新加坡Green Mark标准的亲生物性指标研究：基于气候响应视角

王 静

冯聃雅

章倩宁

亲生物性(Biophilia)是人的本能，指人与生俱来即热爱生命和有生命力的自然系统[1]。亲生物性设计(Biophilic Design)是一种基于亲生物性设计哲学的设计理念和方法，旨在再现当前绿色建筑设计中缺失的与自然的联系，是一种关注“培养满足感，提高士气或激励人们”，并能使居住者体验“可持续环境”感觉的设计[2]。城市是人为二氧化碳排放的主要来源。在中国，建筑行业的碳排放量约占所有行业总碳排放量的20%，在快速城市化和城市尺度的持续扩张下，建筑行业的碳排放量还会持续增加，中国完成减碳目标任重道远[3]。植物绿化被认为是城市中减碳及应对气候变化的重要手段[4]，但是由于受到城市中土地资源的限制，城市中能够设置绿化的区域十分有限。亲生物性设计将绿化引入建筑，在建筑中也能发挥植物固碳的作用，对我国建筑行业实现“双碳”目标具有重要意义。

过去对亲生物性的研究集中在如何提高使用者的健康和福祉[5]及如何协助人居环境应对气候变化[6-7]等方面。近年来，学界与相关领域愈发关注不同气候下绿色建筑设计中的亲生物性设计策略，以及如何以绿色建筑评价标准为抓手进一步推动亲生物性在绿色建筑设计中的使用[8-9]。

但是，现存关于绿色建筑评价标准中引入亲生物性的研究仍存在两方面的问题：一方面，现阶段绿色建筑评价标准中对亲生物性的重视不足，大多只关注使用者的生理健康，忽视了使用者的心理健康和社会健康[10]，只有少数绿色建筑评价标准，如美国能源与环境设计先锋(LEED)已逐步引入亲生物性指标[11]；另一方面，目前关于绿色建筑评价标准中涉及亲生物性指标与气候特征之间关联的研究还处在起步阶段。因此，虽然学术界重视亲生物性概念，但是其与标准的结合仍然进展缓慢。

在众多绿色建筑评价标准中，新加坡Green Mark绿色建筑评价标准(以下简称“Green Mark标准”)在2016年对新建非住宅建筑标准(GM NRB 2015)的修订中新增了亲生物性指标条文[12]。在Green Mark标准的引导下，新加坡充分发挥湿热气候下的亲生物性设计特点，营造出具有地域特点的热带人居环境。通过学习新加坡在Green Mark标准中引入亲生物性指标的经验，对于我国地域性尤其是湿热气候地区的绿色建筑评价标准中引入亲生物性指标具有重要的指导作用。

1 亲生物性与亲生物性设计

1.1 亲生物性

亲生物性(Biophilia)一词最早于1964年由社会心理学家埃里希·弗洛姆(Erich Fromm)在《人心——他的善恶天性》(The Heart of Man: Its Genius for Good And Evil)一书中提出[13]。美国生物学家、博物学家爱德华·威尔逊(Edward Osborne Wilson)在1984年出版的《亲生物性》(Biophilia)中使用该术语来描述“人类在潜意识中寻求与生物的联系”，他提出人类与其他生命形式及整个自然界的渊源可能根植于我们的生物体本身[14]。随后几年，爱德华·威尔逊和斯蒂芬·柯勒特(Stephen R.Kellert)在《亲生物性假说》(Biophilia Hypothesis)中进一步完善了对亲生物性的定义，强调人与自然之间的内在联系对人的身心健康具有积极影响[15]。

亲生物性既是全人类在经济和科技发展过程中应该持有的一种基本道德观，也是建筑师及风景园林师在建筑设计中应该遵循的设计原则和理念。人与自然之间的亲密性除了表现在物理的接近上，还需在心理和精神上保持与自然接触的可能。

1.2 亲生物性设计

亲生物性设计的思想源于人们日益认识到：人类的思想和身体是在一个感官丰富的世界中进化的，而这个世界对人们的健康、生产力、情感、智力乃至精神健康都至关重要。当前大规模的现代农业、工业、人工、制造、工程、电子和城市的兴起只占物种进化历史的一小部分。人类是在对自然条件和刺激(如阳光、天气、水、植物、动物、风景和栖息地)的适应过程中进化而来的，自然的刺激仍然是人类生理成长、机体功能发展和最终生存的基本环境。不幸的是，现代技术和工程的成就使人们相信人类可以超越自然，这一推论鼓舞了一种观点——认为人类逃脱了自然系统的控制，人类文明的进步程度可以通过人类从根本上改造自然世界的能力来衡量。这种危险的幻想导致一种建筑实践：鼓励过度开发、环境退化及人与自然系统和过程的分离。现代建筑环境设计和开发的主要范式已经导致不可持续的能源和资源消耗、空气和水的污染、大气和气候的变化、过度的废物产生及不健康的室内环境，以及对自然的日渐疏远和场所性的缺失[16]。

美国环保主义者戴维·奥尔(David·W·Orr)曾说：“大多数‘现代’建筑物并未反映出对生态或生态过程的了解。大多数现代建筑派的设计师告诉用户，知道他们身处何处并不重要，能源既便宜又丰富，可以随意浪费；提供大量材料和水给用户，却不告知他们处理废物的方式。多数现代建筑都与生物体本身、生活经验和审美感受无关。[17]”

亲生物性设计的优点主要体现在3个方面：提升建筑性能、增强视觉效果，以及设计与建造。当下，学界和业界越来越强调设计对认知、行为、健康和福祉及情绪的影响，这为亲生物性设计的推广和发展带来了新的机遇。虽然当前的亲生物性设计在经济、持久性、心理和设计等方面存在一些限制和劣势，但总体而言，在设计中引入亲生物性理念利大于弊[18]。

2 气候对亲生物性设计的影响

气候是影响亲生物性设计策略选择的主要因素之一。气候的差异会带来太阳辐射、温度、植物光周期变量、降雨降水量、表面反照度甚至天空云量的差异，进而通过影响植物的生长来影响建筑和建筑围护结构的设计[19]。具有气候适应性的亲生物性设计是应对气候变化、保护城市多样性和稳定城市生态系统的有效手段[20]。

近年来，已有多个地处不同气候区的国家和地区推行亲生物性设计(图1)。但是当前大多数的亲生物性城市及亲生物性建筑分布在温带地区，以英国伯明翰、加拿大蒙特利尔[21]为代表，研究内容多关注亲生物性设计中的光生物学特性[22]。湿热气候下的热带及亚热带地区的亲生物性城市以新加坡和澳大利亚弗雷曼特尔市等为代表，其气候常表现为夏季高温高湿且多雨，虽然树木可提供遮阴，但也阻碍了空气流通，加上植物的蒸腾作用增加了空气湿度，因此在亲生物性设计的植被选择中，倾向选择草坪、花圃和高大树木的结合，这与温带气候下的亲生物性设计有所不同[23]。

从2018年9月份开始，京东物流已经开启了个人快递业务，这会对当前的快递格局有什么影响？王振辉认为，“京东物流是一家为消费者和企业提供一体化物流服务的企业，我们希望所有跟物流服务相关的，无论是对商家的，还是对消费者的，只要找到京东物流，我们都能提供高品质的物流服务，这是我们推出的每一个产品的宗旨。”

图1 亲生物性设计在不同气候区的分布情况

新加坡在政策、标准和设计理论的推动下逐渐建成了闻名遐迩的具有亲生物性特征的“花园城市”，设计理念从1990年前的“用绿色装点花园城市”到侧重“绿化与建筑结合”。进入21世纪后，关注点开始由“美学”向“亲生物性”和“人性化设计”转变[24]。新加坡的建筑师及风景园林师等在建筑设计和城市规划中探讨了亲生物性设计方法与内容，形成了具有地域气候特征的“热带生态美学”，积累了丰富的实践经验[25]。这些经验对我国南方以广州为代表的亚热带城市的建设具有一定的指导意义。

3 湿热气候下的亲生物性设计框架及指标

为了能够指导设计师更好地解决亲生物性设计问题，许多学者陆续从不同角度提出了亲生物性设计策略条文框架，旨在通过该框架的制定为绿色建筑评价标准中亲生物性指标的引入奠定理论基础。

3.1 湿热气候下的亲生物性设计框架

当前的亲生物性设计策略主要是从“在空间中的自然”“空间自然类似物”和“空间自然感知”3个角度提出定性的设计策略。

斯蒂芬·柯勒特提出了24条亲生物性设计策略，并将其分为三大类：对自然的直接体验、对自然的间接体验，以及在空间与场所中的体验。对自然的直接体验是指在建筑环境中与环境特征的实际接触，包括自然光、空气、植物、动物、水、景观等；对自然的间接体验是指通过自然图谱或景色及来自自然的材料与颜色等暴露在自然环境中的情形；空间与场所中的体验是指在具有某种自然环境特征的非自然环境下对自然的一种抽象的体验[26]。凯瑟琳·莱恩(Catherine O.Ryan)[27]等从建筑历史、健康科学和当代建筑实践相结合的角度出发，按空间中的自然、自然类似物和自然的空间3类亲生物性设计分类，提出了14条设计策略以供建筑环境的设计者使用。耐莉·沙菲克·拉姆齐(Nelly Shafik Ramzy)通过对罗马历史主义建筑历史理论的研究，在凯瑟琳·莱恩的研究基础上进一步深化针对自然空间感知的亲生物性设计策略，提出了前景和避难、复杂性和秩序、诱惑和神秘，以及萨凡纳环境4类亲生物性设计手法及其在历史建筑中的具体应用[28]。弗吉尼亚大学可持续社区教授蒂莫西·贝特利(Timothy Beatley)[29]与澳大利亚环境学家彼得·纽曼(Peter Newman)以地处湿热地区的澳大利亚为研究对象，按照建筑、街区、街道、邻里、社区和区域6种设计尺度分别给出了相应的设计策略(图2)。

图2 不同尺度亲生物性设计策略

3.2 湿热气候下的亲生物性指标

综上，笔者总结出三大类亲生物性设计类型、18种亲生物性设计方法和69条亲生物性设计策略。但是这些设计策略和方法难以量化且有些策略过于抽象，难以实践。因此，除了设计策略和方法外，部分学者开始针对可量化、易操作的亲生物性指标构建进行研究。

意大利瓦莱达奥斯塔大学(University of Valle d' Aosta)教授丽塔·贝托(Rita Berto)和朱塞佩·巴比耶罗(Giuseppe Barbiero)在上述亲生物性设计策略的基础上，研究如何通过制定亲生物性质量指数(BQI)来评价绿色建筑的亲生物性[30]，但是其所建构的亲生物性指标指数难以量化和落实，只是确定了条文。贝特利和纽曼在不同尺度亲生物性设计策略的基础上归纳总结出了一个可以量化的亲生物性城市设计指标，在保证亲生物性状况和基础设施的条件下，增加了对亲生物性行为与生活方式、态度、知识，以及制度与治理的引导，以促进城市中居民直接、积极地了解周边环境，与自然形成情感联系[29]。

表1 亲生物性设计指标框架

4 新加坡Green Mark标准中亲生物性指标特征

近年来，国际主流绿色建筑评价标准都在引入亲生物性指标。中国和美国都是拥有多种气候类型的国家，而新加坡位于赤道附近，为热带雨林气候，气候温和、降雨充足、湿度高。这些不同的气候类型会影响2019版绿色建筑评价标准、LEED和Green Mark标准中亲生物性设计的应用。相较而言，Green Mark标准中亲生物性指标的条文权重和分值权重要高于2019版绿色建筑评价标准。LEED BD+C(LEED Buidling Design and Construction)中亲生物性指标分值权重占比高于Green Mark标准，但是Green Mark标准中更加注重对气候特征的回应[32]。由此可知，新加坡Green Mark标准是一种典型的气候响应的亲生物性评价标准。

新加坡Green Mark标准由新加坡建设局(BCA)于2005年1月发布，旨在作为一种推动新加坡建筑行业朝着环境友好方向发展的激励工具[33]。自2005年以来，BCA根据新加坡绿色建筑实践过程中的反馈与绿色建筑理念的发展，不断细化和完善Green Mark标准体系，除了陆续推出新的评价标准工具外，每隔2～3年便会对旧有版本进行修订[12]。2016年，BCA结合近年来新加坡的绿色建筑设计实践，在对2013年出台的新建非居住建筑评价标准4.1版(NRB v4.1)的修订中新增亲生物性指标。2018年，BCA与健康促进委员会(HPB)合作制定的BCA-HPB绿色健康工作场所计划(GM HW: 2018)中再次强调亲生物性指标在热带地区绿色建筑评价标准中的重要地位[34]。表2展现的是2016年修订后的新加坡Green Mark标准中的亲生物性指标。可以看到，新加坡Green Mark标准将亲生物性设计归于“智能与健康建筑”框架下“福祉”的要求中，表明新加坡Green Mark标准在修订的过程中逐渐重视绿色建筑对人体健康和福祉的影响，旨在节约能源和保护环境的基础上，追求更高层次的绿色建筑空间。新加坡Green Mark标准中所采用的亲生物性评价条文突出感官设计，说明新加坡Green Mark标准重视并想要推动绿色建筑中人与自然的直接接触。

依照上述薛菲等的观点，新加坡Green Mark标准中除直接体现亲生物性设计的指标外，还有其他虽无亲生物性之名的指标，却也是亲生物性设计的重要组成部分。表2总结了新加坡Green Mark标准(GM NRB 2015)中所有与亲生物性相关的条文。

表2 新加坡Green Mark标准(GM NRB 2015)中亲生物性指标分值设定

5 新加坡Green Mark标准引入亲生物性指标的方法研究

根据上述列举的新加坡Green Mark标准亲生物性条文指标，从条文分类、分值权重和策略选择3个方面分析新加坡Green Mark标准中引入亲生物性指标的方法。

5.1 条文分类

通过对新加坡亲生物性指标条文数量占新加坡Green Mark标准的条文比例权重可以看出，在新加坡Green Mark标准中，涉及亲生物性指标的条文占所有条文数量的57.81%，可见新加坡对亲生物性设计的重视程度。除了5条直接与亲生物性相关的指标外，还有32条符合亲生物性设计的间接指标，因此共有37条指标涉及亲生物性设计。通过这些指标在GM NRB 2015条文中的分布可以发现：新加坡绿色建筑的亲生物性设计重视利用自然元素对其所处的湿热气候的回应。在Green Mark标准的五大类指标体系中，气候响应设计指标下共有22条条文涉及亲生物性设计策略，占Green Mark标准亲生物性条文数量的34.38%；其次是智能与健康建筑指标，其下有7条条文涉及亲生物性设计策略，占总条文数量的10.94%，由此可见，新加坡的亲生物性设计注重气候响应。先进绿色措施指标中虽然有4条条文，但是这4条均是与气候响应设计相关的条文，可见新加坡的亲生物性设计与其气候特征有着紧密的联系。

5.2 分值权重

分值权重是绿色建筑评价标准研究中需要关注的重要因素之一，尤其对于新加坡Green Mark标准这类依据总分进行评级的评价标准具有重要的研究意义。

亲生物性指标在新加坡Green Mark标准中的分数达到53.5分，占总分的38.21%，仅从得分来看已经达到了Green Mark最低级认证——金级的认证基准，可见在新加坡的绿色建筑设计中，亲生物性设计是必不可少的设计策略之一。

从新加坡Green Mark标准中亲生物性设计分值的具体分布(图3)可以看出，气候响应设计中与亲生物性设计相关的分值明显高于其他4类中的亲生物性设计条文分值，分值权重高达16.43%，这一结果与通过条文分类分析得出的结果类似。虽然智能与健康建筑条文中的亲生物性设计条文数量高于资源利用，但是资源利用指标下的亲生物性设计条文分值权重却高于智能与健康建筑指标，这点也验证了亲生物性设计是在满足节约能耗等条件的基础上，进一步推动绿色建筑向满足人们生活的更高层次需求发展的设计[35]。

图3 新加坡Green Mark标准亲生物性指标分值分布

5.3 策略选择

通过对新加坡Green Mark标准中所采用的亲生物性策略的类别分析，可以看出新加坡对亲生物性设计策略的选择偏向。由图4可知，目前新加坡更加强调亲生物性设计中反映气候特征的设计手段，其中涉及反映气候特征的策略条文有14条，分值权重达到总分数的18%。除了反映气候特征的策略条文外，新加坡还强调亲生物性设计中治理和管控、能源与资源的节约，虽然在Green Mark标准中能源与资源的策略数量与治理和管控的策略数量相同，但是能源与资源的分值权重(6%)高于治理和管控的分值权重(2%)。通过分析可以看出，当前新加坡对亲生物性设计在场地和水资源层面的重视程度略有不足。

图4 新加坡Green Mark标准亲生物性指标策略分布

6 结语

绿色建筑在节约能源的基础上愈发重视对地域气候的回应，在绿色建筑设计中引入亲生物性的概念既能体现地域气候特征，也能充分发挥建筑节能减排的潜力，应对气候危机。新加坡在亲生物性设计中积累了一定经验，其中，新加坡Green Mark标准中亲生物性条文的引入功不可没。我国绿色建筑评价标准是针对全国多个气候区的统一标准，在实际使用中忽略了各地的气候特征。当下我国也在着手推进地域性标准的制定，通过对新加坡2016年修订的新建非居住建筑评价标准(GM NRB 2015)中亲生物性条文分布、分值权重、策略选择的研究发现，新加坡重视反映气候特征的亲生物性设计策略指标，使绿色建筑设计中亲生物性策略的使用不仅可以促进使用者身心健康，还能反映地域美学特征，通过提高其所对应的分值权重引领绿色建筑的发展方向。此外，在策略选择上重视反映气候特征和体现对能源与资源控制的选择，进一步强调气候特征的影响。研究通过总结新加坡Green Mark标准引入亲生物性设计引领绿色建筑发展方向的成功经验，为我国湿热地区绿色建筑评价标准的制定提供宝贵建议。

注：文中图片均由作者绘制。