基于循证的热景观设计研究方法刍议

■ 严一凯 YAN Yikai 梁 浩 LIANG Hao 宋德萱 SONG Dexuan

0 引言

经过多年的发展与实践，建筑技术已经不再仅仅停留在建造领域，而是成为建筑学中人居建成环境的设计主导与基石。尤其在绿色建筑运动的广泛推广与深入渗透下，建筑技术已经成为现代建筑学重要的发展引擎。建筑物理环境作为建筑技术的主要组成部分，成为建筑设计理念与创新的源头，构成了建成环境设计的核心，是推动建筑学发展不可或缺的力量[1]。许多学者结合建筑物理学的多个方面，致力于对建筑物理环境的拓展与创新，探索建筑物理环境与建筑设计创新的融合途径。他们通过建立新的相关理论，解决城市与建筑环境问题，为建筑设计理念与创新提供了有益的拓展研究。

“热景观”以人体对建筑空间环境中热感知机制和规律的应用为基础，通过对建筑空间环境中热环境要素及其相关因素进行有意识的设计干预，创造具有审美特性的热感知场景。

在传统建筑设计中，建筑空间环境的体验维度很少考虑人们对环境温度的感知。通过对热景观理论和设计方法的研究，揭示人们在建筑空间中感知热环境的基本规律，为建筑空间环境中的热环境要素设计的提供方法；在此基础上，将热环境要素转化为建筑空间设计的重要组成部分，借助人们对环境温度的热感知，提升建筑空间环境的体验维度，最终优化了建筑空间环境的整体品质。这些研究成果为今后的建筑设计提供了有益的热景观理论指导。

1 热景观核心属性

目前，关于建筑空间热环境与人体热感知的研究，在建筑暖通及环境控制学领域已经积累了丰富的成果；而本文所探讨的“热景观”研究虽然同样聚焦于建筑热环境与人体热感知之间的关系，但更注重从建筑学角度出发，深入思考空间热环境与建筑空间场景及空间使用者行为之间的相互关联。因此，本次热景观研究具备更为显著的建筑学特性。基于热景观的核心概念以及与现有建筑热舒适研究的差异，可总结归纳出以下热景观核心属性。

1.1 主观性

热景观所要实现的不仅是身体和生理上的愉悦，其独特性还在于通过人们对热环境要素的感知来激发人们在心理及精神层面的愉悦。这种精神层面的“热愉悦”所依托的并不仅仅是对周围环境的被动感知，对周边环境所携带信息的主观解读也在其中起到了很重要的作用。这一特点便构成了“热景观”与传统意义上的“建筑空间热舒适”在研究内容上的第一个区别。当人们处于某一场景中时，其对周围环境中所有可感要素的感知都可以被理解为一种环境信号的传递过程。正如通过光线感知可以分辨白天和黑夜，通过声音感知可以分辨不同的与之相应的声音源头，人们对热环境的感知也一样。热景观设计的重要方面便是对热环境要素所表达信息进行整理和规划，通过人们对热感知信息的解读进一步激发使用者在精神层面的愉悦；且这个解读过程则具有很强的主观属性。在通常情况下，人们对热环境的感知没有声环境、光环境那般敏感，因而相比其他的感知类型，理解热环境要素中所附带的信息更为抽象。事实上，环境气候变化所携带的信息在农耕文化背景中有较好的体现。在农耕时代缺乏有效天气预报技术的前提下，人们能通过热环境的变化，对未来天气进行估测，这便是一种典型的通过热环境变化来获取信息的过程。这一切都建立在长期累积的生活经验基础上，独特的文化语境与地域性的气候特点是决定这种生活经验的关键要素。因此，热景观所具备的主观属性在具体体现的解读过程中，很大程度上受地域性特点及文化语境的影响。其中，不同热环境要素所表征的意义、热环境要素的组成情况、热源的分布情况，以及通过其他感知使得人们获得的热环境预期，这些要素对于建筑空间中的热景观构建，都具有重要意义。

1.2 整体性

热景观所塑造的是环境体验中的热感知维度。这里所谓的环境体验，是指人对一个环境产生认知，并与之产生某种程度的互动。显然，人们对任何环境的感知都不是单一维度的，所以环境体验是一种由多种感知要素构成的整体性环境感知。热景观的特点在于通过对环境中的热感知要素进行设计，来塑造热感知维度，以丰富整个环境场景的体验。虽然热景观设计所针对的是空间环境中温度、湿度、辐射等热环境要素，但是单纯的热环境感知并不能构成整个空间环境的整体体验。因此，这里的整体性是指，热景观设计必须要建立在综合考虑空间属性、空间环境中其他设计要素以及环境中场景行为的基础上，并以此为依据，将空间环境中的热感知要素与环境中的其他感知要素进行统筹设计。热景观所具备的整体性也体现出“热景观”与传统意义上的“建筑环境热舒适”在研究内容上的第二个不同之处。这种差别具体体现在对热景观的评价方式上。传统的建筑热舒适研究所形成的是一套客观的量化评价体系，这种评价体系基于人体对环境中冷热要素的客观感知，是以人体的生理特性为依据的评价体系[2]，这也决定了建筑空间热舒适评价体系并不随着建筑环境中的其他设计要素的改变而改变；而热景观作为空间环境体验的一个维度，不仅要针对空间热环境要素进行评价，而且需要判断其与空间环境的整体感知是否相适应，因而其评价方式必然不同于传统热舒适普适性的量化评价指标体系。热景观评价需要更多地从建筑空间环境的整体体验角度出发，即在一个整体的环境感知中，对空间环境的热感知要素进行具体评价。

1.3 主动感知性

热景观通过对空间环境中的热环境要素进行操作和设计，使人们获得愉悦感。这种愉悦感知从哲学和美学上来讲，是一种审美体验。因此，评价一个热景观塑造的成功与否，是以人们对环境热感知产生的审美体验为标志的；而产生审美体验的前提，就是需要人们对审美客体产生“主动感知”。就如同我们无法想象在一种被动情况下去欣赏一件艺术品一样，热景观作为一种审美体验，主动感知是激发对热环境要素审美体验的前提条件，也是热景观设计的必要条件。这是“热景观”与传统意义上的“建筑环境热舒适”在研究内容层面上的第三个重要区别。传统意义上的“热舒适”状态更多是保证热环境的稳定。在这种相对舒适的稳定条件下，人们的行为不会因过热或过冷而受到影响，从而可以专注于原本的行为而无需耗费精力来调节自我温度，因此可以被理解为是一种中性状态。当空间热环境达到中性状态时，人们不会对其产生主动感知。热景观设计需要将不可见的热环境转变为可以让人明确注意到的要素，通过对环境场景中与热感知相关的要素进行操作，使场景中的人们注意到这个热环境。换言之，常规条件下，舒适的热环境并不会引起所在场景中人们的主动感知，只有当热环境要素具有引导主动感知属性的时候，热环境才能成为主动感知对象，热景观的塑造才成为可能。激发人们对空间热环境主动感知的方式并不唯一，比较典型的如：创造非稳定、非中性热环境，形成明显的差异化感知；或者以其他建筑设计要素（如色彩等可视化要素）作为线索，激发人们对场景热环境的主动感知。

2 基于循证理念建筑热景观研究方法

建筑空间热景观的研究重点在于探索如何将建筑空间环境中的热环境要素作为建筑空间设计要素进行操作，并与传统空间要素一起实现统筹精细化设计。据此，本文提出一种基于循证理念的建筑热景观研究方法（图1）。循证设计（evidencebased design，简称EBD）理论源于人们对医疗环境治疗效果的猜测，在传统医学转向循证医学（evidencebased medicine）之后，医疗环境设计中也出现了循证设计发展趋势。与传统设计方法相比，循证设计通过科学方法提供设计决策依据，并通过“研究—设计—研究”的循环过程，将评估反馈所得经验运用于后续设计之中，使设计过程与结果更严谨、更理性、更科学[3]。首先，基于明确而具体的设计目标，通过严谨、细致的证据收集与分析，提出设计概念或假设；然后，针对分析特性进行拟合性设计；最后，采取各种方法，如建立环境模型模拟仿真、建成后评估等，检验假设是否成立。本文以江南传统园林为例，从研究样本选择、收集证据分析和拟合设计3 个步骤展开 讨论。

图1 循证设计流程

2.1 基于地域性热景观循证样本选择

建筑热景观循证设计基于现有证据，第一步是确定合适的研究样本，所选取的样本将为建筑空间热景观设计提供基础的设计依据。在建筑设计中，任何设计要素的设计操作都需要根据一定的设计依据进行操作，因此，为空间热环境要素操作寻找设计依据是将其转变为建筑设计要素的前提条件，也是进行热景观设计的必要条件[4]。设计依据的来源多种多样，其共同点是均源自于一种时代性社会认知与地域性文化语境之间的相互结合。这种设计依据恰恰是热景观本身所具备的文化属性与地域属性的来源。由于热景观设计与地域性气候条件及文化语境的关系十分密切，所涉及到的文化、地域等要素又是不可量化的要素，几乎不可能存在普适性的热景观设计评价标准。鉴于此，笔者团队倾向于采用地域性调研与验证的方式，以气候或文化分区为依据选取调研样本，即所选样本能够体现地域性文化特征及气候特征。根据气候分区和文化分区，将文化、地域要素作为固定变量，在相同的文化圈及气候区域内，研究针对这个区域的热景观设计策略[5]。

经验证讨论，本次研究最终选取长三角地区的江南传统园林为研究样本。一方面，传统园林文化属性相较于现代城区能够呈现出更加显性的状态；另一方面，江南传统园林的历史原真性排除了工业化时代的现代微气候调节设备，可以更加直观地观察当地传统的微气候调节方式。这种传统方式经过长时间的传承及演变，可在一定程度上较好地展现当地居民对微气候的倾向性。

2.2 基于人体感知倾向热景观现场调研及证据采集

热景观是基于人们对环境感知的空间体验设计，需要研究人们在空间中的热感知与行为之间的关系，这也是现场调研环节的主要意义。对于空间的选择，结合人们在空间中的具体行为，能够展现出当下对空间的需求倾向。因此，首先要对样本进行充分的预调研，确认人们在样本空间中的行为特点以及在样本空间中的聚集属性；再针对聚集属性较高的空间节点进行行为筛查，确定是否是空间热环境特点所导致的空间聚集效应，并以此筛选空间样本中的具体空间形式。

在对样本进行调研时，需要聚焦以下几个方面：①记录样本环境中主要使用者的行为特征，通过行为特点筛选空间节点并进行分类；②采用调查问卷结合环境实测的方式，对空间节点的客观环境和主观感受进行量化数据采集；③结合两方面量化数据，对空间节点的热环境特征展开分析。

通过对江南传统园林的预调研，共确认56 个在不同季节具有聚集效应的空间节点；进一步筛选，发现其中的8 个空间节点所产生的聚集效应与热环境特点无关，最终保留48 个空间节点并展开研究。将这些空间节点整体划分为6 种空间类型，即空廊空间、单廊空间、亭空间、广场空间、庭院空间和天井空间，结合现场环境测试（图2、3）和主观问卷调查（图4），对不同空间形式所塑造的热环境特征进行分析，总结整理不同空间形式在不同季节中的气候适应性（表1）。

表1 不同空间类型热环境塑造特点及季节适应性

图2 夏季不同空间类型客观热环境日间变化

图3 冬季不同空间类型客观热环境日间变化

图4 夏冬两季不同空间类型主观热感觉分布

2.3 基于建筑整体性热景观拟合设计

在整个循证设计流程中，拟合设计是对前期采集到的证据进行设计转化，起到连接证据和最终设计成果的桥梁作用。通过调研获取有效证据后，可从中梳理出适应当地地域性气候及文化语境的热环境塑造基本模式；再以这种基本模式为基础，在建筑设计中进行拟合，并在相关空间场景中对这种基本模式进行转译。基于热景观的整体性，本研究尝试以“空间编织”理念来统筹拟合设计中空间要素与热感知要素之间的关系。对于热景观拟合设计，需要以整体性为原则进行基本模式与空间场景之间的转译。需要特别指出的是，在拟合设计中，有别于其他的建筑空间要素，热景观所关注的空间环境热感知要素操作并非是装饰性的，而更多的是作为“感知背景”出现的。与其他的感知系统相比，热感知的最大特点在于其无法从整体感知中抽离出来。一方面，我们无法自由地控制冷热感知，不能像闭上眼睛阻断视觉那样来阻断对热环境的感知；另一方面，热环境感知也无法为我们提供具有明确分殊化的信息，正因如此，热感知是伴随着所有其他感知的，就像是背景一般，与其他感知相互作用。因此在设计转化过程中，需要特别注重热景观与其他空间设计要素以及行为之间的对应关系。热景观体系下的热感知要素作为建筑空间设计要素，无法成为建筑空间体验的主角，因而热景观所提供的感知体验应当是像一条“丝线”一样编织在原本的空间体验当中，做到与空间形式、空间行为及其他空间要素相和谐匹配。一旦热景观与空间行为之间的关系脱钩，便意味着空间本身所传达的信息与人体通过热感知所捕捉到的信息存在不匹配现象，这种不匹配在很大程度上会带来心理上的不适。

这一点在园林空间中同样有所体现。传统园林建筑的典型空间构成特点是自由错落的空间布局形式，不同空间要素所构成的空间节点，在场地中以非均质的布局方式构成千姿百态、变幻多端的园林景观。这种形式的园林空间布局，在很多情况下是出于对地形或是自然条件的回应，是有意识地创造一种空间的不稳定特征。通常情况下，这种不稳定且令人难以把握住规律的几何形体能够带来极大的趣味性，但同时，这种依据自然条件而产生的空间多样性也能够塑造出多样化的室外微气候。基于对传统园林空间节点的分析整理，结合现代城市居民的空间需求，可得到空间节点在设计中的应用示例（表2）。

表2 不同空间类型设计应用示例

3 结语

综上所述，热环境是空间感知的重要维度，通过挖掘热感知因素在空间塑造中的潜力，可有效提升建筑空间的品质。本文借鉴医疗环境设计中的“循证设计”理念，提出基于循证的热景观设计研究方法；并结合案例样本，对整个建筑热景观循证设计进行初步阐述。在今后的研究与实践过程中，上述的热景观循证设计框架会得到更进一步的扩充与延展，热景观理论本身也将进一步完善与充实，逐步建立一套完整的建筑尺度下的“热景观”设计理论与方法，为我国的建筑学、建筑物理学科做出更大的贡献。