疫情防控背景下的长春市公共建筑设计策略研究

文／隋廷伟 吉林建筑大学 硕士研究生

张俊峰 吉林建筑大学建筑与规划学院 国家一级注册建筑师 教 授（通讯作者）中国东北建筑文化研究中心 主 任

引言

14 世纪的瘟疫、20 世纪初的西班牙流感和2020 年的新冠疫情具有共同的特点，类似于最近发生的更多局部流行病，目前对重大病毒危机的观察过分强调短期影响，而忽视长期变化[1]。这一点在中国体现得尤为明显，长期来看，中国在公共建筑设计策略研究上，防疫方面的研究非常少，可以参考的文献和资料也都非常稀缺，极大地制约了公共建筑设计者，当疫情来临时，增加了病毒传播的危险性，暴露了前期设计在防疫方面的不足。这就需要建筑设计者反思是否将疫情防控纳入到公共建筑设计前期，即使用者行为及心理分析、形体生成、内部空间设计上。疫情带来的影响绝非是短期的。从建筑设计层面来说，建筑设计者需挺身而出，在遏制冠状病毒以及其他威胁人类健康的传染疾病方面发挥作用[2]。因此要求公共建筑设计与规划者的视野要旷阔，要从长远角度来思考未来的公共建筑设计策略。

1 国内外研究现状

1.1 国内研究现状

自1978 年改革开放以来，中国经济快速发展，公共建筑数量也急剧增加。2009—2017 年，中国建筑总面积从494 亿平方米增长到620 亿平方米，公共建筑面积从75 亿平方米增长到128亿平方米，占比从15%增长到21%[3]。近年来，各个学科开始交叉研究，公共建筑的研究重点已不是仅仅满足基础的使用需要，主要的研究方向开始着重于多功能性、人性化、可变性与智能化。直到2019 年末，新冠疫情席卷全国，面对突然暴发的疫情，人员密集与流动性强的公共建筑，例如商场、医院等引起社会的关注。目前中国的公共建筑策略设计体现防疫方面的研究主要为医院。

1.2 国外研究现状

国外的防疫设计策略研究是从医院开始的。17 世纪中叶，法国最大的医院出现了令人担忧的情况，其特点是空间黑暗、通风不畅、卫生不良，自此之后，法国成立了一个委员会，用来验查适合环境的建筑设计，并进行研究指导以便抉择一个具有决定性的方案[4]。其中Tenon 博士的著名作品——称为“展馆”的方案最具特色，该方案首次应用于1854 年建造的拉里博伊西埃医院[5]。另一个革命性医学建筑的关键因素是在1860 年发现了细菌的传播[6]。路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）①的工作证实了需要通过隔离患者和对医疗设备进行消毒来解决感染和疾病传播问题[7]。值得一提的是，弗洛伦斯·南丁格尔（Florence Nightingale）②出生在意大利的佛罗伦萨[7]，她在克里米亚战争（1853—1856）中的经历为医疗保健建立了基础，提供了通风、病人循环、照明和卫生的展馆模型。这进一步促进了病人的康复，降低了感染率。该模型保留了多患者病房的概念，通常称为南丁格尔病房，在今天的实践中仍然适用。这是弗洛伦斯·南丁格尔首次尝试的，当她推出医院病房模型时，她表示自然采光和交叉通风是医院消毒和减少感染发生的重要组成部分。

2 疫情防护背景下的公共建筑设计策略问题

2.1 公共建筑使用者的行为及心理变化

大流行（新冠疫情）改变了社会运作方式、个人选择和做法、当局和机构的作用，以及政体的价值观及去向[1]。现今疫情最为严重的影响是生命安全，其次是文化与经济的影响，但这两者的影响将更持久。新冠疫情导致人们价值观发生了变化，从偏爱和欣赏具有美感的建筑空间过渡到了以健康为基础、具有安全设施和病毒防御属性的建筑空间。如今的公共建筑设计策略与规划往往忽略了这种改变，当局者或设计师在意的通常为短期影响，没有考虑到疫情前后人们的行为及心理变化，这种做法导致的直接结果为使用者在使用空间时心理及行为极度不舒适，甚至会加重对疫情恐慌的心理反应。

2.2 疫情背景下的公共建筑形体生成问题

以长春市常见的公共建筑形体——长方体为例，疫情之前主要的形体生成方法就是对原有长方体体块进行分割、移动、组合及加减法。如长春某办公楼形体生成（图1），设计者主要在意的是美感、光感、视觉体验、流线与功能的合理性，并未考虑到传染病防护。在建筑中形体对应着功能，体现着功能与形式的整体统一。研究表明，疫情使人们的身体和心理“生病”，并对人与社会各方面产生长远的负面影响，大面积人群处于难以自愈的心理亚健康状态[8]。设计者在进行形体设计时往往忽略了防护因素，更没有考虑到人们的行为及心理变化。据在疫情暴发时的调查，很多人反馈这种密集型的长方体公共建筑使用时使人产生恐慌、焦虑情绪，大多数人希望今后的公共建筑形体能做出改变。

2.3 疫情背景下的公共建筑内部空间环境问题

在开发针对流行病的药物之前，一个解决方案是回到物理和建筑环境中，以减少其影响。由于对感染的恐惧，流行病改变了我们的建筑环境[9]。弗洛伦斯·南丁格尔表明，光环境中太阳的自然照射，与风环境中的自然风的交叉流通是医院消毒和感染的重要组成成分，而且最近的研究表明，自然风和采光在疫情防护中发挥着重要作用，这同样适用于公共建筑[7]。而国内公共建筑有很多采光和通风都不是很良好，例如公共建筑中的高校食堂。通过对长春市在读大学本科生进行随机调研，发现大多数学生对食堂空间的通风不满，尤其在夏天的中午、下午、下课后的高峰时段，更是毫无风感和舒适感可言，不仅对使用者身体造成不适，而且增加了病毒传播的潜在风险。

3 疫情防护下的公共建筑设计策略研究

3.1 设计之初应调研疫情前后使用者的行为及心理变化

3.1.1 美国芝加哥养老院案例经验

对于上文提到的大流行之后使用者心理及行为的变化，当局者与设计师应当在设计之初展开详细的调查，以便发现哪些行为及心理发生了变化，而不是主观臆测。以往的经验给以教训，例如美国早期芝加哥的一处养老院发生某疾病传播，政府打算放弃已有建筑，另寻他处，重新建立一处养老院，设计者没有事先调查老人在疾病传播之后的心理变化，而是主观臆测，将新建养老院选址在郊区，以防止疾病传播，同时为了提供安静的场所，导致新建养老院的周围没有社区可供日常交流，老人们的心理状态越来越差，疾病也一个接一个地到来。

3.1.2 长春市高校学生餐饮空间行为及心理研究

以长春市高校餐饮公共建筑为例，通过问卷星在线对长春现有高校在读本科生进行问卷调查，随机向10 所高校发放问卷100 份，收到有效问卷81 份。调查内容为无疫情时期与有疫情时期背景下的学生餐饮空间行为特征（表1）。

从表1 可以了解到，使用者在疫情前后的早餐时间段并没有明显的人数变化，午餐时间段为11 ∶30—12 ∶00 及12 ∶00—12 ∶30，人 数明显增加；晚餐时间段为19 ∶00—20 ∶00，人数明显下降（图2、图3）。疫情之后，学生们对于多人就餐的态度与大多数设计者设所想的态度相反，实际上，人们渴望多人一起就餐，以缓解紧张情绪，而在排队时保持距离上，大多数学生持无所谓的态度，大多数人喜欢一起在人少的地方就餐。从以上来看，设计者有必要根据所设计的公共建筑属性调查疫情前后人们的行为及心理变化，以便做出正确的公共建筑设计。

表1 长春市高校食堂空间行为及心理特征调查表（表格来源：作者自绘）

3.2 防疫为前提的公共建筑形体生成策略研究

3.2.1 以弹性空间适应不断变化的疫情

新型冠状病毒自2020 年初以来在全球范围内蔓延，要求我们重新思考建筑和建筑工程领域“弹性”一词的含义[10]。要求公共建筑在平时提供弱防护作用的空间，以满足正常的行为需求与社交需求，在疫情反复时提供强的隔离防护空间，以弹性空间的灵活变通应对疫情的反复变化，增强其空间的韧性。持续发酵的新冠肺炎疫情对全球各行各业及每一个人都产生了极为深刻的影响，它不仅改变了人们生活、工作、学习以及数字化应用的方式，而且改变了我们的认知、判断以及对未来的预测[11]。只有弹性的公共建筑形体才能满足人们在疫情时代的正常使用。

3.2.2 防疫为前提的建筑形体及功能组合研究

以长春某公共建筑（特点为密度高、人流强度强）的形体，即长方体为例，分析其功能及形体组织（图4），共分为4 个组团及一个屋顶。第一个和第二个组团为商铺功能；第3 个组团为办公功能；第4 个组团为公寓功能；第5 个组团为屋顶。

对其进行功能重新组合，添加新的功能，进行新的适应疫情的形体生成（图5）。在底层人流最大、最密集的区域设置广场，留出大量空间和设置不同方向的出入口，服务其不同功能，以达到降低密度和分流的目的，使之流线不交叉，降低感染风险。进行新的功能组合（图6），各个功能看似分开，但却有联系地组织在一起，给予使用者最快捷的途径到达目的地，同时又方便与其他人进行联系，满足疫情时代使用者的心理变化，即渴望与他人面对面交流[1]。功能方面，添加展览、咖啡厅等功能，在疫情起伏平稳时达到多功能的目的，而在起伏波动较大时作为隔离室（因其功能与功能之加相互隔离），达到疫情防护的目的，为高层公共建筑空间的灵活设计提供了较大的自由度，提供了空间从疫情波动到平稳使用的弹性覆盖的可能性，兼顾了开放与私密，为使用者提供更灵活的环境。

3.3 遏制病毒传播的公共建筑内部空间环境设计策略

3.3.1 通风和采光在公共建筑内部空间环境的研究

有证据表明，建筑物中良好的开窗和日光可以影响空气中病原体的传播。显然，在抗生素出现之前，通风和阳光被认为是预防传染病的重要安全措施[12]。索立（Solly）③补充说，通过玻璃的阳光直射很可能在几分钟或几小时内杀死细菌芽孢杆菌，但受制于暴露的细菌层的厚度[13]。此外，在建筑物窗户附近发现的漫射阳光很可能在五到七天内杀死细菌。高级研究表明，阳光可以杀死多种细菌，如炭疽病、肺结核等。斯特朗（Strang）④最近的一项研究表明，从北窗透射的阳光或日光穿过两层玻璃是分散的，在没有抗生素的情况下，在十三天内非常有效地杀死溶血性链球菌，类似的菌株可在黑暗中、室温下存活一百九十五天[14]。

3.3.2 改变传统公共建筑楼板柱形式增加自然通风与采光

从欧洲和最近的疾病预防研究可以得知，良好的自然通风和自然采光是预防疾病传播的关键，因此要改变原有的公共建筑形式，例如不利于采光和通风的呆板的楼板柱形式，应进行适当的变化，增加其弥漫在建筑物窗户的漫射阳光。以上文中适应疫情的办公建筑功能组合体块为例，进行内部空间设计（图7），底层大部分空间架空，降低人流密度，给予充分的室外空间，改变传统的密集柱子形式，采用阳光照射方向上厚度较小、但体量比较大的柱子（承受荷载的同时，又不阻碍光和风的传播）增加其建筑空间内的受光面积，窗户尽可能为条型窗户，以便增加窗户边的漫射阳光，杀死内部空间的病毒细菌。屋顶也是同样的道理，平屋顶与传统的楼板已不再适用，应为了自然通风和自然采光而做出改变，通过改变屋顶及楼板的造型和高低，形成风压，从而稀释病毒所附在的、赖以生存的胶溶滴微粒，降低其感染率。

结语

先前的公共建筑设计策略研究并没有注重传染和疾病的传播方面，关于防疫公共建筑设计策略的研究很少应用到实践中。新冠疫情引起的大流行状况，将使建筑界重新考虑目前的公共建筑设计做法，并且有必要将防疫设计、前期规划重新定向到现有和未来空间人类的健康需求。希望此研究能为疫情时代的公共建筑设计者提供参考价值。

注释：

①1822年，路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）出生于法国东尔城，毕业于巴黎大学，信仰天主教，法国著名的微生物家、爱国化学家，1895年9月28日逝世。他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等，把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。

②1820年，南丁格尔出生于意大利佛罗伦萨市。在德国学习护理后，曾往伦敦的医院工作。于1853年成为伦敦慈善医院的护士长。克里米亚战争时，她极力向英国军方争取在战地开设医院，为士兵提供医疗护理。她分析过堆积如山的军事档案，指出在克里米亚战争中，英军死亡的原因是在战场外感染疾病，真正死在战场上的人反而不多。

③1845年，塞缪尔·埃德温·索利博士(DR Samuel Edwin Solly)出生于英国伦敦，毕业于伦敦皇家外科学院。他从18岁的时候开始了对肺部疾病的气候治疗研究，自那以后参观了欧洲和美国大多数的公立与私立疗养院。由于其父亲的关系，他与英国顶尖的喉科医生和结核病专家交往密切。他的研究不仅为英国和美国所熟知，就连整个欧洲也是如此。

④大卫·T·G·斯特朗（David T G Strong）属于BRE成员。BRE是世界领先的建筑科学研究中心，通过研究产生新知识，用于创建产品、工具和标准，在整个构建环境中推动积极的变化。BRE归慈善机构BRE信托基金所有，该信托基金利用BRE公司获得的利润资助对建筑的研究和教育，以促进对建筑环境的了解。BRE也帮助政府和客户解决建筑和社区在环境、社会和经济方面的问题。