疫情防控背景下的長春市公共建筑設計策略研究

文／隋廷偉 吉林建筑大學 碩士研究生

張俊峰 吉林建筑大學建筑與規劃學院 國家一級注冊建筑師 教 授（通訊作者）中國東北建筑文化研究中心 主 任

引言

14 世紀的瘟疫、20 世紀初的西班牙流感和2020 年的新冠疫情具有共同的特點，類似于最近發生的更多局部流行病，目前對重大病毒危機的觀察過分強調短期影響，而忽視長期變化[1]。這一點在中國體現得尤為明顯，長期來看，中國在公共建筑設計策略研究上，防疫方面的研究非常少，可以參考的文獻和資料也都非常稀缺，極大地制約了公共建筑設計者，當疫情來臨時，增加了病毒傳播的危險性，暴露了前期設計在防疫方面的不足。這就需要建筑設計者反思是否將疫情防控納入到公共建筑設計前期，即使用者行為及心理分析、形體生成、內部空間設計上。疫情帶來的影響絕非是短期的。從建筑設計層面來說，建筑設計者需挺身而出，在遏制冠狀病毒以及其他威脅人類健康的傳染疾病方面發揮作用[2]。因此要求公共建筑設計與規劃者的視野要曠闊，要從長遠角度來思考未來的公共建筑設計策略。

1 國內外研究現狀

1.1 國內研究現狀

自1978 年改革開放以來，中國經濟快速發展，公共建筑數量也急劇增加。2009—2017 年，中國建筑總面積從494 億平方米增長到620 億平方米，公共建筑面積從75 億平方米增長到128億平方米，占比從15%增長到21%[3]。近年來，各個學科開始交叉研究，公共建筑的研究重點已不是僅僅滿足基礎的使用需要，主要的研究方向開始著重于多功能性、人性化、可變性與智能化。直到2019 年末，新冠疫情席卷全國，面對突然暴發的疫情，人員密集與流動性強的公共建筑，例如商場、醫院等引起社會的關注。目前中國的公共建筑策略設計體現防疫方面的研究主要為醫院。

1.2 國外研究現狀

國外的防疫設計策略研究是從醫院開始的。17 世紀中葉，法國最大的醫院出現了令人擔憂的情況，其特點是空間黑暗、通風不暢、衛生不良，自此之后，法國成立了一個委員會，用來驗查適合環境的建筑設計，并進行研究指導以便抉擇一個具有決定性的方案[4]。其中Tenon 博士的著名作品——稱為“展館”的方案最具特色，該方案首次應用于1854 年建造的拉里博伊西埃醫院[5]。另一個革命性醫學建筑的關鍵因素是在1860 年發現了細菌的傳播[6]。路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）①的工作證實了需要通過隔離患者和對醫療設備進行消毒來解決感染和疾病傳播問題[7]。值得一提的是，弗洛倫斯·南丁格爾（Florence Nightingale）②出生在意大利的佛羅倫薩[7]，她在克里米亞戰爭（1853—1856）中的經歷為醫療保健建立了基礎，提供了通風、病人循環、照明和衛生的展館模型。這進一步促進了病人的康復，降低了感染率。該模型保留了多患者病房的概念，通常稱為南丁格爾病房，在今天的實踐中仍然適用。這是弗洛倫斯·南丁格爾首次嘗試的，當她推出醫院病房模型時，她表示自然采光和交叉通風是醫院消毒和減少感染發生的重要組成部分。

2 疫情防護背景下的公共建筑設計策略問題

2.1 公共建筑使用者的行為及心理變化

大流行（新冠疫情）改變了社會運作方式、個人選擇和做法、當局和機構的作用，以及政體的價值觀及去向[1]。現今疫情最為嚴重的影響是生命安全，其次是文化與經濟的影響，但這兩者的影響將更持久。新冠疫情導致人們價值觀發生了變化，從偏愛和欣賞具有美感的建筑空間過渡到了以健康為基礎、具有安全設施和病毒防御屬性的建筑空間。如今的公共建筑設計策略與規劃往往忽略了這種改變，當局者或設計師在意的通常為短期影響，沒有考慮到疫情前后人們的行為及心理變化，這種做法導致的直接結果為使用者在使用空間時心理及行為極度不舒適，甚至會加重對疫情恐慌的心理反應。

2.2 疫情背景下的公共建筑形體生成問題

以長春市常見的公共建筑形體——長方體為例，疫情之前主要的形體生成方法就是對原有長方體體塊進行分割、移動、組合及加減法。如長春某辦公樓形體生成（圖1），設計者主要在意的是美感、光感、視覺體驗、流線與功能的合理性，并未考慮到傳染病防護。在建筑中形體對應著功能，體現著功能與形式的整體統一。研究表明，疫情使人們的身體和心理“生病”，并對人與社會各方面產生長遠的負面影響，大面積人群處于難以自愈的心理亞健康狀態[8]。設計者在進行形體設計時往往忽略了防護因素，更沒有考慮到人們的行為及心理變化。據在疫情暴發時的調查，很多人反饋這種密集型的長方體公共建筑使用時使人產生恐慌、焦慮情緒，大多數人希望今后的公共建筑形體能做出改變。

2.3 疫情背景下的公共建筑內部空間環境問題

在開發針對流行病的藥物之前，一個解決方案是回到物理和建筑環境中，以減少其影響。由于對感染的恐懼，流行病改變了我們的建筑環境[9]。弗洛倫斯·南丁格爾表明，光環境中太陽的自然照射，與風環境中的自然風的交叉流通是醫院消毒和感染的重要組成成分，而且最近的研究表明，自然風和采光在疫情防護中發揮著重要作用，這同樣適用于公共建筑[7]。而國內公共建筑有很多采光和通風都不是很良好，例如公共建筑中的高校食堂。通過對長春市在讀大學本科生進行隨機調研，發現大多數學生對食堂空間的通風不滿，尤其在夏天的中午、下午、下課后的高峰時段，更是毫無風感和舒適感可言，不僅對使用者身體造成不適，而且增加了病毒傳播的潛在風險。

3 疫情防護下的公共建筑設計策略研究

3.1 設計之初應調研疫情前后使用者的行為及心理變化

3.1.1 美國芝加哥養老院案例經驗

對于上文提到的大流行之后使用者心理及行為的變化，當局者與設計師應當在設計之初展開詳細的調查，以便發現哪些行為及心理發生了變化，而不是主觀臆測。以往的經驗給以教訓，例如美國早期芝加哥的一處養老院發生某疾病傳播，政府打算放棄已有建筑，另尋他處，重新建立一處養老院，設計者沒有事先調查老人在疾病傳播之后的心理變化，而是主觀臆測，將新建養老院選址在郊區，以防止疾病傳播，同時為了提供安靜的場所，導致新建養老院的周圍沒有社區可供日常交流，老人們的心理狀態越來越差，疾病也一個接一個地到來。

3.1.2 長春市高校學生餐飲空間行為及心理研究

以長春市高校餐飲公共建筑為例，通過問卷星在線對長春現有高校在讀本科生進行問卷調查，隨機向10 所高校發放問卷100 份，收到有效問卷81 份。調查內容為無疫情時期與有疫情時期背景下的學生餐飲空間行為特征（表1）。

從表1 可以了解到，使用者在疫情前后的早餐時間段并沒有明顯的人數變化，午餐時間段為11 ∶30—12 ∶00 及12 ∶00—12 ∶30，人 數明顯增加；晚餐時間段為19 ∶00—20 ∶00，人數明顯下降（圖2、圖3）。疫情之后，學生們對于多人就餐的態度與大多數設計者設所想的態度相反，實際上，人們渴望多人一起就餐，以緩解緊張情緒，而在排隊時保持距離上，大多數學生持無所謂的態度，大多數人喜歡一起在人少的地方就餐。從以上來看，設計者有必要根據所設計的公共建筑屬性調查疫情前后人們的行為及心理變化，以便做出正確的公共建筑設計。

表1 長春市高校食堂空間行為及心理特征調查表（表格來源：作者自繪）

3.2 防疫為前提的公共建筑形體生成策略研究

3.2.1 以彈性空間適應不斷變化的疫情

新型冠狀病毒自2020 年初以來在全球范圍內蔓延，要求我們重新思考建筑和建筑工程領域“彈性”一詞的含義[10]。要求公共建筑在平時提供弱防護作用的空間，以滿足正常的行為需求與社交需求，在疫情反復時提供強的隔離防護空間，以彈性空間的靈活變通應對疫情的反復變化，增強其空間的韌性。持續發酵的新冠肺炎疫情對全球各行各業及每一個人都產生了極為深刻的影響，它不僅改變了人們生活、工作、學習以及數字化應用的方式，而且改變了我們的認知、判斷以及對未來的預測[11]。只有彈性的公共建筑形體才能滿足人們在疫情時代的正常使用。

3.2.2 防疫為前提的建筑形體及功能組合研究

以長春某公共建筑（特點為密度高、人流強度強）的形體，即長方體為例，分析其功能及形體組織（圖4），共分為4 個組團及一個屋頂。第一個和第二個組團為商鋪功能；第3 個組團為辦公功能；第4 個組團為公寓功能；第5 個組團為屋頂。

對其進行功能重新組合，添加新的功能，進行新的適應疫情的形體生成（圖5）。在底層人流最大、最密集的區域設置廣場，留出大量空間和設置不同方向的出入口，服務其不同功能，以達到降低密度和分流的目的，使之流線不交叉，降低感染風險。進行新的功能組合（圖6），各個功能看似分開，但卻有聯系地組織在一起，給予使用者最快捷的途徑到達目的地，同時又方便與其他人進行聯系，滿足疫情時代使用者的心理變化，即渴望與他人面對面交流[1]。功能方面，添加展覽、咖啡廳等功能，在疫情起伏平穩時達到多功能的目的，而在起伏波動較大時作為隔離室（因其功能與功能之加相互隔離），達到疫情防護的目的，為高層公共建筑空間的靈活設計提供了較大的自由度，提供了空間從疫情波動到平穩使用的彈性覆蓋的可能性，兼顧了開放與私密，為使用者提供更靈活的環境。

3.3 遏制病毒傳播的公共建筑內部空間環境設計策略

3.3.1 通風和采光在公共建筑內部空間環境的研究

有證據表明，建筑物中良好的開窗和日光可以影響空氣中病原體的傳播。顯然，在抗生素出現之前，通風和陽光被認為是預防傳染病的重要安全措施[12]。索立（Solly）③補充說，通過玻璃的陽光直射很可能在幾分鐘或幾小時內殺死細菌芽孢桿菌，但受制于暴露的細菌層的厚度[13]。此外，在建筑物窗戶附近發現的漫射陽光很可能在五到七天內殺死細菌。高級研究表明，陽光可以殺死多種細菌，如炭疽病、肺結核等。斯特朗（Strang）④最近的一項研究表明，從北窗透射的陽光或日光穿過兩層玻璃是分散的，在沒有抗生素的情況下，在十三天內非常有效地殺死溶血性鏈球菌，類似的菌株可在黑暗中、室溫下存活一百九十五天[14]。

3.3.2 改變傳統公共建筑樓板柱形式增加自然通風與采光

從歐洲和最近的疾病預防研究可以得知，良好的自然通風和自然采光是預防疾病傳播的關鍵，因此要改變原有的公共建筑形式，例如不利于采光和通風的呆板的樓板柱形式，應進行適當的變化，增加其彌漫在建筑物窗戶的漫射陽光。以上文中適應疫情的辦公建筑功能組合體塊為例，進行內部空間設計（圖7），底層大部分空間架空，降低人流密度，給予充分的室外空間，改變傳統的密集柱子形式，采用陽光照射方向上厚度較小、但體量比較大的柱子（承受荷載的同時，又不阻礙光和風的傳播）增加其建筑空間內的受光面積，窗戶盡可能為條型窗戶，以便增加窗戶邊的漫射陽光，殺死內部空間的病毒細菌。屋頂也是同樣的道理，平屋頂與傳統的樓板已不再適用，應為了自然通風和自然采光而做出改變，通過改變屋頂及樓板的造型和高低，形成風壓，從而稀釋病毒所附在的、賴以生存的膠溶滴微粒，降低其感染率。

結語

先前的公共建筑設計策略研究并沒有注重傳染和疾病的傳播方面，關于防疫公共建筑設計策略的研究很少應用到實踐中。新冠疫情引起的大流行狀況，將使建筑界重新考慮目前的公共建筑設計做法，并且有必要將防疫設計、前期規劃重新定向到現有和未來空間人類的健康需求。希望此研究能為疫情時代的公共建筑設計者提供參考價值。

注釋：

①1822年，路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）出生于法國東爾城，畢業于巴黎大學，信仰天主教，法國著名的微生物家、愛國化學家，1895年9月28日逝世。他研究了微生物的類型、習性、營養、繁殖、作用等，把微生物的研究從主要研究微生物的形態轉移到研究微生物的生理途徑上來，從而奠定了工業微生物學和醫學微生物學的基礎，并開創了微生物生理學。

②1820年，南丁格爾出生于意大利佛羅倫薩市。在德國學習護理后，曾往倫敦的醫院工作。于1853年成為倫敦慈善醫院的護士長?？死锩讈啈馉帟r，她極力向英國軍方爭取在戰地開設醫院，為士兵提供醫療護理。她分析過堆積如山的軍事檔案，指出在克里米亞戰爭中，英軍死亡的原因是在戰場外感染疾病，真正死在戰場上的人反而不多。

③1845年，塞繆爾·埃德溫·索利博士(DR Samuel Edwin Solly)出生于英國倫敦，畢業于倫敦皇家外科學院。他從18歲的時候開始了對肺部疾病的氣候治療研究，自那以后參觀了歐洲和美國大多數的公立與私立療養院。由于其父親的關系，他與英國頂尖的喉科醫生和結核病專家交往密切。他的研究不僅為英國和美國所熟知，就連整個歐洲也是如此。

④大衛·T·G·斯特朗（David T G Strong）屬于BRE成員。BRE是世界領先的建筑科學研究中心，通過研究產生新知識，用于創建產品、工具和標準，在整個構建環境中推動積極的變化。BRE歸慈善機構BRE信托基金所有，該信托基金利用BRE公司獲得的利潤資助對建筑的研究和教育，以促進對建筑環境的了解。BRE也幫助政府和客戶解決建筑和社區在環境、社會和經濟方面的問題。