□ 刊发于《华中建筑》
2009年第02期
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引入自然要素的城市空间设计
刘晓惠 等
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摘 要 通过分析自然要素对城市空间形成，空间组织和空间构成几方面的影响，提出将自然要素引入城市空间的设计理念和自然生态观，运用自然要素在空间设计的生理舒适性、心理适应性和环境意象性等方面所起的作用，探讨了引入自然要素进行城市空间设计的方法，包括保护和利用场地自然要素，结合自然条件组织空间和引入自然材料的细部设计等方面。
关键词 自然要素 城市空间 生态观 宜人性
Abstract This article analyzes the influences of natural elements on urban space formation, space organization and composition, proposes the design idea and natural ecology view that leads the natural elements into urban space, and discusses this methods by exerting the functions of natural elements in some aspects of space design as physiology comfort, mental adaptability and the environment imagination, including protecting and utilizing the site natural elements, organizing the space combining with natural conditions, leading into the natural materials, and so on.
Key Words Natural elements, Urban space, Ecology view, Amenity
进入21世纪以来，在建筑和城市空间中对生态环境的关注日益增多，以自然要素为特征的开放空间的引入是城市设计的重要目标和内容。开放空间(Open Space)作为城市生态系统中惟一具有自然生物活性和再生机制的空间实体，对于塑造城市环境具有不可替代的作用。在城市空间设计中引入开放空间和自然要素，不仅有利于缓和环境压力，满足人们回归自然的愿望，创造健康宜人的人居环境，而且对于提升城市环境品质和价值，营造公平和谐的社会环境等亦有着十分重要的意义。“设计结合自然”作为一种理念已提出近40年，自然要素引入城市空间已成为城市设计的“题中应有之意”；但在规划设计实践中，能够将自然要素融入城市空间设计尚未成为一种普遍的职业自觉行为。如何在具体的城市空间设计中将上述理念付诸实践，还需要进行不断的探索和努力。
1 城市空间中自然要素的影响
城市的出现最初是与自然“对立”的，中世纪的城市空间中似乎很少见到一草一木。那时的城市规模很小，与自然比较接近，正如沙里宁所说：“中世纪的城镇居民，是大自然的爱好者。大自然就在城外，离他大门不远之处。”[1]自然要素对城市的影响体现在不同历史时期的空间形成、空间组织和空间构成等各个方面。
1.1 自然要素对城市空间形成的影响
城市的早期形成与地形、河流、水体等自然地理要素密切相关。人类在利用自然景观的同时也在改造自然景观，出现了很多城市与自然景物相融共生的类型特征。如沿河流走向平行的街道布置，依长条弧形的自然港口呈扇形分布的街道空间，希腊时期利用碗状洼地构筑的圆形剧场，意大利山城将人为环境与自然地形有机结合的多种形式。
（1）锡耶纳坎波广场的形成
意大利锡耶纳最初由3个分布在山顶山脊的社区组合而成，城市呈倒丫形态。三条主要道路依势从四周山体蔓延下来，将不同的社区连为一体，在其节点处形成了城市公共中心坎波（Campo）广场。这个依据地形自然形成的广场，成为这个意大利中世纪名城最鲜明的标志性空间，创造出一种具有丰富多变的视觉效果和地域特征的城市景观（图1）。
（2）苏州的城市空间特色
苏州地处江南水乡，境内河道纵横，湖泊众多。水体在形成城市空间的过程中占据重要地位。早在南宋绍定二年（1229年）刊刻的平江府图就具体描绘了苏州当时水道纵横，街河并行的城市空间形象（图2）。“小桥流水人家”成为数千年来江南城市空间小巧精致特色的描述。这种街道、水道相互平行形成的双重交通网络更多的是对地形和水系改造的结果，诠释了在城市空间设计中如何结合水体，达到水与道路及建筑的和谐之形态。
1.2 自然要素对城市空间组织的影响
近代城市选址和空间组织已经将自然山水要素有意识地组织到城市空间中，山水格局以及它们之间的空间关系成为营建城市的重要考量条件。1791年朗方的华盛顿规划充分利用地形具有的设计潜力，在波托马克河及其支流之间形成的三角形地带组织城市空间。以中轴线联系30m高的詹肯山，在其顶上建造了国会大厦。这种手法延续到现代城市的空间组织中。
（1）堪培拉的空间组织
1912年格里芬所做的堪培拉规划，将整个城市布局通过与地形相关的两条巨大的轴线联系起来，其中“地轴”位于东北部安斯利山和西南部的宾贝里山之间，其上后来分别建了议会山和国会山，另一条 “水轴”从黑山开始，朝东南方向延伸，穿过一系列水面，来到一片大湖，这个大湖是在莫龙洛河上游筑坝后形成的。该规划充分考虑了山丘、河湖、森林、绿地等自然景观要素的分布，城市的主轴线与山水格局相呼应（图3）。
（2）北京奥林匹克轴线
奥林匹克中心区及森林公园位于北京城市中轴线的北端，是贯穿端门、午门、紫禁城、钟楼和鼓楼的传统古城轴线的北延。新建的奥林匹克中心通过一条自然轴线将场地中建筑、广场、绿地、水系有机串连起来，向北直至融入湖光山色之中。在北端森林公园内挖掘的人工湖泊与中轴线东侧的奥林匹克运河组成一条巨大的水龙，与北京古城内中轴线西侧的什刹海、中南海遥相呼应 [2]。这条人文轴线与自然轴线的交织，创造了宏大的奥林匹克盛会所需的壮丽空间与市民丰富的日常生活空间的合而为一，实现了以自然要素为导向进行空间组织的设计理念（图4）。
1.3 自然要素对城市空间构成的影响
自然要素正越来越多地成为具体的城市空间构成的素材和手段。自然要素的引入有利于提高城市空间环境的可识别性，创造城市特色和个性。树木可参与建构和营造空间，创造“空间内的空间”；作为软性的设计素材，衬托硬质界面的城市空间，改变空间的质感、色彩和细节；可提供或增强空间的围合感和连续性，扮演“缝合”不同环境要素的角色，协调不同的建筑立面和地面铺装处理。
（1）法国南锡广场
南锡市中心广场的形成历经了从中世纪到文艺复兴时期的演变，这是一个有着巴洛克设计元素的广场群，其中对自然要素的运用体现了法国古典主义园林的手法。南端广场敞开的四角将周围的绿植引入，北端广场两侧半圆形的券廊与西面的Ducal宫花园轴向结合成一体，连接南北广场的跑马广场中树木成行密植，形成了林荫广场和绿色拱廊。自然要素引入广场空间，改变了空间质感，丰富了广场群起承开合的空间感受（图5）。
（2）南京的绿荫大道
林荫路起源于文艺复兴时期的意大利，在法国规则式园林风格中成为一种独立的空间构成元素，其作用是构建一个绿色空间的框架，它直接导致了巴黎香榭丽舍林荫大道的形成。林荫大道是城市内部街道系统整体的一部分，它赋予城市整体一种清晰的结构；它打破了传统致密肌理的沿街建筑立面，将建筑、交通、树木和谐地组织起来，加强了道路空间的统一性和连续性。南京的林荫大道始建于1929年，从下关经中山大道直抵中山陵园，为孙中山奉安大典而建，是当时的《首都计划》中重要的建设内容。道路两侧所植法桐已近80年，形成华盖如云的线性空间，犹如穿越城市的“绿色拱廊”，赋予这座古城鲜明的历久弥新的景观特色（图6）。
2 城市空间设计结合自然要素的理念
如果说早期的自然要素引入城市空间是出于功能和景观美学的考虑，随着人类环境意识的觉醒，在城市空间设计中更多地从生态理念、空间塑造、行为心理等方面考虑引入和运用自然要素，自然要素在城市建设和规划设计中往往具有先决性的作用。
2.1 生态观
1960年代，景观生态学开始应用到城市规划领域，运用生态学的视野审视城市发展与自然要素及自然过程的关系，将生态学原理及方法与规划设计相结合，产生了以自然保护和利用为评价准则之一的价值观，形成结合自然要素的设计思维方式和与自然要素相呼应的规划设计语言。
（1）麦克哈格
麦克哈格的《设计结合自然》分析了人类社会发展史上对自然的认识，针对美国在城市开发与空间设计中存在问题的剖析，试图建立一种新的自然价值观。在人与自然的关系上，他没有完全否定以人为中心或坚持人服从于自然的观点，其重点在于两者的 “结合”。在城市与自然的关系上，他提出城市空间的创造必须“自然地”利用自然环境，将对其不利影响减小到最低程度，并提出一系列具体的在规划过程中运用自然要素的设计原则与方法。
（2）西蒙兹
麦克哈格提出的“设计结合自然”着重于宏观的概念和方法，美国另一个引导生态规划设计的先驱人物约翰·西蒙兹在《景观设计学》和《21世纪花园城》中更多地阐述了如何将自然生态要素运用到中观和微观的空间设计中。他提出环境改善应该是一个创造过程，通过生态学、工程学、景观美学、环境立法、质量监督、公众参与等不同领域相互协作，重新创造出人类与大自然相协调的生活方式。西蒙兹的学术成就在于将生态理念和方法引入城市空间设计，在自然形态和人造形态之间架起了桥梁。
（3）荷夫 （M.Hough）
加拿大学者荷夫在《城市形式及其自然过程》一书中以生态学视野探索了城市形式与自然过程的关系，他提出：理解和运用自然过程应成为城市设计的中心，通常的美学惯例和原理只有在生物——物质优先决策下才是有效的。城市生态与设计原理相呼应，形成一种可选择的、多功能的、有产出效用的、排除任何不利影响的设计语言。这种建立在生态学基础上的整体设计观提供了一种对于城市形态与城市景观观察分析的新视角和城市形式评价的另一种价值取向 [4]。
2.2 环境的宜人性
宜人性是指从人的感觉和知觉出发对空间环境的整体感受的一种认同，是“以人为本”理念在环境体验和环境设计中的表达和体现。引入自然要素的城市空间设计，在生理的舒适性、心理行为的适应性的基础上，直指精神层面的意象性。
（1）生理舒适性
生理舒适性涉及到温度、湿度、风速、日照等相关因素。通过对开放空间自然要素—地形、地貌、植被和水体等的合理使用，来调节局部小气候是城市空间设计的目标。自然要素的地面材料对热、声、风等城市物理环境在反射率、传导率、和气湍的影响度较之人工环境有很大不同，地形以其对太阳的方位关系及对气流的作用而影响城市小气候；合理的种植方式可以带来造成不同的日照与阴影效果。这些自然设计元素的运用可改善空间的环境品质，在生理上提高人体对环境的舒适性。
（2）心理行为的适应性
运用地形、水体和植被等自然要素有利于外部空间中的小空间营造，缓和高密度城市硬质空间的压抑感和生硬感，满足对安全性、私密性和选择性等多样心理需求。地形的起伏可围合空间，形成尺度宜人、具有领域感的环境；水体的利用可提供开放通透的视线，产生柔和静谧的感受；绿植的软质边界可分隔、限定空间，增强空间连续感和整体感。不同自然要素的组合造景千变万化，可大大增加环境的丰富性和吸引力，令人流连忘返，满足人们对多样性环境选择的愿望（图7）。
（3）环境的意象性
结合自然元素的景观设计有助于表现和强化场所的环境意象，如在干旱沙漠中的一片绿洲，或是摩天大厦包围的园林和水景，这种场所意象是自然物质要素的有意义的设计组合，增加了场所的丰富感和魅力。独特的环境意象往往还传递了一种隐藏在物质表象下的叩击心灵的感动，一种深层次的，能够激起共鸣和记忆的空间意蕴。它所创造的有形形象给予“感知者在建立直接的、强烈的、深刻的对话时美的感受”[5]（图8）。
3 引入自然要素的城市空间设计方法
结合自然要素的城市空间设计既需要对不同历史时期的先例进行分析和总结，也需要对现代城市设计和景观设计的理念和方法提炼和借鉴，才能更好地将理念和实务相结合，创造将自然要素和自然空间融入实体建筑的城市环境。
3.1 保护和利用场地现存的自然要素
无论针对怎样的环境条件，城市空间设计都应对场地进行充分的勘验，理解其在整个城市生态系统中的作用，尽可能保护场地现存的自然因素，包括起伏的土丘、穿越的河渠和丛生的林木，避免大规模高强度的开挖和推平，减少对现存自然要素格局的干扰，维护城市生态系统的完整性。对于地形地貌景观及其它自然环境资源，依据它们的性质特征，可有意识地加以利用，采用不同的设计处理方法，有利于充分发挥本土地域特色。在尊重自然要素的基础上，结合城市空间的功能和城市景观塑造的意图，整合各种其它人工设计要素，因势利导，扬长避短，将对场地的不利影响减到最小，塑造疏密有致、色调柔和、变化多端和特色鲜明的城市空间。
3.2 结合自然条件的空间组织
结合自然条件的城市空间组织，既包括场地已有自然条件的利用，也包括运用自然设计要素创造富有自然感的城市空间。前者多用于公园、滨水地带以自然条件为主导的开放空间，后者多用于建筑围合，硬质景观为主的广场和街道。运用小地形可塑造起伏的场地，或构筑高低不一的平台，形成下沉式或高地式的局部空间。天然石材的铺装和波光粼粼的水面可限定场地，改变地表质感；植物材料在空间构成中较坚硬密实的建筑材料更自由灵活、不拘一格，草坪和地被可形成空间底面，灌木和乔木可垂直围合空间，构成边际轮廓，高杆冠木可覆盖空间，形成拱状顶面。自然要素以其自然特性——宜人的尺度，多变的形状，缤纷的色彩，柔软的质感，参与构造外部空间序列，与建筑、道路、广场灵活地配置组合，令人产生丰富生动的塑性空间体验（图9）。
3.3 引入自然要素的细部设计
自然要素的应用可为城市空间整体景观的营造增添清新自然、欣欣向荣的愉悦感。城市环境中的水体引人注目，富有魅力，常常可以作为空间聚焦中心。水景形态清澈透亮，极富变化，静态水波澜不惊，映射天光云影，动态水溪流潺潺，滴水喷雾水幕，涌动喷洒跌落，声光色俱全。自由排布的石块可以形成高低错落的阶地，进退有致的驳岸和种植池，整形加工的石材用于地面铺装和贴面，技艺精湛的石雕，抽象或具象的表现，增添了空间的人文气息。植物材料十分丰富，种植方式灵活多变，可修饰小空间，强化节点和焦点，遮蔽不良景观。乔灌草的搭配，与石景水景建筑道路的组合，创造出千变万化的景观意象。根据城市空间特征，按照植物大小、姿态、色彩、质感和生长习性等进行配置，形成四季变换、生机勃勃、富于自然美的城市环境。这些针对不同使用功能、环境特征和自然要素特性所做的细部设计，不仅有益于塑造空间个性，而且可完善和提升城市景观的整体形象（图10）。
结 语
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