工程与技术视角下的公园绿地规划设计方法

徐一珉

摘    要：伴随着我国经济阶段向高质量发展转型，人民对美好生活需求的日益增长，城市公园绿地工程项目的效率和品质亟待提高，而规划设计如何与之协调并相互促进，则成为风景园林师的关注重点。立足社会背景和工程实践困境，在风景园林“大工程观”指导下，结合工程伦理学、建筑工程学等相关原理，总结工程与技术视角下的公园绿地规划设计方法。从公园绿地工程项目的阶段、任务组成及流程着手，涵盖了自项目委托至施工管理的时间维度及总体布局至详细工程的空间维度，阐明各部分对相应规划设计策略的影响和要求，并通过对一典型和三复杂工程公园绿地案例的解读，分析原理及方法在实际规划设计项目中的运用。

关键词：公园绿地;工程技术;风景园林;景观规划设计

1   概念阐释

公园绿地工程是指在对各类资源保护与利用的基础上，通过规划设计、工程手段和艺术方法处理设计（施工）要素，使公园绿地土地实现特定景观建成环境的技术流程。[1-5]本研究并非是对“工程设计”进行如工程组织、工程图绘制方法等方法论的优化，而是旨在以工程实践视角，即在工程项目的任务组成、流程框架中全面理解其对公园绿地规划设计的诉求，从而启发规划设计师的设计思路，这最终也将反哺工程项目实体及其实施过程。

2     当下需求转变和面临的问题

2.1   经济发展和城镇化建设转型

伴随着我国新型城镇化建设的推进，集约高效地利用有限土地资源，创造公园绿地空间，既有公共活力触媒成为社会、经济可持续发展的需要;又有我国经济阶段向高质量发展转型，人民对美好生活需求的日益增长，城市公园绿地工程项目的品质亟待提高。

2.2   规划设计与工程技术实施相互限制

目前设计市场招投标往往以形式方案为主，忽略结构、施工方案的合理性，导致工程项目完整性被分割，给方案施工及其它基础设施配套处理带来困难，整体工程项目质量下降;而当工程项目作出投资决策后，规划设计阶段是造价制约的关键，又由于各规划设计组成专题间相互矛盾，前期设计无视施工规范或打擦边球等造成的施工停工、返工，将延长工程周期、提高造价，造成不必要的损失;反过来，设计师对工程技术的陌生亦限制了规划设计水平的发挥并导致方案落地性、实施品质差，出现诸如忽略材料接缝宽度而场地无法衔接、不了解植物根系对土壤厚度需求而配植无法存活等问题。[7-15]

在此背景下，规划设计如何与工程技术实施协调并相互促进成为了风景园林规划设计师的关注重点之一。

3   公园绿地相关工程技术原理

3.1   大工程观

大工程观的基本内涵在于“理论与实践结合”，其外延指现今工程本身“大、复杂、整体、系统”的特质及其折射的“工程主体多元性、工程共同体复杂性、工程伦理学科整体性、掌握知识系统性”，其实质为一种“整体-细化-融合”的工程模式理念。[6]从关注单工程、工程师主体的科学、技术理论发展到多学科、多主体的科学、技术、社会、经济、政治、道德、环境等方面理论与实践有机融合。

3.2   工程伦理学

工程伦理学的核心为使工程实践在伦理道德约束下的规范化、标准化、专业化。[6]在大工程观视域下，要求工程伦理学在关注工程师个体或团体协会外，还要重视工程相关利益主体及工程共同体其他成员，而与一般职业伦理学相比，其更加重视具体实践环节的价值判断和操作过程。其中对设计师要求学习基础工程技术;与其他主体进行角色互换，通过交往理性弥补工具理性的不足;熟悉和参与完整的项目生命周期，正视工程风险与利益分配问题等。

3.3   工程管理学

工程活动不仅受到工程理念、决策设计、构建、组织运行等过程的支配，也关系到资源、材料、资金、人力、土地、环境和信息等要素的合理配置。如何有效地利用各类资源，实现在一定边界条件下的综合集成和多目标优化是工程管理学的核心。规划设计师是否对施工造价、人员配备有所把握，是否对场地现状资源条件的充分利用有所规划，都体现在设计形式、材料的选取，竖向土方的平衡等方面。

3.4   建筑工程学

建筑工程学主要涉及建筑工程制图、工程测量、建筑力学、建筑材料、房屋建筑学、地基与基础、钢筋混凝土结构、砌体结构、建筑施工技术、施工组织、建筑工程定额与预算。[7]其对园林构筑、建筑物，涉及地下空间（地下交通、覆土建筑等）的公园绿地的规划设计尤其具有理论价值和指导意义。

3.5   其余技术原理

基本公园绿地工程技术有土建施工技术、园路铺装技术、苗木种植技术、假山叠造技术等。GIS等数字技术主要是工具效率的提升，以及对规划设计的精准性进行保障，但并非对规划设计价值观的影响。与特定公园绿地类型规划设计息息相关的人工湿地技术、土壤修复技术等，部分将具体结合复杂工程公园绿地案例阐述。

4     公园绿地工程组成及规划设计方法

4.1   方法總述

工程项目对各项技术的整合和优选，对各个部门的协调和平衡，对相关法规、政策、规范的遵守，对成本和收益（物质的、非物质的）的衡量和控制，都影响或约束着规划设计方案的制定。规划设计师应具备从完整工程视角看待方案并作出设计决策的能力，这要求其从公园绿地工程项目的阶段、任务专项组成及流程着手，涵盖了项目委托至施工管理的时间维度及总体布局至详细工程的空间维度，分析工程项目各部分对相应规划设计策略的影响和要求。

4.2   任务书及前期调研策划阶段

4.2.1  明确委托要求。明确项目的建设目的，充分了解设计委托方的具体要求，分析当前市场（公众）需求，有重点地进行方案设计。在前期沟通中，应当确定工程周期以及大体资金投入，预估项目施工等阶段造价，掌握好规划设计方案与投资的关系。以文字和说明文件拟定调研分析内容和初步设计计划。

4.2.2  规划设计依据（法规政策、技术规范）。为保证工程的合理有序、防止反复或审核失败而影响整个项目的运行，需在规划设计前有针对性地对一些标准和规范进行确认，如各地绿地设计规范、专类公园设计规范、地下空间开发标准、抗震标准等的不同，从而在设计时能根据不同情况灵活处理变量，防止因设计审核问题耽误工程顺利开工。

4.2.3  基地调研分析。地域性气候、地理条件，甚至如南方、北方在活动习惯上的差异等因素都可能影响工程项目的顺利进行。其中部分是刚性的施工条件不匹配，如北方冬季温度过低而导致部分材料易碎裂而无法切割，场地土壤类型结构限制地形改造的广度与强度等;还有如对使用主体需求了解不充分而导致冲突，使项目无法推进。这在西方国家多有发生且民众组织化（如“哈德逊之友”），最终将社区参与纳入规划建设项目法规体系，保障设计师与民众、政府的沟通，这除了是城市建设“以人为本”社会价值的进一步实现外，亦是大工程观视域下工程伦理的要求。同时，需了解场地所处地区发展方向、邻近用地现状功能和发展以及包括交通、管线、水系等一系列情况，以确保工程项目未来建设的可操作性和功能使用的前瞻性。[2]其中交通包含场地与主要道路的距离、连接方式、主要道路交通量等等，以指导后续公园绿地的入口选择、人流组织与疏散、设施量的布局等等。

4.3   总体工程组成及规划设计方法

4.3.1  总体布局。总体布局是在工程组成中对技术性、功能性应用要求最为综合的部分，缺乏工程意识将导致总体布局“景观方案平面形式化”。明确功能分区、空间结构、流线组织、视觉焦点廊道等结构性布局，综合平衡功能、道路、竖向、绿化、公共服务设施、基础设施、游赏和文化内涵等多因子关系，对它们的布局形式、内容及其间组合关系进行量化规划设计。在此过程中，需注意坐标体系的统一、场地和道路红线范围，以及设计避开或适当遮挡、后续美化处理地下车库通风口、消防登高场地等要素。

4.3.2  竖向与土方工程。地形竖向可为给排水、绿化、构筑等工程组成专项创造工程条件，如合理组织排水，提供不同绿化植被的栽植条件，有效组织土方调配等。设计师需熟悉不同坡度范围土地所适宜营造的景观，如10%～25%中坡地顺等高线可布置狭长水体，对营造大面积草坡或景观林地无限制等;意识到不同性质土壤对植物配置的影响，如红、黄壤适宜喜酸性乔灌木或地被的生长等;以及地形塑造材料的基本类型和特征，如单纯用土营造则在设计时需根据土壤安息角进行计算。现空间资源紧张，立体化建设是大势所趋，公园绿地以下常被用作地下车库、地下商业空间等。而由于地下空间顶板承载力的限制，一方面要求设计师在此类场地谨慎“山水林泉”的丰富地形地貌设计;另一方面可采用技术处理如通过陶粒层和砖混结构结合，再堆土造地景，以保障安全和美观，运用GRC复膜石（新型假山制作材料）等新材料技术可大幅减轻荷载，也减少了因自然山石开采对生态环境的破坏。[16]

4.3.3  道路工程。公园绿地道路除承担游人游览与引导外，部分需承载后勤维护、管理运输、安全消防等职能，需考虑这些职能对道路交通量、道路承载强度的要求，同时综合场地现状及未来竖向、汇水条件等，控制道路与建筑设施、场地关系，确定环状、带状、枝状或混合的道路布局结构，划分道路等级，进而将影响后续铺装材料的选择。

公园绿地道路的平面线型相较城市道路而言，常由直线和曲线共同组成，而其又需满足以上职能的行车需求，故道路设计除据景观单元组织安排外，曲线及直线转折处的弧线半径需满足R=V2/127（U±i）（其中R：平曲线半径;V：车行速度;U：路面横向摩擦系数;i：道路横向坡度）;步行道曲线半径则可根据地形确定，一般不小于2m。此外，道路与竖向2个工程专项易欠缺配合而造成矛盾，公园绿地道路纵向坡度较大而坡长又超过限制时，应在坡路中插入坡度不大于3.0%的平缓坡段或一到数个转换平台;道路台阶设置需2级以上，且相较建筑室内台阶降低踢板高度、加宽踏板宽度。[2]最后，部分道路应设置路缘石、边沟于道路两侧。

4.3.4  绿化工程。植物的生长特性决定了其与硬质景观的不同，其景观效果通常须经过一个漫长的过程才能形成，并需要长效的维护才能得以保持。因此，在种植设计时，需要充分考虑植被景观的特性，以及与当地地理、气候契合的本土植被选用原则，综合预算控制需要，使绿化工程规划、设计及植物种类、苗木规格选择具备良好的养护与管理特性。

绿化工程往往和竖向与土方工程关联密切，土壤性质指向植被适宜生长的酸碱度、植被对干旱潮湿环境的适应程度，土坡坡度也对此有所影响;而土壤、种植池深度也限制了不同长度根系的植物配置。

4.3.5  照明工程。照明形式的选用和布局位置多由于使用、造景需求，工程方面的影响限于造价、施工工艺要求上。

4.3.6  基礎设施工程。公园绿地工程所涉及基础设施工程主要有给水工程、排水工程和电力工程。设计师在配置水景（需补充或循环用水）、绿化（需浇灌）时应考虑景观给水工程所采用的方式，如是否可从城市给水管网系统中直接引用，或是取用场地地下水或收集地表水作为水源，又或是设计儿童戏水池等对水质要求相对高的场地是否需纳入净水工程及相应设施。总体场地布局将影响给水管网布局形式（树枝状、环状、平行鱼骨状管网），亦影响工程耗用管材、建设费用等。

汇集天然降水的景观地形、戏水池等用水游乐设施、餐饮服务卫生设施，这些要素的布置和形式将影响排水工程的种类（直接排放于自然河流、排入城市污水管网、收集并利用），排放方式（地形排水、管渠排水），排水管网布局形式等。为了通畅有效地组织地表排水，并防止地表径流过大而造成对地面的冲刷破坏，应多通过竖向设计来控制地表径流，综合考虑地形坡度、坡长、坡向、护坡等设计。此外，对截水沟、排水明渠等排水设施进行设计有利于提高景观整体性、品质感。

4.4   详细工程组成及规划设计方法

总体方案设计完成后应协同工程委托方商议，综合水电等专业要求、公园绿地运营管理方安防要求等等，调整、修改并最终确定方案，而后进行局部详细设计，包括准确的构筑形状、尺寸、材料的确定。

4.4.1  景观建筑与构筑物、小品工程。景观建筑与构筑物需综合考虑基地地形地质条件、交通环境等规划布局其空间组成，充分解析不同类型建筑与构筑物的构成模式，使形式、选材和功能结构相协调，选用木、竹、茅草等自然材料时应特别考虑其维护成本，不宜用于气候潮湿地区。

挡土墙、水闸、排水泵站等安全与功用类构筑物首先需要考虑的是其结构安全、工艺流程等功能要求，而景观往往处于相对次要的地位。在布局和选择该类建筑位置时，既需要考虑设施的便捷运输与维修，同时也要考虑如何限制游人的接近。[2]而现今多有设计师设计挡土墙时将关注重点放在形式的新颖美观上，可谓本末倒置。

4.4.2  水景工程。水景设计往往需要配备诸如循环、过滤、照明设备等的安装与操作空间，合理选用蓄水材料和细部设计以防渗水。设计湖泊或水池时应判断地下水位与池底高度关系，是否采用或采用何种防渗处理，或将对水景效果产生影响;镜面水池的设计需考虑当地降水条件和溢流措施。人工溪流的设计应根据溪流起终点的竖向高差、水量、流速等，结合游路、休憩场地，确定整体形态与走向，并根据水体流速控制（或造景）需要改变溪流断面、安置隔水石、栽植绿化等。落水的设计宜设置台阶式、自然式等承瀑台以消减落水势能对落水池的破坏。

水岸设计需要充分考虑基地的土质状况、气候变化尤其是水体的涨落幅度、施工工艺水平等，根据水岸断面形式与高度要求，确定合适的驳岸或护坡的材料及做法。一般水岸坡度大于45°时选用驳岸，否则多选用护坡。驳岸类型中规则式驳岸在施工技术上要求较高。易受侵蚀的堤岸宜用乱石护坡，气候温暖地区的短坡则宜用混凝土浇筑护坡。

4.4.3  铺装工程。功能相异的场地、等级不同的道路对承载力、耐久性的要求不同，选用的铺装材质不同，所能做的表面设计处理也不同。如混凝土因其造价低、施工性好，是园路与各类景观场地最常用的基层材料，表面设计处理除可直接抹平、拉道、拉毛外，可采用水磨、仿石压花、水洗小砾石等面层处理，也可采用由混凝土制成的道砖、预制板材等进行表面铺贴，同时还可将砖、花砖、地砖、天然石材、合成树脂等作为面层材料。由于混凝土在凝固后具有较强的刚性，缺乏延展性，当基层采用混凝土材料时，需设计变形缝;[2]木板施工造价、工艺要求高，路面厚度和龙骨距离需根据场地荷载确定，并在设计时给底部预留一定空间以便排水，防止雨水滞留腐蚀木板;又有石料错缝、对缝铺砌方式對设计效果产生影响。

4.4.4  实施阶段。根据所设计的方案，结合各工种的要求分别绘制出能具体、准确地指导施工的各种图纸，清楚地表示出各项设计内容的尺寸、位置、形状、材料、种类、数量、色彩以及构造、结构。同时加强与施工方的交流，由于施工方临场经验的丰富，其在施工图绘制甚至方案设计过程中的适度介入可对方案中各组成部分进行可操作性预估，及时调整不合理节点[9]，保障规划设计能落实到实际实施项目中。

此外，广义公园绿地工程应包含方案施工结束后的使用维护阶段，对运维成本的考量与否亦是设计师工程综合能力的体现。部分原则已在上述各工程专项中提及，而整体设计风格方面则有某些设计师在市场炒作某一设计风格时无法保持冷静，设计如“日式园林”风格，虽形式受业主偏爱而实际运维成本极高，作为公共公园绿地则尤其无力维持，最终造成公共资源的浪费。

5     案例解读

5.1  典型工程公园绿地案例

政民路、淞沪路滨河绿地总体布局主要以平行河流的滨水走廊和与之垂直相交于下沉广场的主道路构成T字结构，由主道路轴线分支至各活动场地、建筑以及地下出入口。

竖向设计主要由于防汛功能、亲水要求、原滨水地形和排水需求塑造双坡型台阶式场地，场地竖向与道路高程协调良好，可以看到道路台阶与绿化咬合紧密。但道路和草坪边缘交界处未作路缘石等设计处理，导致部分草坪因行人踩踏而仅剩裸露土壤。

排水采用自然排放和管渠排放2种方式，自然排放通过场地坡度设计汇至河道，管渠排放雨水口散布于主要水平向道路上以及建筑、地下车库入口处，但并未作景观化处理，且可通过其与道路关系混乱而随意、不设排水明渠看出设计师并未对管网排水工程、及其与道路工程的协调多作考量。

绿化设计由于场地下方为停车场及地下商业空间，乔木规格相对较小，以小乔木与灌木、灌木造景为主。

铺装设计共5种（不计入规格变化），可行车场地及道路采用混凝土、料石、沥青，人行则采用木板、道砖、小料石。场地内相同形式的台阶铺砌方式既有对缝又有错缝，垂直电梯外坡道铺装尺寸混乱，转角出现小块梯形面砖，可看出设计时并未从施工角度考虑铺装设计，导致形式不统一。

5.2   复杂工程公园绿地案例

复杂工程要求设计师对技术、设备的选择构思及其在方案设计中的应用，甚或工程实施模拟，都有着更为严格的要求。且由于复杂公园绿地工程项目类型的多样（如湿地公园工程、棕地治理工程、城市农业工程等）[17]，技术手段、设计策略相应呈现专类化、多学科交叉的特质。

5.2.1  Fresh Kills公园（垃圾填埋场改造公园）。随着后工业时代城市工业用地转型，有大量棕地需承载绿化功能，而过去通常以水泥等材料覆盖污染地、在第二基础上再覆新土的做法不符合经济、可持续发展的要求，且往往阻隔了原生地脉的再生及本土物种的再兴。纽约斯塔滕岛Fresh Kills公园的设计竞赛和工程实施揭示了以上原则，并提供了规划设计与公园建设工程、原功能收尾工程（垃圾填埋场关停工程）相互配合的示范。

由于Fresh Kills垃圾填埋场的关闭有许多基础工程措施需实施，公园改造长达30年，对填埋场清退、土壤修复、公园建设等各项任务的综合考量使JCFO在竞赛中取得了绝对优势。其方案没有固定的形式或建筑构筑，以自然过程这种景观变迁内部的价值为基础，保留特定的流动性，利用植被对环境持续变化的适应和回应能力，构建场地生态恢复和景观更新的框架，灵活应对清退工程的阶段性需求以及新的社会、生活要求，具体如结合清退区域时序和周边社区情况置入触媒（先期植物和人群活动），通过垃圾山处理工程的视觉化呈现营造大地景观，通过催化轮栽技术和带状耕作法塑造土壤修复工程的标示景观……，并在此过程中为场地长期发展提供助力。

工厂、垃圾填埋场的关停往往需历经数年，土地改造、公园建设应与之协同进行。这需政府城市更新政策的优化、公园绿地规划对此类土地的前瞻性考量，以及公园绿地设计对工程系统的把握。

5.2.2  古猗园（古典园林改造公园）。古猗园始建于明嘉靖年间，原名“猗园”，2006～2009年实施全面规划和改造工程。园中因长期以普通公园身份对外开放，多有修缮和扩建，园中存在大量钢砼结构的仿古构筑，与古典风格不符，但推倒重来在经济、操作程序上难以实施，最终折中保留建筑结构而对地坪、门洞、花窗等古典工艺和构造方法重新规划设计。改造和新建设计延续和强化古典意象，同时结合现代新技术、新材料增添内涵，如设计师按月球四季运动轨迹，根据地形特征精心计算观月最佳点，重建历史记载的绘月廊;又有新建片区“青清园”延伸古园“绿竹猗猗”意旨，所植竹类除明代老园便有的方竹、紫竹、佛肚竹外，增加小琴丝竹、凤尾竹、黄金间碧玉竹、孝顺竹、哺鸡竹、龟甲竹、罗汉竹等品种，使古猗园成为了上海观赏竹品种最为丰富之地。此外，古典园林往往驳岸蜿蜒曲折又不宜修改，大量植物残体会因不易流转而在沿岸腐烂，古猗园除采用化学、微生物技术外，在部分驳岸设计宽约1m的挺水植物带以拦截污染物，以绿化设计弥补净水工程的实施困难。

在公园绿地体系随社会、生态要求不断增长而持续发展的过程中，复合历史意涵的古典园林也成为城市公园绿地体系中的重要组成。古典园林的保护和因市民使用所需必要现代化的建设对改扩建工程造成相当的难度，需要由规划设计策略进行协调，除上述古猗园工程涉及外，还有如在古桥侧设计与之相协调（风貌和结构）的新桥，以解决古桥承载力不足但不可拆除重建的问题，在游廊顶部设计隐藏式结构安置制冷设施，以供夏季游人休憩需要等等。

5.2.3  后滩公园（湿地公园）[20]。后滩公园核心为1条1km带状、具有水净化功能的人工湿地系统，将来自黄浦江的劣五类水转化为三类水。其带状的总体布局、内河+梯田的主要设计形式语汇与人工湿地技术相辅相成，一方面为技术所需连续的、不同深度和不同群落的湿地净化池的设置创造空间，另一方面梯田形式使内外水滩地间通过潮水涨落、自然渗滤进行联系，为净水工程提供自然动力。此外，公园设计了一个长近2km的狭长幽谷空间，巧妙地解决了防洪工程问题。

6     结语

在绿色城市、可持续城市建设背景下，公园绿地工程在城市建设工程项目中将愈加受到重视，且其中复杂工程所占比重越来越大，为确保其品质的提升跟上数量的增长，并打破目前规划设计与工程技术实施相互限制的困境，规划设计师应从工程与技术视角审视规划设计方案，这也是其在工程项目中掌握主动权和发挥更大效力的必要条件。

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[19]Official Website of the New York City Department of Parks & Recreation：Fresh Kills Park [EB/OL].https：//www.nycgovparks.org/park-features/freshkills-park.

[20]俞孔坚. 后滩公园：景观作为生命系统[J]. 建设科技，2010（11）：26-31.