基于人體感知的高大廠房空間安全設(shè)計(jì)理論探索

李曉艷，寧世強(qiáng)

(中原工學(xué)院 能源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 451191)

0 引 言

空間作為一個(gè)抽象的、肉眼不可見(jiàn)的隱形物質(zhì)，可追溯到2000年前老子《道德經(jīng)》中關(guān)于空間最早的闡述-“三十輻共一轂，當(dāng)其無(wú)有車(chē)之用。埏埴以為器，當(dāng)其無(wú)有器之用。鑿戶牖以為室，當(dāng)其無(wú)有室之用。故有之以為利，無(wú)之以為用。”即空間寓意具有一定的被賦予性，空間寓意需要頂層設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)以賦予空間特定內(nèi)涵，進(jìn)而明確空間特定寓意，能夠使空間語(yǔ)言得以豐富[1-3]，而當(dāng)此內(nèi)涵由安全信息構(gòu)成時(shí)，空間的語(yǔ)言表達(dá)為安全語(yǔ)言，該空間具備了表達(dá)安全信息、安全意愿的鮮明安全名片效應(yīng)。而系統(tǒng)的安全性必然需要一定的空間作為安全元素的容器，以實(shí)現(xiàn)特定的安全功能并滿足一定的安全需求。

高大空間建筑具有落空高(一般超過(guò)12 m)、空間大、跨度大、門(mén)窗面積大、維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)大等特點(diǎn)，其內(nèi)在空間具有使用自由、車(chē)間類(lèi)型較多、工藝布置順暢、多功能區(qū)域組合等優(yōu)點(diǎn)，受到現(xiàn)代工業(yè)廠房、大型物流倉(cāng)庫(kù)等生產(chǎn)儲(chǔ)存類(lèi)建筑的青睞，越來(lái)越多的高大空間廠房日益參與到生產(chǎn)、生活活動(dòng)中[4-5]。受高大空間建筑容量大、靈活性高、集中度大等優(yōu)特點(diǎn)的影響，空間體量大造成的廠房?jī)?nèi)能量分層效應(yīng)較強(qiáng)，車(chē)間立面設(shè)計(jì)較為復(fù)雜等[6-8]。因此，空間內(nèi)的合理設(shè)計(jì)對(duì)人力、物力、財(cái)力和時(shí)間成本的節(jié)省具有極大的作用，能夠輔助相關(guān)安全管理工作。

目前，安全設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的研究上，筆者曾對(duì)安全設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性問(wèn)題進(jìn)行探討，歸納出3條安全設(shè)計(jì)基本原則、6條安全設(shè)計(jì)理念以及安全設(shè)計(jì)的一般步驟[9]；吳超等通過(guò)構(gòu)建工業(yè)安全設(shè)計(jì)人因因素漏洞模型，進(jìn)一步完善了安全設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論[10]；高大廠房空間安全問(wèn)題研究方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從其結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)功能方面入手[11-12]，如從大型模板、消防、防排煙、照明、通風(fēng)、分層設(shè)計(jì)等技術(shù)層面分析，研究缺乏針對(duì)高大廠房空間內(nèi)安全性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)理論建設(shè)，同時(shí)，安全的思考比重較低。基于此，文中以高大廠房為研究對(duì)象，結(jié)合現(xiàn)有安全設(shè)計(jì)理論，以空間安全為切入點(diǎn)，從多視角審視安全空間，基于人的感知特性對(duì)高大廠房中的基礎(chǔ)安全問(wèn)題進(jìn)行分析研究，從而改善高大廠房空間安全建設(shè)并進(jìn)一步豐富安全設(shè)計(jì)理論。

1 高大廠房中的基礎(chǔ)安全問(wèn)題

高大廠房的構(gòu)建主要包含：柱、梁、架、板、支撐等結(jié)構(gòu)件，如吊車(chē)梁、連系梁、托架、屋架、天窗架、屋面板、墻板、大型模板及支撐等；有生產(chǎn)設(shè)備、照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、消防設(shè)備、采暖設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備等多種設(shè)備形成廠房?jī)?nèi)的工作空間；門(mén)、窗、地面、道路、軌道、吊車(chē)梁等能量運(yùn)動(dòng)軌跡路徑設(shè)置；人員、自然環(huán)境因素等基本元素。在功能需要的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高大廠房的基本構(gòu)造具體如圖1所示。

圖1 高大廠房基本構(gòu)造

1.1 高大廠房空間安全基礎(chǔ)問(wèn)題分析

人所活動(dòng)的空間可作為一個(gè)系統(tǒng)，即人造空間，人是空間的創(chuàng)造者也是空間的作用體[13-15]，因此空間內(nèi)的能量、能量載體、能量激活體的形式、內(nèi)容等不可避免的和人有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，甚至為人的生物衍生物和精神衍生物，因此可從人的視角看待人-空間的關(guān)系，研究結(jié)合高大廠房空間構(gòu)造，從人體感知系統(tǒng)如視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等子系統(tǒng)以及人的動(dòng)作和行為等出發(fā)，提出并歸納高大廠房的安全設(shè)計(jì)中常見(jiàn)基礎(chǔ)問(wèn)題，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 高大廠房中空間安全設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)問(wèn)題

1.2 廠房?jī)?nèi)常見(jiàn)空間隱患

1)負(fù)空間安全設(shè)計(jì)不合理。負(fù)空間是指物體與物體之間的空間，如齒輪間隙等；也指占據(jù)一定建設(shè)用地而未被合理利用的閑置、畸零或消極空間[16-17]。從生物人的角度理解負(fù)空間，由于生理的局限性導(dǎo)致人的生理功能不可達(dá)或不可承受的空間，如受視力、聽(tīng)力等的上下限限制空間，即對(duì)于生物人而言的生理極限區(qū)域，由于不可達(dá)性而出現(xiàn)的盲區(qū)或不可承受的極限暴露區(qū)。高大廠房空間是由物質(zhì)空間、精神空間和社會(huì)性空間組成的復(fù)合體，因此，其空間內(nèi)的安全設(shè)計(jì)存在一定的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性。高大廠房負(fù)空間由粗暴對(duì)待“元”空間、新舊功能的轉(zhuǎn)型過(guò)程形成和粗制濫造的空間累積形成，總結(jié)為2個(gè)主要原因：一是廠房前期規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生；二是由后期作業(yè)環(huán)境和作業(yè)活動(dòng)逐漸賦予。由于不可達(dá)性空間缺少日常的感知信息，因不常感受空間而缺乏相應(yīng)的空間理解和相應(yīng)的空間安全保護(hù)技術(shù)和管理，不可承受空間又受社會(huì)性空間的影響，安全防護(hù)工作目標(biāo)落地有難度，因此，針對(duì)該負(fù)空間的安全設(shè)計(jì)常常被忽略。

2)工作空間的安全規(guī)范問(wèn)題突出。高大廠房空間內(nèi)以人為主體在物質(zhì)空間中進(jìn)行各類(lèi)活動(dòng)，具有一定的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)體積，多業(yè)務(wù)常存在一定的交疊性[18-19]。廠房功能性活動(dòng)構(gòu)成了廠房?jī)?nèi)的空間行為，而人的行為差異性賦予了空間行為差異性和獨(dú)特性[20]。工作空間的最大化、科學(xué)化、合理化和物質(zhì)空間的有限性之間存在一定的沖突[21]，因此空間尺度的人類(lèi)工效學(xué)處理是實(shí)踐空間中必須關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)合理的空間尺度設(shè)計(jì)提升空間的可達(dá)性和可承受性等，進(jìn)而提升空間行為的安全性或提升人的安全感。但是，高大廠房的維護(hù)結(jié)構(gòu)窗墻比中針對(duì)照度、照度均勻度、眩光值的設(shè)計(jì)度不規(guī)范，內(nèi)部空間二次擴(kuò)容和建造比較常見(jiàn)，受新引進(jìn)空間元素和舊元素布局間空間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系影響，很難達(dá)到“渾然天成”的嚴(yán)格規(guī)范狀態(tài)，最終在前期的規(guī)劃、設(shè)計(jì)等不良因素影響的基礎(chǔ)上加劇了空間平衡失效速度。

3)人造空間的認(rèn)知可靠性差。高大廠房空間是人通過(guò)對(duì)自身探索后，反觀自身進(jìn)行的鏡像制造的生物人或者精神人的衍生物[13-14]。在空間和時(shí)間的矩陣中，充斥著各式各樣的“人造物”。從安全的角度來(lái)說(shuō)，安全設(shè)計(jì)是揭露和解決人造空間系統(tǒng)中障礙的實(shí)踐，而在不穩(wěn)定的基礎(chǔ)上無(wú)法創(chuàng)造和建立任何持久的事物，即無(wú)法建立永恒空間，因此需在最大時(shí)間跨度上著眼。每個(gè)特定安全空間都是獨(dú)一無(wú)二的，因此，系統(tǒng)中“神經(jīng)元”和“動(dòng)作”對(duì)事故響應(yīng)方式都不一樣，通過(guò)不同途徑和方法，產(chǎn)生不同的組織張力。不同的安全組織產(chǎn)生的張力對(duì)于處理系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)“元”的關(guān)系，對(duì)生物人、心理人和精神人的影響。

2 空間安全設(shè)計(jì)理論

以高大廠房空間為研究對(duì)象，文中從物質(zhì)、精神和社會(huì)性切入分析空間安全設(shè)計(jì)組成，從多維度審視空間安全問(wèn)題，提煉出4條空間安全設(shè)計(jì)原則及4大空間安全設(shè)計(jì)效果，從理論層次提出一種高大廠房空間安全設(shè)計(jì)模型。

2.1 空間安全設(shè)計(jì)組成

1)物質(zhì)空間安全設(shè)計(jì)。空間是多維度、多元素和時(shí)間等作用的混沌系統(tǒng)，其重要作用有：展示、儲(chǔ)存、流動(dòng)、互動(dòng)等[22-23]。通過(guò)點(diǎn)-線-帶-面-立體空間的解構(gòu)和重構(gòu)問(wèn)題研究發(fā)現(xiàn)空間的頂面最能反映其形狀及關(guān)系，因此，合理處理空間頂面可以使空間關(guān)系明確，達(dá)到建立秩序、克服凌亂、散漫，分清主次，突出重點(diǎn)和中心的目的。針對(duì)高大廠房，處理空間內(nèi)的重點(diǎn)是廠房功能的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)硬件空間關(guān)系，硬件在空間中的分布、移動(dòng)和停留會(huì)形成一定的空間邊界，因而需進(jìn)行硬件-負(fù)空間、硬件-硬件、硬件-人、人-負(fù)空間等空間客觀位置關(guān)系的處理。

2)精神空間安全設(shè)計(jì)。空間安全設(shè)計(jì)主要是根據(jù)人的物理特性和精神活動(dòng)特性進(jìn)行的設(shè)計(jì)[24]。人首先是生物人，其行為動(dòng)作受內(nèi)心活動(dòng)影響同時(shí)也受外界空間的內(nèi)涵影響，影響途徑主要是通過(guò)人的感官通道引發(fā)心靈波動(dòng)，如安全的空間需要考慮視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)等體驗(yàn)感覺(jué)，事件在時(shí)間作用下疊加形成了空間感受的復(fù)雜混沌性。空間安全設(shè)計(jì)的主題性，由空間結(jié)構(gòu)、形狀、材料、元素、光線和裝飾等表達(dá)空間的意境內(nèi)涵，如材料的色彩、質(zhì)感和紋理能夠激發(fā)特定的文化韻味和可回溯記憶的聯(lián)想、想象空間，傳統(tǒng)美學(xué)和現(xiàn)代觀念的融合度，地域文化差異性-文化時(shí)代精神、特征和地域?qū)傩裕湫偷牡赜颉罢Z(yǔ)言”——有力的呈現(xiàn)深厚的文化底蘊(yùn)等。

3)社會(huì)性空間安全設(shè)計(jì)。空間的感知和認(rèn)知實(shí)現(xiàn)空間設(shè)計(jì)與人的相互依賴(lài)、相互制衡，使各類(lèi)元素的融合過(guò)程中的矛盾點(diǎn)得以平衡[6，12，15]，如文化內(nèi)涵和地域環(huán)境、人與地域環(huán)境、地域傳統(tǒng)文化與全球信息共享環(huán)境，多元地域文化并存和地域文化的自主性等，避免過(guò)多同化的空間設(shè)計(jì)所造成的雷同，導(dǎo)致人對(duì)自我認(rèn)知、對(duì)地域文化的認(rèn)可度、特色性文化內(nèi)涵的感知度、文化認(rèn)同感和歸屬感等降低。通過(guò)空間意境營(yíng)造使人獲取強(qiáng)烈的情感體驗(yàn)。扎根于傳統(tǒng)文化底蘊(yùn)中，充分吸收傳統(tǒng)文化營(yíng)養(yǎng)的狀態(tài)下，發(fā)出文化形態(tài)的新芽。

2.2 “四大視角”審視空間安全

一切只和角度有關(guān)，包括空間設(shè)計(jì)中的安全視角，空間的總體規(guī)劃和局部設(shè)計(jì)，多層和多角度空間的銜接處理、融合處理問(wèn)題，根據(jù)安全設(shè)計(jì)目標(biāo)恰當(dāng)?shù)鸟{馭、改造、分割或融合空間，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)和自然環(huán)境的最小干預(yù)的目的，提高空間使用者的安全體驗(yàn)和感受，實(shí)現(xiàn)人員與空間的和諧共處和互動(dòng)。進(jìn)行空間安全設(shè)計(jì)既要結(jié)合特定空間場(chǎng)景安全特征，又要結(jié)合安全設(shè)計(jì)的目的駕馭和改造空間，將人工元素完美融合到空間里。

結(jié)合空間安全設(shè)計(jì)組成，通過(guò)語(yǔ)言、時(shí)間、能量和事件等4方面維度構(gòu)建安全空間的“四面體”空間安全設(shè)計(jì)視角模型，如圖2所示。

圖2 “四面體”空間安全設(shè)計(jì)視角模型

圖2中語(yǔ)言、時(shí)間、能量和事件為維度構(gòu)建“四面體”視角模型，其中語(yǔ)言、能量和事件都是在客觀時(shí)間的維度上某一特定空間里發(fā)生的，當(dāng)對(duì)此空間各個(gè)視角賦予安全約束時(shí)，即通過(guò)安全設(shè)計(jì)構(gòu)建安全空間，使得空間具備特定的屬性之一——安全性。安全空間內(nèi)對(duì)攜帶有能量的語(yǔ)言進(jìn)行形式與內(nèi)容的安全界定，各類(lèi)形式與級(jí)別的能量通過(guò)安全語(yǔ)言的表達(dá)，如文字、圖、表、色彩、動(dòng)作、行為、轉(zhuǎn)動(dòng)、提升等，確保在特定時(shí)空內(nèi)的能量受到安全約束，最終在特定時(shí)空中包含能量的語(yǔ)言表達(dá)為安全事件；進(jìn)而促使混沌空間在時(shí)間維度的有序化、原則化、系統(tǒng)化，促進(jìn)語(yǔ)言、能量和事件之間的安全流通、轉(zhuǎn)化和落地等。

1)從語(yǔ)言視角審視安全空間。空間中需要各類(lèi)安全語(yǔ)言來(lái)表達(dá)、傳遞和傳承等，空間中的安全文化、安全氛圍、安全思想、安全技術(shù)、安全教育、安全管理等也需轉(zhuǎn)換為大眾可感知、可接受的語(yǔ)言。因此，空間中形成安全形象化語(yǔ)言，即將二維的、靜態(tài)的、單向的安全信息轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)生成性和交互體驗(yàn)性的空間安全信息，有助于形成和發(fā)展空間安全思維能力，進(jìn)而使得空間的安全素養(yǎng)得以形成；而表象安全空間分布中體現(xiàn)出的空間格局和空間結(jié)構(gòu)的相互作用則形成安全空間的變化規(guī)律。空間思維是指通過(guò)對(duì)空間事象進(jìn)行觀察、分析、比較、綜合、概括、抽象，從而在頭腦中自主形成空間形象后，進(jìn)行空間定位、空間分布感知、空間綜合分析和空間實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程，由該過(guò)程發(fā)展而來(lái)的空間定位思維、空間形象思維、空間綜合思維和空間實(shí)踐思維即是空間安全素養(yǎng)教育的關(guān)鍵所在[8]。

2)從時(shí)間視角審視安全空間。人類(lèi)觀察的空間事物僅僅是時(shí)間軸上一個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)，而空間事物會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生演變。隨著社會(huì)發(fā)展，人口的老齡化和地域分布的空心化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的局限性、科學(xué)技術(shù)水平的限制和社會(huì)思潮、理念的滲透性等問(wèn)題的影響，空間內(nèi)影響人的行為活動(dòng)和心理活動(dòng)的主要自然因素有溫度、濕度、通風(fēng)、隔音和照明，經(jīng)濟(jì)、舒適和節(jié)能，各類(lèi)自然因素和社會(huì)因素共同作用于空間安全設(shè)計(jì)的特點(diǎn)上。時(shí)間維度上，空間事物的動(dòng)態(tài)演變使得自然因素與社會(huì)因素的影響呈現(xiàn)出不確定性，基于個(gè)體與群體對(duì)時(shí)間感知的差異性，進(jìn)而導(dǎo)致安全信息的不對(duì)稱(chēng)，因無(wú)法感知完整安全信息而造成事故傷害。因此，如何整體的、連貫的呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)空間畫(huà)面，提升空間安全認(rèn)知效率，及時(shí)把握有效安全信息具有關(guān)鍵性作用。

3)從能量視角審視安全空間。空間是沒(méi)有能量的事物，而安全空間通過(guò)處理特定能量或能量載體與空間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以確保安全系統(tǒng)內(nèi)的能量動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)受空間內(nèi)能量激活體的影響，能量或能量載體的運(yùn)動(dòng)體積或者運(yùn)動(dòng)輪廓在區(qū)域空間內(nèi)或者區(qū)域空間之間的逸散、溢出或脫離，引發(fā)安全系統(tǒng)中特定能量結(jié)構(gòu)的平衡失效時(shí)，或者能量區(qū)域空間內(nèi)的痕跡量超出空間的安全容量時(shí)，在特定時(shí)間維度、空間維度和生產(chǎn)邏輯維度中會(huì)引發(fā)安全事故。

4)從事件維度審視安全空間。空間安全設(shè)計(jì)中常用的兩大思想，即墨家思想和法家思想，前者為空間的功能目的的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)基礎(chǔ)的物質(zhì)設(shè)備，形成人造物賦予的空間；后者則賦予了空間內(nèi)安全內(nèi)容的空間規(guī)則性和空間有序性[13]。不論是墨家思想還是法家思想構(gòu)建的人造空間都是為安全空間中的事件服務(wù)的，而所有的事件都是以人為中心的。高大廠房空間的安全性體現(xiàn)在生物人和精神人的各類(lèi)因素的和諧性與安全性，如涉及生物人的視覺(jué)系統(tǒng)-光照、聽(tīng)力系統(tǒng)-噪聲、呼吸系統(tǒng)-環(huán)境質(zhì)量、動(dòng)作-工作空間和人類(lèi)工效、行為-空間規(guī)劃、物質(zhì)設(shè)備-安全防護(hù)等，精神人的各類(lèi)器官接受的空間內(nèi)的安全信息和元素，形成的安全文化氛圍等等，受安全文化和安全規(guī)則的熏陶和約束等，所有的規(guī)范性不論是以“疏導(dǎo)”的方式還是以“圍堵”的方式，其最終目的均為廠房空間內(nèi)的安全事件做好基礎(chǔ)工作。

2.3 空間安全設(shè)計(jì)原則

1)整體性原則：工藝過(guò)程、照明、色彩、布局、陳設(shè)等。廠區(qū)最為重要功能是承載生產(chǎn)、生活活動(dòng)帶，而其正常運(yùn)行的前提是安全，安全的重要屬性之一就是整體性，即廠區(qū)安全系統(tǒng)的整體性原則就是在處理安全問(wèn)題中0-100的關(guān)系。針對(duì)廠區(qū)空間的安全設(shè)計(jì)必須從整體上把握，這個(gè)整體包括廠區(qū)作為一個(gè)單元體的整體，也包括廠區(qū)內(nèi)各個(gè)更小的單元體，也包括廠區(qū)與周邊其他空間設(shè)計(jì)的整體性規(guī)劃、思考。

2)功能性原則：功能的單一、綜合、互補(bǔ)等。空間設(shè)計(jì)的功能性，空間設(shè)計(jì)主要作用之一就是一定時(shí)間內(nèi)對(duì)各類(lèi)信息流量的消化與處理，空間設(shè)計(jì)所涉及元素的安全性是設(shè)計(jì)質(zhì)量和品質(zhì)的雙保障。在突出空間安全設(shè)計(jì)主題的前提下，通過(guò)多種安全文化形態(tài)、安全文化元素和安全文化功能的融合，體現(xiàn)安全文化內(nèi)涵的深刻性的同時(shí)展現(xiàn)了獨(dú)特的美學(xué)魅力，達(dá)到呈現(xiàn)特定安全文化氛圍的目的。通過(guò)空間設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)安全文化的宣傳功能，并使得安全文化得以記錄和傳承。

3)人性化原則：人體本身是與自然界最直接的交互界面，人性化則考慮如何通過(guò)虛擬世界獲取現(xiàn)實(shí)世界的最真實(shí)投射，使空間內(nèi)人員的認(rèn)知心理特征和感知界面聯(lián)系在一起，尤其是通過(guò)感知類(lèi)障礙人群的空間交互設(shè)計(jì)降低特殊人群認(rèn)知和行為轉(zhuǎn)換之間的負(fù)擔(dān)，使多通道感知交互獲得更加深刻的思維推理能力和體驗(yàn)感的問(wèn)題。直觀性空間設(shè)計(jì)使新的空間構(gòu)造能夠自然的與相交互的人員強(qiáng)迫體式/特定動(dòng)作/行為規(guī)范達(dá)到匹配的狀態(tài)，避免有誤或有偏差的空間信息反饋造成認(rèn)知上的錯(cuò)亂，從而獲取較優(yōu)質(zhì)的空間使用體驗(yàn)。

4)情感共鳴原則：多感官設(shè)計(jì)體驗(yàn)提高空間元素與人的互動(dòng)，人作為空間體驗(yàn)的主體，本身就具備空間的所有屬性，所謂的空間體驗(yàn)也是建立在人自身的感知能力的基礎(chǔ)之上的[13]。人對(duì)空間的感知主要是通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和情景化等產(chǎn)生的，加強(qiáng)人的空間感和體驗(yàn)參與感，建立空間使用者與空間安全功能間的紐帶關(guān)系。身體的感覺(jué)器官作為最初的交流媒介，在時(shí)空中源源不斷的獲取外界信息。因此，空間合理的融入安全要素，如安全標(biāo)識(shí)和警告達(dá)到警示和潛移默化的空間文化功能，能夠激發(fā)人對(duì)安全需求的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，激活廠房?jī)?nèi)人員的安全意愿，能夠自覺(jué)、自愿、主動(dòng)的成為安全人；削弱或消除安全活動(dòng)帶來(lái)的消極、被動(dòng)甚至是排斥等負(fù)面情緒，提升廠房的空間自律性。

2.4 空間設(shè)計(jì)效果

空間效果最重要的是達(dá)到空間“內(nèi)”與“外”的和諧統(tǒng)一，空間的“動(dòng)”與“靜”的平衡，空間的“虛”和“實(shí)”的結(jié)合；同時(shí)空間效果要具有最大時(shí)間跨度中各類(lèi)事件的安全。廠房空間效果具有多重性、可達(dá)性與共享性等多種屬性，主要表現(xiàn)為空間交互效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)、空間集聚、空間分區(qū)、空間拓展-空間密度和功能形態(tài)的實(shí)現(xiàn)。空間與邊界的游離型彈性化設(shè)計(jì)，滿足人們對(duì)空間使用的多樣化、差異性需求，具體如圖3所示。

圖3 高大廠房空間效果

圖3中具有不同能量集中區(qū)域的劃分，廠房?jī)?nèi)“負(fù)”性信息流的有效溢出，“正”性信息流的高效流入。2項(xiàng)對(duì)立信息流的交匯區(qū)域空間安全性設(shè)計(jì)，從而使得高大廠房?jī)?nèi)的空間信息容量符合安全容量，同時(shí)促使空間內(nèi)的信息流動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)體積在時(shí)間、空間和事件的維度上進(jìn)行安全性處理。在高大廠房空間中體現(xiàn)為既能實(shí)現(xiàn)廠房空間向外界的擴(kuò)張，又能靈活的溶解于重組空間，在功能上主要是通過(guò)物質(zhì)空間變化促進(jìn)臨近邊界的滲透，促使廠房與周邊環(huán)境的鑲嵌、融合。高大廠房的有形邊界-物質(zhì)輪廓將其內(nèi)在空間與外界隔離開(kāi)，約束著其內(nèi)部信息同時(shí)也屏蔽了臨近空間信息，空間設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的空間內(nèi)涵受設(shè)計(jì)理念、文化元素以及特定時(shí)代特色的美學(xué)元素等因素影響，賦予空間以特定價(jià)值和獨(dú)特魅力。被注入不同文化形態(tài)、文化元素和美學(xué)元素，并結(jié)合當(dāng)時(shí)的科技和經(jīng)濟(jì)條件構(gòu)筑的空間，具體表現(xiàn)如下。

1)視覺(jué)可達(dá)性效果。視覺(jué)效果和安全環(huán)境營(yíng)造，同時(shí)，作為生物人活動(dòng)中對(duì)微環(huán)境的要求要符合生存的基本需要，視覺(jué)邊界和連續(xù)的生產(chǎn)活動(dòng)存在帶狀空間。視覺(jué)組織原則主要有鄰近性原則、相似性原則和封閉原則，空間設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重生產(chǎn)環(huán)境視線的延續(xù)和功能的豐富度。局部空間的寬窄視場(chǎng)的設(shè)計(jì)效果最終為空間承載的功能服務(wù)，通過(guò)視場(chǎng)的約束已達(dá)到提高特定工作場(chǎng)景的關(guān)注度和分辨率，以獲取能夠達(dá)到安全性的人力資源分配。如何通過(guò)空間內(nèi)光線的柔性支撐，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)功能的最大化、科學(xué)化、合理化運(yùn)用。

2)空間可容性效果。空間的安全性作為特殊屬性，必須具備社會(huì)發(fā)展痕跡下的安全文化內(nèi)涵。融入獨(dú)特安全文化元素和美學(xué)元素的空間，在空間的極限尺寸約束(最小尺寸約束、最大尺寸約束等)使得空間內(nèi)的整體規(guī)劃、局部布置和人員行為軌跡的路徑、方向符合當(dāng)代人的行為規(guī)律，在實(shí)現(xiàn)安全文化的傳承和累積的同時(shí)，豐富空間設(shè)計(jì)的安全文化內(nèi)涵，散發(fā)出中國(guó)特色的傳統(tǒng)文化魅力。通過(guò)不同文化形態(tài)元素的重組排列，賦予空間以更為豐富、獨(dú)特和新穎的安全設(shè)計(jì)效果。

3)活動(dòng)動(dòng)線設(shè)計(jì)效果。安全系統(tǒng)內(nèi)人流集散、能量流、時(shí)間流、信息流、物質(zhì)流，各類(lèi)流都需要一定的客觀空間或虛擬空間。人流與物質(zhì)流需要一定的路網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)空間上的位置變換；而信息流和能量流受時(shí)間維度的影響在客觀空間和虛擬空間內(nèi)進(jìn)行傳達(dá)。功能環(huán)節(jié)的緊密性使得鄰近空間的功能設(shè)計(jì)上的相關(guān)度要求較高，地理位置上的臨近性可以降低經(jīng)濟(jì)上具有相關(guān)性客體間溝通的成本。安全活動(dòng)動(dòng)線設(shè)計(jì)增加生產(chǎn)、生活中相關(guān)人員的安全體驗(yàn)，能在特定狀況下，使得人員移動(dòng)快速方便且便于疏散逃生。通過(guò)科學(xué)而合理的安全空間設(shè)計(jì)，不但能增強(qiáng)空間的層次感，使得空間流線合理、空間價(jià)值密度提升且空間設(shè)計(jì)、規(guī)劃的功能綜合性更加人性化；在實(shí)現(xiàn)空間功能尺度多樣化的前提下，實(shí)現(xiàn)安全信息的有效傳遞、安全標(biāo)識(shí)圖形的可視性空間規(guī)劃設(shè)計(jì)匹配、人流空間內(nèi)活動(dòng)軌跡舒適。

4)智慧化設(shè)計(jì)效果。空間功能承載生產(chǎn)、生活活動(dòng)帶不同語(yǔ)言、時(shí)間、能量和事件，也為在一定時(shí)代中人的需求不斷妥協(xié)并延伸。因此，空間設(shè)計(jì)隨著智慧城市建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，必然需要納入智慧化設(shè)計(jì)理念和技術(shù)體系，獲取空間容器豎向集約和橫向集約、空間格局的設(shè)計(jì)和空間構(gòu)成要素、不同功能空間的規(guī)劃等信息。通過(guò)空間安全的智慧化設(shè)計(jì)使得空間具有系統(tǒng)性、智能性、共享性及動(dòng)態(tài)性等特征，創(chuàng)建物質(zhì)空間、精神空間和社會(huì)空間中透明化和可視化，提高空間內(nèi)安全信息的瞬時(shí)捕捉、獲取、處理、存儲(chǔ)等過(guò)程的效率和可信度，制造屏蔽、調(diào)整或加強(qiáng)特定感知通道類(lèi)特殊空間，替代或改善人員安全信息過(guò)程性處理的自動(dòng)化和智能化，最終進(jìn)行高大空間監(jiān)測(cè)監(jiān)控、預(yù)測(cè)預(yù)警和綜合防范等方面的安全設(shè)計(jì)。

2.5 廠區(qū)空間安全設(shè)計(jì)模型

2.5.1 高大廠房安全設(shè)計(jì)程序

高大空間廠房因其空間使用的功能性和目的性，對(duì)其空間的設(shè)計(jì)主要集中在自然環(huán)境的勘探、消防[25]、通風(fēng)[26]、溫度、照明[27]、施工質(zhì)量、潔凈[28]、特殊需求等方面，體現(xiàn)在安全方面主要是高大空間的整體規(guī)劃性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、工作空間的最大化設(shè)計(jì)、人類(lèi)工效學(xué)設(shè)計(jì)(降噪、除塵、供暖、通風(fēng)等)[29-31]，廠房空間設(shè)計(jì)程序主要是定“四方”：方位-方向-方法-方式。

首先，要根據(jù)高大廠房建設(shè)空間功能而確定其在廠區(qū)或地域區(qū)間的空間方位。其次，通過(guò)廠房運(yùn)輸或與臨近空間的功能關(guān)系，確定其內(nèi)部空間信息流的流動(dòng)方向。再次，通過(guò)安全科學(xué)的方法進(jìn)行廠房?jī)?nèi)空間的安全設(shè)計(jì)，包括廠房自身的穩(wěn)定設(shè)計(jì)、廠房?jī)?nèi)能量的安全容量設(shè)計(jì)、廠房?jī)?nèi)信息流的流動(dòng)路徑設(shè)計(jì)、廠房?jī)?nèi)通風(fēng)、照明、溫度、潔凈化等方面的安全設(shè)計(jì)和廠房?jī)?nèi)防火防爆等能量外泄隔離措施設(shè)計(jì)、廠房?jī)?nèi)能量防護(hù)設(shè)計(jì)、廠房?jī)?nèi)雙重預(yù)防設(shè)計(jì)等。最后，通過(guò)合理的方式將廠房空間內(nèi)的安全設(shè)計(jì)安置在物質(zhì)空間內(nèi)，結(jié)合精神空間的安全文化溫養(yǎng)，進(jìn)行社會(huì)化空間的規(guī)范化設(shè)計(jì)，做好拉長(zhǎng)高大廠房?jī)?nèi)空間安全性的時(shí)間跨度工作，落地安全效果最終反饋?lái)攲釉O(shè)計(jì)，進(jìn)行新一輪的動(dòng)態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.5.2 高大廠房安全設(shè)計(jì)“人形”模型

根據(jù)高大空間所針對(duì)的不同人體部位和不同空間需要建立空間安全設(shè)計(jì)“人形”模型，即“多點(diǎn)立足雙視角法”空間安全設(shè)計(jì)模型，模型如圖4所示。

圖4 高大廠房空間安全設(shè)計(jì)“人形”模型

如圖4所示，空間安全設(shè)計(jì)模型由總指揮(頭部)、工具(手部)和依托(腿部)構(gòu)成，分別對(duì)應(yīng)頂層安全設(shè)計(jì)、本質(zhì)安全設(shè)計(jì)和應(yīng)急安全設(shè)計(jì)(safety and security design)、減災(zāi)承災(zāi)避災(zāi)安全設(shè)計(jì)等。以潔凈廠房為例，對(duì)高大廠房安全設(shè)計(jì)“人形”模型運(yùn)作進(jìn)行分析。首要是進(jìn)行文化安全設(shè)計(jì)，即對(duì)空間內(nèi)人員的安全素養(yǎng)進(jìn)行安全教育、安全文化傳播和傳承設(shè)計(jì)、安全標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)等。進(jìn)一步地，雙手抓好安全技術(shù)和安全管理，根據(jù)良好的技術(shù)進(jìn)行良好的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)，并運(yùn)用良好的安全管理進(jìn)行應(yīng)急性安全設(shè)計(jì)，對(duì)潔凈廠房空間安全設(shè)計(jì)從空間布局、裝修施工、運(yùn)作、應(yīng)急等全過(guò)程結(jié)合安全技術(shù)進(jìn)行空間安全管理，如在潔凈廠房裝修過(guò)程中針對(duì)“空間盲區(qū)”進(jìn)行防塵設(shè)計(jì)、對(duì)廠房氣流組織形式優(yōu)化設(shè)計(jì)、空間空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)過(guò)濾與監(jiān)測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)、“人性化”照明設(shè)計(jì)、人員潔凈與物料潔凈路線優(yōu)化設(shè)計(jì)以及全過(guò)程全方位的應(yīng)急安全設(shè)計(jì)等。技術(shù)與管理的依托和呈現(xiàn)為減災(zāi)、承災(zāi)、避災(zāi)等安全設(shè)計(jì)形式。通過(guò)對(duì)高大廠房安全設(shè)計(jì)“人形”模型運(yùn)作分析可知，該模型從理論層面為空間安全設(shè)計(jì)提供一定指導(dǎo)，有助于為進(jìn)一步研究具體空間安全設(shè)計(jì)如城市生活空間與工業(yè)空間布局的安全設(shè)計(jì)、韌性城市建設(shè)的空間安全設(shè)計(jì)等問(wèn)題的研究奠定理論基礎(chǔ)。

3 結(jié) 論

1)基于人體感知特性歸納高大廠房的安全設(shè)計(jì)問(wèn)題并分析了高大廠房存在的空間隱患，分析并對(duì)比了精神空間、物質(zhì)空間和社會(huì)性空間3類(lèi)空間安全設(shè)計(jì)思想，建立了“四面體”空間安全設(shè)計(jì)視角模型，從語(yǔ)言、時(shí)間、能量和事件維度4個(gè)視角審視安全空間。

2)提煉出高大廠房空間安全設(shè)計(jì)的4大原則和4大效果。即整體性原則、功能性原則、人性化原則和情感共鳴原則和視覺(jué)可達(dá)性效果、空間可容性效果、活動(dòng)動(dòng)線設(shè)計(jì)效果和智慧化設(shè)計(jì)效果，建立空間安全設(shè)計(jì)基本程序和安全設(shè)計(jì)“人形”模型，為空間具體安全設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。