基于循證的熱景觀設計研究方法芻議

■ 嚴一凱 YAN Yikai 梁 浩 LIANG Hao 宋德萱 SONG Dexuan

0 引言

經過多年的發展與實踐，建筑技術已經不再僅僅停留在建造領域，而是成為建筑學中人居建成環境的設計主導與基石。尤其在綠色建筑運動的廣泛推廣與深入滲透下，建筑技術已經成為現代建筑學重要的發展引擎。建筑物理環境作為建筑技術的主要組成部分，成為建筑設計理念與創新的源頭，構成了建成環境設計的核心，是推動建筑學發展不可或缺的力量[1]。許多學者結合建筑物理學的多個方面，致力于對建筑物理環境的拓展與創新，探索建筑物理環境與建筑設計創新的融合途徑。他們通過建立新的相關理論，解決城市與建筑環境問題，為建筑設計理念與創新提供了有益的拓展研究。

“熱景觀”以人體對建筑空間環境中熱感知機制和規律的應用為基礎，通過對建筑空間環境中熱環境要素及其相關因素進行有意識的設計干預，創造具有審美特性的熱感知場景。

在傳統建筑設計中，建筑空間環境的體驗維度很少考慮人們對環境溫度的感知。通過對熱景觀理論和設計方法的研究，揭示人們在建筑空間中感知熱環境的基本規律，為建筑空間環境中的熱環境要素設計的提供方法；在此基礎上，將熱環境要素轉化為建筑空間設計的重要組成部分，借助人們對環境溫度的熱感知，提升建筑空間環境的體驗維度，最終優化了建筑空間環境的整體品質。這些研究成果為今后的建筑設計提供了有益的熱景觀理論指導。

1 熱景觀核心屬性

目前，關于建筑空間熱環境與人體熱感知的研究，在建筑暖通及環境控制學領域已經積累了豐富的成果；而本文所探討的“熱景觀”研究雖然同樣聚焦于建筑熱環境與人體熱感知之間的關系，但更注重從建筑學角度出發，深入思考空間熱環境與建筑空間場景及空間使用者行為之間的相互關聯。因此，本次熱景觀研究具備更為顯著的建筑學特性?；跓峋坝^的核心概念以及與現有建筑熱舒適研究的差異，可總結歸納出以下熱景觀核心屬性。

1.1 主觀性

熱景觀所要實現的不僅是身體和生理上的愉悅，其獨特性還在于通過人們對熱環境要素的感知來激發人們在心理及精神層面的愉悅。這種精神層面的“熱愉悅”所依托的并不僅僅是對周圍環境的被動感知，對周邊環境所攜帶信息的主觀解讀也在其中起到了很重要的作用。這一特點便構成了“熱景觀”與傳統意義上的“建筑空間熱舒適”在研究內容上的第一個區別。當人們處于某一場景中時，其對周圍環境中所有可感要素的感知都可以被理解為一種環境信號的傳遞過程。正如通過光線感知可以分辨白天和黑夜，通過聲音感知可以分辨不同的與之相應的聲音源頭，人們對熱環境的感知也一樣。熱景觀設計的重要方面便是對熱環境要素所表達信息進行整理和規劃，通過人們對熱感知信息的解讀進一步激發使用者在精神層面的愉悅；且這個解讀過程則具有很強的主觀屬性。在通常情況下，人們對熱環境的感知沒有聲環境、光環境那般敏感，因而相比其他的感知類型，理解熱環境要素中所附帶的信息更為抽象。事實上，環境氣候變化所攜帶的信息在農耕文化背景中有較好的體現。在農耕時代缺乏有效天氣預報技術的前提下，人們能通過熱環境的變化，對未來天氣進行估測，這便是一種典型的通過熱環境變化來獲取信息的過程。這一切都建立在長期累積的生活經驗基礎上，獨特的文化語境與地域性的氣候特點是決定這種生活經驗的關鍵要素。因此，熱景觀所具備的主觀屬性在具體體現的解讀過程中，很大程度上受地域性特點及文化語境的影響。其中，不同熱環境要素所表征的意義、熱環境要素的組成情況、熱源的分布情況，以及通過其他感知使得人們獲得的熱環境預期，這些要素對于建筑空間中的熱景觀構建，都具有重要意義。

1.2 整體性

熱景觀所塑造的是環境體驗中的熱感知維度。這里所謂的環境體驗，是指人對一個環境產生認知，并與之產生某種程度的互動。顯然，人們對任何環境的感知都不是單一維度的，所以環境體驗是一種由多種感知要素構成的整體性環境感知。熱景觀的特點在于通過對環境中的熱感知要素進行設計，來塑造熱感知維度，以豐富整個環境場景的體驗。雖然熱景觀設計所針對的是空間環境中溫度、濕度、輻射等熱環境要素，但是單純的熱環境感知并不能構成整個空間環境的整體體驗。因此，這里的整體性是指，熱景觀設計必須要建立在綜合考慮空間屬性、空間環境中其他設計要素以及環境中場景行為的基礎上，并以此為依據，將空間環境中的熱感知要素與環境中的其他感知要素進行統籌設計。熱景觀所具備的整體性也體現出“熱景觀”與傳統意義上的“建筑環境熱舒適”在研究內容上的第二個不同之處。這種差別具體體現在對熱景觀的評價方式上。傳統的建筑熱舒適研究所形成的是一套客觀的量化評價體系，這種評價體系基于人體對環境中冷熱要素的客觀感知，是以人體的生理特性為依據的評價體系[2]，這也決定了建筑空間熱舒適評價體系并不隨著建筑環境中的其他設計要素的改變而改變；而熱景觀作為空間環境體驗的一個維度，不僅要針對空間熱環境要素進行評價，而且需要判斷其與空間環境的整體感知是否相適應，因而其評價方式必然不同于傳統熱舒適普適性的量化評價指標體系。熱景觀評價需要更多地從建筑空間環境的整體體驗角度出發，即在一個整體的環境感知中，對空間環境的熱感知要素進行具體評價。

1.3 主動感知性

熱景觀通過對空間環境中的熱環境要素進行操作和設計，使人們獲得愉悅感。這種愉悅感知從哲學和美學上來講，是一種審美體驗。因此，評價一個熱景觀塑造的成功與否，是以人們對環境熱感知產生的審美體驗為標志的；而產生審美體驗的前提，就是需要人們對審美客體產生“主動感知”。就如同我們無法想象在一種被動情況下去欣賞一件藝術品一樣，熱景觀作為一種審美體驗，主動感知是激發對熱環境要素審美體驗的前提條件，也是熱景觀設計的必要條件。這是“熱景觀”與傳統意義上的“建筑環境熱舒適”在研究內容層面上的第三個重要區別。傳統意義上的“熱舒適”狀態更多是保證熱環境的穩定。在這種相對舒適的穩定條件下，人們的行為不會因過熱或過冷而受到影響，從而可以專注于原本的行為而無需耗費精力來調節自我溫度，因此可以被理解為是一種中性狀態。當空間熱環境達到中性狀態時，人們不會對其產生主動感知。熱景觀設計需要將不可見的熱環境轉變為可以讓人明確注意到的要素，通過對環境場景中與熱感知相關的要素進行操作，使場景中的人們注意到這個熱環境。換言之，常規條件下，舒適的熱環境并不會引起所在場景中人們的主動感知，只有當熱環境要素具有引導主動感知屬性的時候，熱環境才能成為主動感知對象，熱景觀的塑造才成為可能。激發人們對空間熱環境主動感知的方式并不唯一，比較典型的如：創造非穩定、非中性熱環境，形成明顯的差異化感知；或者以其他建筑設計要素（如色彩等可視化要素）作為線索，激發人們對場景熱環境的主動感知。

2 基于循證理念建筑熱景觀研究方法

建筑空間熱景觀的研究重點在于探索如何將建筑空間環境中的熱環境要素作為建筑空間設計要素進行操作，并與傳統空間要素一起實現統籌精細化設計。據此，本文提出一種基于循證理念的建筑熱景觀研究方法（圖1）。循證設計（evidencebased design，簡稱EBD）理論源于人們對醫療環境治療效果的猜測，在傳統醫學轉向循證醫學（evidencebased medicine）之后，醫療環境設計中也出現了循證設計發展趨勢。與傳統設計方法相比，循證設計通過科學方法提供設計決策依據，并通過“研究—設計—研究”的循環過程，將評估反饋所得經驗運用于后續設計之中，使設計過程與結果更嚴謹、更理性、更科學[3]。首先，基于明確而具體的設計目標，通過嚴謹、細致的證據收集與分析，提出設計概念或假設；然后，針對分析特性進行擬合性設計；最后，采取各種方法，如建立環境模型模擬仿真、建成后評估等，檢驗假設是否成立。本文以江南傳統園林為例，從研究樣本選擇、收集證據分析和擬合設計3 個步驟展開 討論。

圖1 循證設計流程

2.1 基于地域性熱景觀循證樣本選擇

建筑熱景觀循證設計基于現有證據，第一步是確定合適的研究樣本，所選取的樣本將為建筑空間熱景觀設計提供基礎的設計依據。在建筑設計中，任何設計要素的設計操作都需要根據一定的設計依據進行操作，因此，為空間熱環境要素操作尋找設計依據是將其轉變為建筑設計要素的前提條件，也是進行熱景觀設計的必要條件[4]。設計依據的來源多種多樣，其共同點是均源自于一種時代性社會認知與地域性文化語境之間的相互結合。這種設計依據恰恰是熱景觀本身所具備的文化屬性與地域屬性的來源。由于熱景觀設計與地域性氣候條件及文化語境的關系十分密切，所涉及到的文化、地域等要素又是不可量化的要素，幾乎不可能存在普適性的熱景觀設計評價標準。鑒于此，筆者團隊傾向于采用地域性調研與驗證的方式，以氣候或文化分區為依據選取調研樣本，即所選樣本能夠體現地域性文化特征及氣候特征。根據氣候分區和文化分區，將文化、地域要素作為固定變量，在相同的文化圈及氣候區域內，研究針對這個區域的熱景觀設計策略[5]。

經驗證討論，本次研究最終選取長三角地區的江南傳統園林為研究樣本。一方面，傳統園林文化屬性相較于現代城區能夠呈現出更加顯性的狀態；另一方面，江南傳統園林的歷史原真性排除了工業化時代的現代微氣候調節設備，可以更加直觀地觀察當地傳統的微氣候調節方式。這種傳統方式經過長時間的傳承及演變，可在一定程度上較好地展現當地居民對微氣候的傾向性。

2.2 基于人體感知傾向熱景觀現場調研及證據采集

熱景觀是基于人們對環境感知的空間體驗設計，需要研究人們在空間中的熱感知與行為之間的關系，這也是現場調研環節的主要意義。對于空間的選擇，結合人們在空間中的具體行為，能夠展現出當下對空間的需求傾向。因此，首先要對樣本進行充分的預調研，確認人們在樣本空間中的行為特點以及在樣本空間中的聚集屬性；再針對聚集屬性較高的空間節點進行行為篩查，確定是否是空間熱環境特點所導致的空間聚集效應，并以此篩選空間樣本中的具體空間形式。

在對樣本進行調研時，需要聚焦以下幾個方面：①記錄樣本環境中主要使用者的行為特征，通過行為特點篩選空間節點并進行分類；②采用調查問卷結合環境實測的方式，對空間節點的客觀環境和主觀感受進行量化數據采集；③結合兩方面量化數據，對空間節點的熱環境特征展開分析。

通過對江南傳統園林的預調研，共確認56 個在不同季節具有聚集效應的空間節點；進一步篩選，發現其中的8 個空間節點所產生的聚集效應與熱環境特點無關，最終保留48 個空間節點并展開研究。將這些空間節點整體劃分為6 種空間類型，即空廊空間、單廊空間、亭空間、廣場空間、庭院空間和天井空間，結合現場環境測試（圖2、3）和主觀問卷調查（圖4），對不同空間形式所塑造的熱環境特征進行分析，總結整理不同空間形式在不同季節中的氣候適應性（表1）。

表1 不同空間類型熱環境塑造特點及季節適應性

圖2 夏季不同空間類型客觀熱環境日間變化

圖3 冬季不同空間類型客觀熱環境日間變化

圖4 夏冬兩季不同空間類型主觀熱感覺分布

2.3 基于建筑整體性熱景觀擬合設計

在整個循證設計流程中，擬合設計是對前期采集到的證據進行設計轉化，起到連接證據和最終設計成果的橋梁作用。通過調研獲取有效證據后，可從中梳理出適應當地地域性氣候及文化語境的熱環境塑造基本模式；再以這種基本模式為基礎，在建筑設計中進行擬合，并在相關空間場景中對這種基本模式進行轉譯?；跓峋坝^的整體性，本研究嘗試以“空間編織”理念來統籌擬合設計中空間要素與熱感知要素之間的關系。對于熱景觀擬合設計，需要以整體性為原則進行基本模式與空間場景之間的轉譯。需要特別指出的是，在擬合設計中，有別于其他的建筑空間要素，熱景觀所關注的空間環境熱感知要素操作并非是裝飾性的，而更多的是作為“感知背景”出現的。與其他的感知系統相比，熱感知的最大特點在于其無法從整體感知中抽離出來。一方面，我們無法自由地控制冷熱感知，不能像閉上眼睛阻斷視覺那樣來阻斷對熱環境的感知；另一方面，熱環境感知也無法為我們提供具有明確分殊化的信息，正因如此，熱感知是伴隨著所有其他感知的，就像是背景一般，與其他感知相互作用。因此在設計轉化過程中，需要特別注重熱景觀與其他空間設計要素以及行為之間的對應關系。熱景觀體系下的熱感知要素作為建筑空間設計要素，無法成為建筑空間體驗的主角，因而熱景觀所提供的感知體驗應當是像一條“絲線”一樣編織在原本的空間體驗當中，做到與空間形式、空間行為及其他空間要素相和諧匹配。一旦熱景觀與空間行為之間的關系脫鉤，便意味著空間本身所傳達的信息與人體通過熱感知所捕捉到的信息存在不匹配現象，這種不匹配在很大程度上會帶來心理上的不適。

這一點在園林空間中同樣有所體現。傳統園林建筑的典型空間構成特點是自由錯落的空間布局形式，不同空間要素所構成的空間節點，在場地中以非均質的布局方式構成千姿百態、變幻多端的園林景觀。這種形式的園林空間布局，在很多情況下是出于對地形或是自然條件的回應，是有意識地創造一種空間的不穩定特征。通常情況下，這種不穩定且令人難以把握住規律的幾何形體能夠帶來極大的趣味性，但同時，這種依據自然條件而產生的空間多樣性也能夠塑造出多樣化的室外微氣候。基于對傳統園林空間節點的分析整理，結合現代城市居民的空間需求，可得到空間節點在設計中的應用示例（表2）。

表2 不同空間類型設計應用示例

3 結語

綜上所述，熱環境是空間感知的重要維度，通過挖掘熱感知因素在空間塑造中的潛力，可有效提升建筑空間的品質。本文借鑒醫療環境設計中的“循證設計”理念，提出基于循證的熱景觀設計研究方法；并結合案例樣本，對整個建筑熱景觀循證設計進行初步闡述。在今后的研究與實踐過程中，上述的熱景觀循證設計框架會得到更進一步的擴充與延展，熱景觀理論本身也將進一步完善與充實，逐步建立一套完整的建筑尺度下的“熱景觀”設計理論與方法，為我國的建筑學、建筑物理學科做出更大的貢獻。