，应注意技术方法使用的前提条件和不同地区、不同项目的差异。本项目结合对于场地的深入了解与研究，总结出了一套与场地特征吻合且可行的技术方法，对于这些技术方法的研究使设计能够顺利落实并产生预期的效果，以确保设计的有效实现。

校园景观是师生生活、社交、运动休闲的场所，同时承载着陶冶情操、促进学生身心健康发展的功能需求。因此，从生态、社会与经济角度出发，重点打造校园景观人文特性，满足健康与可持续发展需求，应是校园景观建设所要努力的方向。本项目中，以高绩效为目标的设计过程途径与校园空间场地设计策略，也将为以后的校园景观建设创新提供更多的经验和启示。

致谢：

文中雨洪模拟的实验过程与数据资料为同济大学环境科学与工程学院陶涛教授研究团队提供，栈道材料数据资料为同济大学材料科学与工程学院徐小燕老师提供，在此一并致谢。

注释：

① 图1、2为作者绘制；图3～10为作者拍摄；图11、12由同济大学环境科学与工程学院陶涛教授研究团队提供。

② 表1为作者绘制；表2数据由同济大学环境科学与工程学院陶涛教授研究团队提供。