基于支持公共健康导向的城市建成环境要素优化策略研究

方永立 阙青敏 高 伟

0 引言

现代城市规划设计的缘起与公共健康密切相关，创造健康的城市环境，提供公共健康服务是城市环境建设的主要目标之一。大量研究证明城市建成环境与公共健康密切相关，包括但不限于通过物理环境影响疾病的发病率[1]和人体舒适度[2]，直接影响居民体力活动水平[3]及心理健康[4]等方面，其机制与途径在不同的尺度下均是复杂的[5]。2016年9月在德国慕尼黑召开的题为“探索将绿色空间与健康联系的途径：理论和方法指导（Exploring Potential Pathways Linking Greenness and Green Spaces to Health）”跨学科专家研讨会得出了以绿色空间为主的城市建成环境影响公共健康的三个途径[6]（图1）：通过物理环境影响人体健康，如在空气环境中提高负离子浓度能改善身心健康，在城市微气候的方面影响人体的热舒适；影响居民体力活动，如环境设施的可达性和步道的密度将会影响居民的活动意愿和水平[11]；影响居民的心理健康，如环境对人体的注意力恢复[12]和压力还原[13]作用。此框架至今也能充分说明城市建成环境影响公共健康的重要途径。因此本文对支持公共健康的建成环境规划设计的相关探讨将会基于这三个重要方向。

近年来在我国高速发展的城市化进程当中，城市向高密度演变，城市环境资源需要集约利用[14]，从而进一步影响了健康：城市缺乏活动设施会降低居民活动的意愿和活动水平[15]；存量老旧社区的环境亟待改善[16]；城市植被与水体要素影响心理健康和社会凝聚[17]等。为解决城市建成环境与公共健康的问题，国内提出了宏观层面上的《全国健康城市评价指标体系（2018版）》[18]，包含了环境空气质量优良天数占比、生活垃圾无害化处理率等健康环境的评价指标，从区域层面来指引健康城市的规划；在微观层面提出了建筑方面的《健康建筑评价标准》[19]，从空气污染源、水质等指标来指导建筑设计；也从室内场所的一氧化碳、甲醛等空气质量、饮用水质量等方面，在卫生角度提出了《公共场所卫生指标及极限要求》[20]。而关于中微观的城市建成环境的室外场所，国内颁布了《健康社区评价标准》[21]，从社区层面上在空气、水、舒适、健身、人文、服务六个方面提出了建成社区的评价标准。然而这些导则均缺乏对具体环境要素和对应的设计指引相关的探讨，此外街道、公园绿地等空间尺度，鲜有以公共健康为导向的规范标准来指导建设与评价，因此探讨中微观场地的公共健康方向的设计指导仍然非常必要。

相比起具有权威性和成熟性的规范标准，城市建成环境规划设计实践相关的导则、指南等指导性文件在内容广度[22]和新方法、新进展等方面更具优势，能为城市场地设计实践提供的具有前瞻性的规划设计思路和对应策略。这些设计导则中提出了哪些中微观尺度的环境要素和指标？导则对其的策略和指引哪一些可以支持公共健康？本文基于以上三种建成环境影响健康的途径（图1），引入国际WELL健康社区标准作为参考，以国内现有城市建成环境相关的设计导则为研究素材，通过质性文本分析方法总结和探讨在中微观尺度下的环境要素构成及整理其中支持公共健康的策略，以期形成一个从公共健康视野认知场地、指导实践的逻辑框架，为健康场地的建设提供参考与借鉴。

图1 建成环境支持公共健康的潜在途径Fig.1 potential ways for the built environment to support public health

1 研究素材

1.1 样本城市筛选

国内有研究表明城市化促进了公共健康水平[23]。普遍而言，经济水平和城市环境建设水平较高的城市，其公共健康水平更高。因此本研究选取国内城市发展水平较好、人居环境建设方面具有先进经验的城市作为目标城市，这些城市公共健康水平通常更高，在规划建设等方面的导则与指引更丰富，在相关文件管理与公布上更高效。为了获取更广泛的、更具公共健康经验的导则，通过以下三个维度进行筛选样本城市。

第一，以“国家中心城市[24]”“副省级市[25]”“国家直辖市”三个标准作为筛选依据，取三者并集作为筛选样本，共19个城市。这些城市作为地区中心城市具有带动地区发展的作用，在国家城镇规划和城市发展中占据重要地位[24,26-28]。

第二，以新一线城市研究院发布的，在大数据背景下分析得出的2019年的“一线城市”和“新一线城市”作为筛选样本，共19个。这些城市在商业聚集度、城市枢纽性、城市人口活跃度、生活方式多样性及未来可塑性等方面位于前列，是国内经济相对发达的城市[29]。

第三，以获得“国际花园城市[30]”竞赛奖项和“国家园林城市[31]”称号的城市作为筛选样本，共116个，这些城市的规划结构合理，功能完善，人居生态环境舒适，为市民提供了充满活力的、健康的、安全宜人的人居环境。

综合以上三个维度，取三者交集（图2）得出对应目标城市，共15个，分别是：北京、上海、广州、深圳、成都、杭州、重庆、武汉、西安、天津、南京、青岛、沈阳、宁波、郑州。

图2 目标城市筛选逻辑示意图Fig.2 schematic diagram of the intersection of target city screening dimensions

1.2 样本导则筛选

以“导则”“设计导则”“指引”“指南”作为关键词对15个城市的市政府网站、市自然资源和规划局、市住房和城乡建设局、市生态环境局、市城市管理局、市园林绿化局、市卫健委的官方网站进行关键词检索，并查询网站公布的公开信息文件，进行整理和筛选。

通过关键词检索初步得到城市建成环境相关设计导则共166条记录，包括政绩报告和公告信息，其中能通过官方公布链接获取的相关导则有63篇。对63条导则进行关键词提取和分类得到城市、街区、社区、园林绿化、建筑与配套5个类型（图3），暂无发现明确以公共健康为导向的关注场地设计的城市建成环境设计导则。

图3 城市建成环境建设相关设计导则数量（统计时间：2020年07月30日）Fig.3 number of relevant guidelines for urban outdoor built environment construction

2 研究方法

2.1 质性文本分析法

为实现在信息量极大的文本当中凝练出公共健康相关的环境要素与策略信息，本文采用质性文本分析（qualitative date analysis）方法（图4），选用文本主题分析和文本评估分析[32]。首先利用文本主题分析对设计导则所提及的环境要素进行“编码和分类”，将设计导则当中同一主题和同一性质的环境要素进行归并，归纳出分层分节点的城市建成环境环境要素构成框架，以便于后续进行评估与分析。其次，文中以WELL健康社区标准的框架作为评估的参考依据，同时以上述三大建成环境促进健康途径（图1）作为影响途径的限定进行文本评估分析，将城市建成环境要素中与WELL健康社区标准中提及的项目相关联的环境要素进行编码与分类，再编码到对应影响途径中，从而得出影响公共健康的环境要素并整理出对应策略。

图4 质性文本分析步骤Fig.4 qualitative date analysis steps

Nvivo 11软件（version 11.0.0, SAGE, USA）作为质性文本分析软件，常用于政策文本、网页文本、访谈等研究当中，能够有效编码得出文本中的主题、指标、政策类别等内容[33]，对结构化和非结构化的文本均能编码。因此本文采用Nvivo 11软件对设计导则进行文本分析处理，能够实现高效的编码、排序和检测，形成科学的质性文本分析。

2.2 文本评估依据：WELL健康社区标准

WELL健康社区标准（WELL Community Standard）由国际WLL建筑研究院（IWBI）发布，结合世卫组织等国际组织的公约文件、以美国为主制定的规范、导则等实践经验和循证医学的研究成果作为基础，整合得出以综合评价中微观尺度建成社区的健康设计为目标的导则，包括空气、水、营养、光、运动、热舒适、声音、材料、精神、社区十个维度的指标[34]。WELL 体系综合评价包含社区环境、规划设计、社区管理等方面的内容[35]，通过认证评级来证明建成社区是否是“健康社区的典范”，是以公共健康为导向的先进实践经验，在全球范围内促进了新建地块和项目对公共健康的考虑和专项设计，具有普适性和国际认可性。虽然其西方体系的规划标准数值与国内建设存在差别，但其综合性和对公共健康评价的专项性以及评价对象的尺度均适用于国内中微观建成环境的建设管理，因此能够为国内现有公共健康导向的城市建设管理提供参考和借鉴。为客观评估城市建成环境要素与公共健康存在关联和影响，本文引入该标准作为参考，不采用其具体评价数值，仅利用其十个维度的评价框架作为文本评估的依据，将国内导则中筛选和编码出来的建成环境要素与其框架匹配，抽取与WELL健康社区标准相关的条目，整理出支持公共健康的城市建成环境要素，在此基础上进行优化整合得到国内的公共健康导向的建设策略。

2.3 结合“WELL健康社区标准”的文本评估分析

对样本导则进行文本主题分析，将获取的63篇设计导则导入NVivo当中后，将导则当中提及的建成环境要素及对应指标进行关键词提取与编码整理。涉及到同一要素或本质一致的相似要素编码为一个节点，如“乔木”“灌木”“地被”等要素归并到“植物”节点中；对应要素的设计指标或特性编码为子节点，“乔木种植间距”“乔木分支点高度”“透光率”等归并到“乔木”节点的子节点中；以期形成层级清晰的环境要素框架。经过多次编码与合并，得到了“环境要素”和“对应指标和属性”两个层级，总结为城市建成环境要素构成框架（图5）。

图5 城市建成环境环境要素框架Fig.5 the framework of urban built environment elements

将上述的城市建成环境要素框架、各设计导则中的指引与WELL健康社区标准中十项评价项目进行评估分析，将有涉及到WELL健康社区标准中评分项的城市建成环境要素和指标进行同类归并，如“Air”项目提及到“植物”的“绿化覆盖、街景绿化”和“道路”中的“道路长度”，则将这两类要素归并至“空气”项目，如此类推（图6），将城市建成环境框架中可以支持公共健康的要素与指标提取出来。要素全部编码后，再根据上述城市建成环境与公共健康的影响途径（图1）作为限定与归纳依据，将WELL健康社区标准中的健康项目编码至三个影响途径，整理探讨得出支持公共健康的城市建成环境要素与参考策略。上述文本评估分析过程均在在NVivo中进行。

图6 文本评估分析框架Fig.6 text evaluation analysis framework

根据影响途径，将“空气”“水”“光照”“热舒适度”“声音”几类涉及物理环境营造的项目编码到对应节点；将“活动”“材料”两项与居民体力活动密切相关的项目编码到对应节点；将“光照”“材料”“思想”“社区”四项与居民心理健康相关的项目编码的对应节点。最终总结得出当前设计导则当中支持公共健康的环境要素与参考策略（图7）。总结得出的要素能够作为支持公共健康的载体，即通过改善对应的要素能够有效促进公共健康。而由于国内导则与西方的WELL健康社区标准的规范差异，不能表明整理出的策略能完全正向影响公共健康，但能说明其具有潜在的支持作用，可以作为建设健康场所和促进公共健康的参考。

3 城市建成环境要素的构成和支持公共健康的策略

3.1 城市建成环境要素构成框架

根据文本分析总结得出的城市建成环境要素构成框架（图5）包括两个大类的八大要素，分别是软质要素（植物、水体、地形）和硬质要素（道路、铺装场地、建筑及园林构建、公共艺术和景观小品、城市家具），包括37个子项和241个对应指标。植物要素包含6个子项：植物总体要求、乔木、灌木、地被、垂直绿化、种植土，共有25个对应指标；水体要素包含2个子项水体、驳岸，共有7个对应指标；地形要素包含3个子项：竖向、土方、安息角，共有3个对应指标；道路要素包含2个子项：园路、街道，共有30个对应指标；铺装环境要素共有10个对应指标；建筑与园林构建包含7个子项，共有33个对应指标；公共艺术和景观小品要素包含2个子项：山石、雕塑及艺术小品，共有6个对应指标；城市家具要素包含14个子项：休憩娱乐设施、海绵性设施、过街设施、非机动车停车设施、照明设施、环卫设施、安全防护设施、无障碍设施、公交站设施、标识设施、种植设施、市政设施、商业设施、智能设施，共有127个对应指标分别对应不同子项当中的具体设施。框架的具体结构以植物要素为例（表1）。

表1 城市建成环境植物要素框架表Tab.1 framework table of plant elements of urban built environment

3.2 支持公共健康的城市建成环境要素与参考策略

3.2.1 营造利于健康的物理环境的环境要素与策略

物理环境影响途径根据城市物理环境[66]的分类包括了热环境、湿环境、风环境、光环境、空气环境和声环境，与居民健康存在紧密的关联[16]。消极的物理环境会带来健康的威胁，如空气污染与噪声污染等，营造利于健康的物理环境能够为居民健康提供正向影响[67]。现有研究已表明植物、水体、地形等软质要素可以通过降低热岛效应改善微气候[68]、提高空气质量[69]等方式来促进健康；而道路、铺装场地、建筑和设施等硬质要素也会通过噪声[70]、城市小气候[71]和光照[72]等影响健康。经过评估分析后发现植物、水体、地形、道路、铺装场地、城市家具几类要素能作为营造利于健康的物理环境的载体。

热环境、湿环境和风环境中的因子如温度、湿度、风速等共同作用于城市微气候，影响着人体热舒适，可以将其归并到一起讨论[68]。植物、水体、地形、道路、铺装场地和城市家具要素均能影响上述三类环境。植物方面，提高绿化覆盖率以形成遮阴空间能够提供更好的热舒适环境，现行导则对绿化覆盖率的设计指引从40%~75%不等；街道和园路的乔木种植要保持合适的距离以形成遮阴空间，以4~8m为宜；场地乔木搭配需考虑常绿和落叶乔木搭配以形成夏季遮阴、冬季长日照的效果[73]，常绿和落叶乔木比例根据当地自然环境制定，北京的参考为1:5~1:8[36]，上海的参考为不低于80%[38]，成都的参考为5:5~6:4[44]。水体方面，以天然水景为主[48]，可以降低场地温度并提高湿度，如设置人工水体，但人工水体的占地面积一般不超过场地绿地总面积的5%[36]。地形方面，营造微地形以改善场地的通风环境，具体营造方式需考虑当地的气候。道路方面，街道和园路布置的方向需考虑当地气候条件，适当引入夏季风，阻碍冬季风；道路铺装可采用透水性铺装以增强下垫面调节温度、湿度的能力。铺装场地方面，除了应用透水性铺装以外，在选址方面建议做到夏季阴凉，冬季长日照[73]，且有足够的面积能够在阴影的范围当中[48]。城市家具方面，海绵性设施可以增强场地空气温度、湿度调节能力；智能设施可以实时监测场地的温度湿度等热舒适方面因子，特别是在夏季，当数值超过阈值可以采用喷洒水雾等方式来降温调节。

场地的光环境可以通过植物、道路、建筑及园林构建、城市家具（照明设施）进行改善。植物方面，场地的乔木种植需考虑到其郁闭度和透光性，保证场地的日间光照，垂直投影采光率一般不小于40%。道路和建筑及园林构筑要素是通过选择低反光率的材料以防止眩光和避免光污染。城市家具要素主要以照明设施来控制光环境，场地照明保证夜间照明安全，能看清路面、坡道、障碍物和4 m以外来人的面部[49]，人行照明照度在10—50 lx不等，装饰照明照度在30—400 lx不等，色温不高于5 000 k[76]，优先采用中低色温的光源[77]；庭园、平台等景观照明最小平均水平照度为5 lx；树池及花坛照明采用暖光源灯光，避免产生视线干扰[51]。

场地的空气环境可以通过植物、道路、铺装场地和城市家具进行改善。植物方面，在提高绿量的同时选取抗污染、吸附性强、滞尘的植物以降低场地空气污染物浓度；同时避免选用产生过多花粉、飞毛飞絮的植物以免引起人体刺激和过敏。道路与铺装场地方面均需考虑风向，适当引入季风可以增强场地通风以改善空气质量；铺装可以采用透水性铺装以吸收地面上一定的油性污渍、粉尘，可以降低场地的沙尘污染[55]。城市家具方面，需普及智能监测设施，对PM2.5，PM10等空气质量参数进行监测并反馈给居民。

场地的声环境可以通过植物、道路和城市家具进行改善。植物选取具有较强降噪能力的植物[58]。道路选取孔隙率较大的透水材料，如透水沥青，以吸收一定的道路噪音[55]；也可通过减小转弯半径以降低车速，营造稳静化交通空间。城市家具方面主要控制商业设施中的商业外摆面积和时段[78]以控制噪声。

3.2.2 促进居民进行体力活动的环境要素与策略

建成环境支持公共健康的一个重要途径是促进居民的体力活动[3]，促进体力活动的影响途径主要包括增强场地可步行性与骑行性，增强场地及设施的可达性两个方面[79]。场地设计通过改善场地的可步行性和骑行性能够满足体力活动的需求，而提高可达性可以引起人们的活动兴趣[15]。道路、铺装场地和城市家具要素是此途径的重要载体。

步行与骑行是居民日常的高频体力活动，通过提高场地的可步行性与骑行性能有效吸引居民到室外进行步行、骑行活动[15]及引发其他体力活动，主要通过道路和铺装环境要素进行改善。道路方面，公园、街道、社区等场地可设置漫步道、跑步道和骑行道以促进体力活动，在满足宽度和坡度要求的同时，铺装要做到平整、抗滑、耐磨和美观[48]；漫步道和跑步道采用现浇混凝土、透水沥青等摩擦系数较大的铺装材料，骑行道采用透水铺装材料同时可以用颜色特别标识[60]；而其他游园步道的具体宽度设计视场地人流及需求确定[80]。合适的道路间距可以提升居民的步行意愿，过长的道路间距将会降低居民的步行意愿[55]，设计导则中对道路间距的指引一般为150—300 m，在实际操作中需要按照地域性调整。铺装场地方面，其面积需根据场地的性质和人群需求确定，满足集散、社会交往、老人活动、儿童玩耍等需求[50]。在考虑到儿童和老人两类特殊人群时，选址需满足儿童活动场地保持良好的可视性，周边不种植遮挡视线的树木[47]；老人活动场地距离公共卫生间的行走距离不大于100 m[56]。铺装提倡透水做法，可以选用透水砖，透水沥青等地面材料[48]，如要满足运动和儿童活动需求，则采用柔性、耐磨、防滑的地面材料[42]。

场地和设施的可达性主要由城市家具要素来改善，包括公交站设施、非机动车停车设施、过街设施、无障碍设施、标识设施，以加强居民目的场地和设施的可达性。需保障公交设施和非机动车设施的服务半径，一般而言公交车站设施的服务半径不超过500 m，非机动车停车设施服务半径不超过300 m；场地需按照国家规范[82]设计无障碍设施，包括无障碍坡道、盲道、扶手等，值得一提的是盲道及盲道两侧各0.25 m的人行道空间不可设置其他设施以避免阻碍通行[78]。标识设施为居民提供了设施可达指引，在设置时其间距不超过500 m[54]，其位置不对行人交通及景观环境造成妨碍[50]。过街设施间距一般不大于250 m[78]，也有城市将其控制在100—150 m[58]，而在具体确认间距的时候，需根据场地的人流和需求综合考虑，同时以抬高人行横道等方式保障行人安全。

3.2.3 改善居民的心理健康的环境要素与策略

建成环境的场地安全感[83]及其注意力恢复[12]和压力还原[13]作用是影响居民心理健康的关键方向。从居民心理健康的角度而言，首先要保证场地安全感，然后再发挥场地的注意力恢复和压力还原作用来提升心理健康水平。场地设计可以以这两个方面为切入点提供更安全，更放松的场地环境。植物、水体、道路、公共艺术与景观小品、建筑与园林构建、城市家具是此途径的重要载体。

场所安全感可以通过植物、园路、建筑与园林构建、城市家具（安全防护设施、照明设施）进行改善。植物方面，场地种植需要合理配置乔灌草比例以避免形成完全密闭的植物空间，通过控制道路转弯处、交叉路口等节点位置的乔木枝下净空和灌木高度保证视线通透，乔木枝下净空一般不低于3 m，灌木高度不高于0.6 m；园路和街道需保持较高的通透率，提高开放性，以上海为例，商业街道通透面积达60%以上，生活服务街道达30%以上[58]。同样需要提高通过率的是围墙，住区和公园的围墙可采用通透式的围墙，结合绿化、照明等方式增加视觉深度，实现视线共享提高安全感。建筑与园林构建方面，为了保障居民安全，空调外机、雨篷等建筑外挂一般净空不低于2.5 m[58]，出挑不大于0.5 m[51]以保证居民步行安全。城市家具以安全防护设施和照明设施来保障场地安全，场地在有坠落风险的地方必须设置护栏，高度不低于1 m，杆件间距不大于0.11 m；照明设施确保夜间安全，其具体设计策略可参考光环境方面。

环境的注意力恢复和压力还原作用主要通过场地的软质要素实现。在场地设计中重点关注植物、水体，除此，公共艺术和景观小品、城市家具也需考虑在内。植物方面，合理配置乔灌草比例以提高自然度[36]，合理配置花色彩叶树和色叶开花地被比例以丰富植物的季相变化，花色彩叶树比例不小于30%，色叶开花地被比例不小于50%。水体方面，需要确保水体的透明度、色度和浊度等水质要求，保持水体清洁，达到相应的人体可接触地表水水质标准；驳岸根据实际情况适当降低硬质化率以形成自然式的驳岸。公共艺术与景观小品及城市家具的色彩、造型、题材与场地周边环境相协调，反映场地的文化特质，符合居民的审美[38]；山石营造结合其他多方面的功能需求，做到可游可观[44]。如场地在历史风貌区，需结合本地历史文化资源的相关主题，表达历史文化信息，体现历史风貌区特色[63]。

4 结论与启示

总体而言，国内导则重点关注的两个大类八大要素共37个子项和241个对应指标，涵盖的面较广，其中植物、道路、城市家具、建筑与园林构建的指标和指引相对丰富和细致，而其他要素的涉及的指标和指引数量较少。因此从导则设置的角度而言，仍需要加强水体、地形、铺装场地等要素的细致指引和规范设置，从而提高导则可操作性。随着规划设计的创新发展，各要素其中内容会有新的增减，因此不断深入和持续的研究将有助于及时总结和凝练设计实践经验。

从公共健康的方面而言，没有发现以公共健康为专项的中微观尺度的规划设计导则，现有导则对公共健康方面的指引也相对较少。因此研究基于现有的导则，通过文本分析来提炼和优化各要素在支持公共健康方面的策略。在WELL健康社区标准参考下，各要素均可作为支持公共健康的载体。其中规划设计可以通过营造利于健康的物理环境、促进居民体力活动和改善居民心理水平三个方面来营造和改善场所中的环境要素以支持公共健康。

营造利于健康的物理环境强调软质要素的覆盖程度和硬质要素的材料特性。在城市建设中可以通过控制软质要素中的植物和水体的覆盖率来影响太阳辐射从而营造舒适的热环境、湿环境、风环境与光环境；通过控制植物的种类、硬质要素中的道路及广场铺装的材料来减弱空气环境和声环境的负面影响。因此植物要素的覆盖率、郁闭度，水体的面积，道路和铺装的面层材质等指标是关注的重点。

促进居民体力活动可以通过保障铺装场地和城市家具等服务范围及加强可使用性，通过提高场地的可步行性和骑行性及提高设施的可达性来有效满足居民的体力活动需求。因此需要关注路口间距、各类型道路的尺寸材质，关注铺装场地的面积和材质等，关注城市家具和铺装场地的位置及其服务半径。

改善心理健康方面强调其视觉上的感受和所形成的环境氛围，通过控制软硬要素的色彩形态和形成的空间通透程度以提供安全感和缓解压力。因此植物的乔灌草比例、花色彩叶树比例、乔木枝下净空、灌木高度，安全防护设施的围墙通透率等指标需要重点关注。

未来的导则编制和城市环境建设管理当中，可以结合现有对环境要素的建设导引，重点考虑上述要素和指标，在满足地域标准的前提下进一步以公共健康为导向限定要素和指标要求。在建成环境和公共健康相关议题重回公众视野的今天，风景园林设计实践从公共健康的角度出发，以人为关注点来考虑环境要素的营造成为必要的过程，有必要制定支持公共健康的专项城市建成环境规划设计导则，也仍有必要进行更多的实证研究来证明环境要素对公共健康的支持作用及影响程度。

图表来源:

图1：根据Markevych I, Schoierer J, Hartig T, et al.Exploring Pathways Linking Greenspace to Health: Theoretical and Methodological Guidance[J].Environmental Research, 2017,158:301-317.绘制

图2-7：作者绘制

表1：作者绘制