可持续发展理念下的城市设计要素架构及应用*

鲍 方，邱 建

前言

国内外城市设计呈跨领域、多元化的发展趋势，已经从以物质空间为核心的城市形态研究向城市交通、城市文脉、城市生态、城市安全等方面进行了多维度延伸，在我国成为落实城市规划的重要抓手，指导建筑设计的有效手段。中共文件明确要求“通过城市设计，从整体平面和立体空间上统筹城市建筑布局，协调城市景观风貌，体现城市地域特征、民族特色和时代风貌”[1]。

伴随着生态文明思想的全面落实，城市的可持续发展问题对城市设计理论提出新的要求，成为新时代城市设计研究的重要命题。建筑师和规划师为此积极探索城市设计新途径、新方法。但文献调查发现：既有研究更多停留在理论及原则层面，或聚焦城市设计某方面的可持续目标。本文旨在总结可持续发展理念及策略的基础上，结合具体城市设计有形要素开展研究，有助于从可持续发展视角提出系统指导城市设计实践的理论思路。

1 研究现状概述

城市设计的研究领域及概念界定较为多元，国外研究起步较早，大致可以归纳为三个方面：一是关注对于城市形态特色成长管控的引导性；二是众多建筑学背景专业人士认为的“放大的（扩大规模的）建筑设计”；三是包括城市总体的形态构架、城市要素系统设计直到城市细部要素等所有与“形体构思”相关的内容 （Spiro Kostaf，1991，1999；Jong Lang，2006）[2-4]。传统美学原则、形态至上的城市设计指导思想及价值观从20世纪50年代末开始转入更多的融入人文、社会与环境要素，到70年代以后，生态准则逐步对城市设计发展产生持续性的、更具决定性的影响。

在我国，城市设计经历了20世纪80年代的兴起到90年代迅速发展的阶段，总体顺应以美国和日本为代表的国际城市设计发展潮流，同时，结合我国快速城市化进程中的大量城市设计项目实践问题，探索并初步建立了具有中国特色的城市设计理论和方法构架，成果丰硕[6-9]。

进入新世纪后，可持续发展理念逐渐成为人类社会发展和城镇建设的共同追求，城市设计在可持续发展领域的跨学科交叉融合研究领域得到长足发展。除了以社会建构的视角，将可持续城市设计策略纳入 “空间建构”与“社会行动”双重维度的审视外（莫霞，2013）[10]，还日趋增多地涵盖自然生态（黄琲婓，2004；Farr，2008；Ritchie，2009；Beatley，2010）[11-14]、社 会 意 涵（Greg Young，2008；Condon，2010）[15，16]及运作机制（董慰，2009）[17]等层面内容，以此促进城市多功能的相互协调、价值体系的不断优化。

值得注意的是，国内学者多从生态环境、历史文化、空间形态、空间管控、城市治理等不同方面探讨可持续发展理念下的城市设计策略，从理论到实践均取得长足进展，但缺乏在相对完善的可持续发展目标体系下探讨城市设计策略之间的关系、协调与权衡，在实践操作层面尚难提供系统性和可操作性兼具的指导。欧美地区可持续城市发展的研究及实践工作先于我国，无论是在可持续思想理论层面的研究，还是在可持续理念如何渗透到城市设计具体工作中去的系统性实践总结，都取得积极成效。近年来，研究者越来越多地关注城市设计的具体要素对可持续发展目标的影响（Saelens and Handy 2008；Ewing and Cervero 2010）[18，19]，并提出以矩阵框架将二者进行联系，为具体设计实践提供指导（Nico，2016）[20]。

我国城市化进程已经进入“后半场”，面临着生态环境恶化、“大城市病”、地域性丧失等问题带来的挑战，践行可持续发展理念的城市设计被赋予更多期待，有望为城市设计提出理论与实践的新需求。为此，及时吸纳国外研究成果，进一步充实完善我国城市设计的基本概念、工作框架与思想范式等具有理论与现实意义。

2 可持续发展理念下的城市设计思路

2.1 总体思路

总结归纳国内外基于可持续发展理念的城市设计研究成果，建立可持续的城市发展目标体系，运用矩阵方法对不同背景和规模条件下的城市设计元素进行组织与表达，识别关键要素，实现跨尺度可持续发展目标的比较、协调或要素权衡，为设计师和研究者提供开放的、系统的思路来关联城市设计要素及设计内容（图1）。

图1 可持续发展理念下的城市设计思路示意

2.2 原则

2.2.1 理论联系实际

本研究基于可持续理念，坚持理论联系实际，旨在为城市设计者们提供一个可以具体到有形要素的、具有可操作性的系统性指导。

2.2.2 层级关联

研究思路尊重典型的城市设计项目规模划分原则，西方国家城市设计项目多按区域/城市、城区/邻里、街区/街道、项目/地块进行划分，而从我国城市设计专业的发展历程来看，常见的项目规模多为城市和区域、街区和街道、项目和地块，3个维度间层层递进，从系统问题到个别案例，从规划视角到技术措施，通过将一个个对象将概念落地，为城市设计的实践工作提供转化路径。

2.2.3单元控制

矩阵按N个目标和Y种项目规模形成N×Y个控制单元对城市设计具体要素进行组织，每个控制单元相对独立，又相互关联，单元在目标维度形成系统性互补，在规模维度随尺度递减，形成勾稽关系。

3 城市设计要素矩阵架构与主要内容

3.1 总体目标设置

对于可持续发展理念下城市设计总体目标的设置，文献研究发现具有高度的相关性和相似性[21-30]。例如Hough（1984）首次提出了城市与自然环境的连接及整合设计[21]；Frey（1999）对城市及城市地区的可持续标准进行了整合[23]；Koen Steemers（2004）特别强调了能源与环境性能方面的问题以及与诸如密度形式等设计参量的关系[31]；Wheeler and beatley（2004）总结了7项基于可持续发展观的区域城市发展的重要问题[25]，几乎所有尝试定义可持续发展的研究都包括最小化能源使用/温室气体产生以及“绿化”城市和保护/修复栖息地的目标；其中一部分研究讨论了水质问题，一部分研究提出了社会公平以及保护地域特色的愿景。本研究基本延续目前研究领域形成的可持续发展目标共识，提出更容易进行量化分析的自然资源方面（绿地和栖息地、水、节能和低碳）以及社会人文方面的可持续性——社会公平与健康目标体系；在此基础上，结合我国城市历史文化遗产富集的特点，补充文脉与历史保护方面的城市设计目标内容，以保证城市文化要素与其自然环境和空间结构达到有机融合[32]，有效保护和传承城市历史文化保护。

3.2 层级目标分解

可持续目标系统的5个主题形成城市设计的五个域，分别集合不同可持续主题下的城市设计要素，再按城市设计的项目规模将每个域划分3个层级——宏观（城市和区域）、中观（街区和街道）、微观（项目和地块），宏观主要解决规划问题，中观主要解决策略问题，微观主要解决设计问题，层层递进，紧密关联，为每个主题目标域指明落地的可操作路径。例如停车场在宏观层面涉及的是规划布局及设置的总体把控，在中观层面则是规模、与外部交通驳接等策略性引导，在微观层面则是具体的停车场形式、内部流线、停车位布局等设计内容；又如，绿地在宏观层面形成占比及分布的控制，在中观层面指明绿地类型、主体功能等，在微观层面则完成具体的形式设计。

3.3 单元要素构成

在确立控制单元之间的关联关系后，引入“问题导向”的剖析方法，以“可持续发展目标-相关指标-不同空间尺度下影响这些指标的城市设计要素”为推导思路，确定每一个控制单元的具体内容。例如衡量“节能和低碳”问题最主要的指标“交通能耗”及“温室气体产生量”，继而决定“如何减少交通能耗及温室气体产生量”的关键在于“如何减少小汽车行驶里程”，继而推导出“改变出行模式”的解决方案，而出行模式的选择又由出行距离及出行环境决定，分别罗列出与“缩短出行距离”及“改善出行环境”相关的设计要素，其中，街道设计及建筑类型决定了公共领域的质量和安全性，停车设施的管理及设计不仅能有效控制小汽车出行量，也对公共环境产生一定程度的正面影响（图2）；城市发展普遍导致生物多样性的减少及物种活力的退化，解决的问题的途径则是减少被破坏的绿地及栖息地的数量及创建新的绿地及栖息地，“绿地和栖息地”的相关城市要素则主要以这两项为目标进行推导；城市雨水管理的可持续指导战略首先是减少径流，其次是缓解所产生的瞬时径流，影响区域径流量的城市设计要素是可渗透表面的比例、自然植被及城市森林冠层面积及连续性，缓解产生的径流的关键在于改善水质和补充地下水；“社会公平及健康”的关键问题在于如何为所有居民提供平等的机会享受高质量的生活；“文脉及历史保护”的要素构成推导类似于“绿地和栖息地”的“减少及创建”逻辑，对历史文化的保护及对地域特色的提炼及及物理再现。

图2 “问题导向”剖析方法示意

3.4 矩阵架构控制方式

在矩阵思路的基础上提出“矩阵-域-单元”的三级架构控制方式，横轴为可持续发展的五大目标体系（绿地和栖息地、水、节能和低碳、社会公平和健康、文脉和历史保护），纵轴为城市设计的3个项目规模（城市和区域、街区和街道、项目和地块），域组织不同可持续目标主题的相关设计要素，强调关注不同空间尺度之间的关联及协调问题，单元则在域层级之下形成与某个可持续发展目标相关的给定空间尺度的城市设计要素或论题的列表，这样的控制方式，可以直接将它们链接到实际的城市设计决策和实践中去，当然，空间的尺度是相对的而非绝对的，意为明确不同层级的空间尺度下的相关城市设计要素，有利于城市设计工作的实践性推进。每一个控制域内分别从城市和区域（宏观）、街区和街道（中观）、项目和地块（微观）3个空间尺度组织相关城市设计要素从而解决“问题”，例如，“绿地和栖息地”通过非建设用地边界的控制、迁徙廊道及生态板块的完整性、敏感区保护、原生植被保护等要素减少被破坏的绿地及栖息地数量，而通过城市绿地及公园系统、城市森林、社区公园及街道绿地等要素多层级创建绿地及栖息地；雨水的可持续管理则是从完善的雨洪管理网络-完善的雨洪设施布局-广泛的绿色雨水基础设施（例如雨水花园、洼地、植草沟、种植池等）的层层落实来实现原地区滞、留、净、排、补的目标。其余几个目标域也都以不同空间尺度组织不同单元的要素构成，可以清晰得看到单元之间的竖向层级关联及要素之间的优先协调关系（图3）。

图3 可持续城市设计架构示意图

4 案例分析

近年来我国在城市建设、项目落地的过程中越来越关注可持续发展理念下城市设计举措的实施，但大多是聚焦某单一目标或某两三个目标的应用，例如成都天府新区新建街道对生态洼地、植草沟、雨水花园等海绵城市措施的实施；少城特色街区对建筑外立面协调、社区公共艺术的呈现；以及众多城市对绿道系统的构建，都是可持续发展理念下的城市设计实践，但没有以完整的、系统的方法进行统筹指导。波特兰是全美可持续城市发展的成功典范，波密线是波特兰市轻轨建设在可持续发展理念下的城市设计方面的精髓之作。现场调研发现：沿线超过300个已实证的城市设计具体措施体现了绿地和栖息地、雨洪管理、节能低碳、社会公平和健康、历史文化保护等全方位的可持续理念，系统性对城市设计进行了实践，总结其经验可对可持续理念的城市设计方法及要素架构进行实践应用验证。

从城市设计角度来看，波密线轻轨建设既是城市重要的交通廊道，又是从规划设计到实施贯穿的完整项目，属于城市空间层级中的“街区和街道”和“项目和地块”两个尺度。波密线按可持续发展理念下的城市设计思路，针对可持续城市发展的五大目标，构建可持续发展理念下的系统城市设计要素体系及具体实施措施（表1）。

表1显示：波密线按可持续发展理念下的城市设计方法主要解决了三个方面的问题：第一，系统性针对可持续发展的五大目标进行了城市设计导则的构建，可以发现各项措施点之间的相互作用及影响；第二，以“矩阵-域-单元”的控制方式将可持续目标体系与该项目的空间尺度（街区和街道）进行联系，并在矩阵所搭建的界面权衡各项措施点的优先级别及可操作性；第三，以“问题导向”的剖析方法推导具体每个控制单元中的城市设计要素，例如，“节能与低碳”主要包含两方面的内容，“减少小汽车出行”及“减少能源使用并增加能源生产”，按上文示意的“问题导向”剖析方法得出具体的导则项，“减少小汽车出行”得出“在停车场设置电动汽车充电设备”等四项措施，“减少能源使用并增加能源生产”则得出“减少能源使用并增加能源生产”等六项措施。

表1 （续表）

表1 可持续发展理念下波密线城市设计实践矩阵（主要部分）

结语

构建更具可持续性的人居环境是目前全球面临的重要挑战，城市设计师理应发挥更重要作用。我国目前的城市设计实施案例基本都能反映绿色思想和生态原则，本文提出的可持续发展理念下的城市设计思路及要素矩阵架构可以帮助我国城市设计师对环境的整体理解，有助于我们了解城市设计、人类行为和自然系统之间关系的复杂性以及各种要素之间的相互作用及对可持续目标的影响。但任何一个具体的项目都存在特殊的地理、时间、社会、经济、政治、体制和环境背景，如何在可持续发展庞大的目标体系下平衡具体的城市设计策略的优先级，以及如何为具体项目创造特殊的可持续发展实践机会，对城市设计师提出了更高的要求，是这个方法亟待优化的重要方向。

图、表来源

文中所有图、表均由作者绘制。