黄献明 杨丝路 付俊伟 王宁 李涛
《辞海》中对韧性(Resilience)给出了两种解释:一是指材料本身借塑性变形,所能吸收能量大小的性质,如延性、脆性、弹性等;二是一种人文解释,指人坚韧不挠的个性。在工程学、自然生态和社会科学等不同领域,韧性的定义存在微差,如在物理学中,指“材料在外力作用下,形变之后的复原能力”[1];在生态学中,指“生态系统受到扰动后,恢复到稳定状态的能力”;在心理学中,多指“精神恢复能力”[2];在社会管理领域,指“系统(包括设施设备、建筑和土木工程)、社区或社会,在面对自然灾害(Hazards)时所展现的及时、高效地抵御、吸纳、处置灾害的能力及自我恢复能力”[3]。由于不同学科关注的侧重点不同,在物理学、生态学、社会学中,韧性概念的外延也经历了由物理形态变形与恢复的工程机理,向活态系统或组织通过危机学习、适应以及自我组织能力等恢复内在逻辑的扩展。
校园韧性是一种“综合集成的韧性”,可细分为组织韧性、空间韧性、治理韧性、文化韧性与数字韧性五大韧性。其中的空间韧性,既是其他韧性的载体,也决定着整体系统韧性的表现。
与传统韧性城市更多关注气候等自然灾害不同(表1),流行性疫情灾害所造成的问题主要包括疾病与死亡、医疗卫生系统压力、交通管制、居家隔离、恐慌与茫然、心理与生理压力、个人与企业收入中断等。和气候灾害相比,疫情灾害的主要作用对象是人而非设施,因此对空间韧性的要求与气候灾害相比有着根本的区别。
知网数据显示,有关疫情灾害防控的文献,在2020年出现激增,近三年总量为4.7万余篇,其中大量文献以政策为主。在仅有的440余篇与空间防控主题相关的文献中,校园空间防疫的研究仅占60余篇。
通过对国内外文献的梳理,我们可以发现,尽管疫情传播与空间密度不存在正相关性[5-7],且以人为主要作用对象,但空间作为承载人们活动的主要容器,需对疫情防控做出必要反应,其应做出的改变包括以下三点。
(1)切断传染源
2003年的SARS和2019年以来的新冠疫情都反映出,隔离依然是控制传染性疫情的最有效手段[8],从微观措施,例如卫生间水喉的设置、共用排气道的防倒灌设施、狭小共用天井形式的回避、免接触技术的应用等,到中观手段,例如组团化设计、公共缓冲层等,都在突发疫情情况下,可以快速切断传染源,实现精细化管控。
(2)优化服务设施配置[9]
生活便利性降低是隔离的首要“次生灾害”,公众日常生活、医疗、教育、工作等活动,往往会因为隔离而被限制。因此需要在空间规划上,根据疫情防控的原理和要求,在可能隔离的不同空间层级,配备必要的公共服务设施,最大限度确保隔离期间的基本生活需求。
(3)改善环境健康水平
相关研究表明(表2),隔离措施对公众的影响,除短期的生活不便外,长期缺少锻炼、心理压抑[10]、缺乏沟通等问题,更值得关注。因此,不同尺度的空间如何为隔离中的人们,提供可以减轻拥挤感、舒缓精神压力、实现必要户外活动的选择[11],为“环境健康”注入丰富的内涵,成为规划师与建筑师的新机遇。
校园空间韧性的研究对象是社会—经济—自然复合的生态系统,这使得其必然兼具工程韧性、生态韧性和演进韧性的多元内涵,因而需要综合吸取物理学、生态学、社会学、医学等不同学科韧性理论的成果。从20世纪90年代开始,韧性城市的研究逐步展开,经过30余年的发展,形成了韧性城市空间的基本理论框架,其中对于韧性空间的特征、机理的研究成果,在很多方面也同样适用于校园空间韧性的建设。
首先,围绕空间韧性的三个层级(图1),校园空间韧性应具备以下特征。
(1)抵御性
校园空间对于自然灾害、社会动荡或传染性疫情等突发事件,应具有较强的抵抗和应对冲击的能力。
(2)恢复性
通过灵活性设计,使校园空间可根据突发情况,简便、灵活地调节自身形态、结构或功能,以适应各种使用状态。
(3)转换性
对校园内重要的功能应设置重复或可互换的系统,确保在面临特殊情况时,有多个可替换性空间系统,保障该功能的正常使用。
其次,为更好地抵御、恢复、适应韧性发展必然经历的过程,校园空间韧性的设计应着重聚焦以下三类要素。
(1)校园空间结构韧性
首先,建设开放、半开放、封闭的校园空间三级防控体系,其中,将疫情阶段需要进行社会共享的单元规划于封控单元外部,确保该设施在疫情防控期间可进行开放式管理,以便高效地与跨区域物资保障系统、应急医疗防护救助系统衔接,最大可能地将校园纳入区域防疫体系,提升区域整体协作能力。其次,建立校园“缓冲区”,保证校园开放单元与封闭单元可经由该区域实现可控的交流与转换,该区域可进行半开放、半封闭化管理,兼顾有效的外部衔接与内部管控。同时,按照隔离要求,进行组团化设计,潜在隔离组团均应设置最低限度生活配套设施与卫生服务设施,确保在全封闭化管理时,组团可进行有效、持续的内部隔离和防护。
逐步建立应急综合系统和救助体系,对具有住宿功能的学术交流中心、对外开放的体育馆等共享设施进行优化改造和分级,增加系统冗余度,可快速转化为健康驿站、方舱医院等综合防治场所。
1 空间韧性的三个层级
表1 不同类型灾害的特征[4]
表2 疫情防控带来的常见问题与空间改善需求[4]
在此基础上,校园交通系统应在机动车交通组织、人性化步行系统等方面做出调整[12],确保三级体系的有效运转。
(2)校园空间环境韧性
校园空间环境韧性主要体现在室内和室外两个维度,建筑室内环境应呼应应急防疫的要求,在弹性改造、临时隔离、50%运行密度、无障碍通行等方面进行针对性设计,实现平疫情境的高效互换。
在室外环境维度,主要对以绿地、广场为代表的校园公共开放空间进行系统性提质,从类型的多样性(积极发展屋顶绿化、垂直绿化)、分布的均匀性、尺度的适宜性(呼应核酸检测等临时性防疫活动需求)、性能的健康性(包括有利的通风环境和具有疗愈功能的植被选择)等方面[13]进行设计优化。
(3)校园空间技术韧性
疫情防控是一个动态过程,因此空间韧性的实现既需要确保能源、水资源等基础设施在不同情境下的灵活、自主、可靠运行,也需要在智慧校园系统的支撑下,实现静态空间体系的动态化管理。
在基础设施建设方面,需积极探索校园“微电网”“微净化”“微渗透”等助推校园实现“微循环”的新基础设施建设,具体方式包括:建立校园层级的分布式新能源系统;建设海绵校园和分布式水处理系统,推进雨水、中水的资源化利用;全面落实垃圾分类收集,尝试构建校园有机垃圾降解箱—肥料循环微系统,拓宽校园垃圾资源化利用途径等。
在智慧校园系统构建方面,需在常规智慧校园平台架构的基础上,围绕疫情防控需求,甄别应对疫情所需的新信息,完善信息动态跟踪与分析所需的新模块,打通校园各类接口,并与内外部各类信息系统汇集,实现市政、医疗、教学、生活等板块的信息常态化收集、更新、管控和维护,为校园管理者的决策制定提供信息支撑。在突发公共卫生事件的不同时期,该平台以及校园空间各部分的传感器、信息输出末端,及时收集病患感染的时间、地点、病情及处理建议等,并针对处置预案,对隔离场地选址等要素开展方案模拟,为快速、高效决策提供支撑,避免因信息沟通不畅、时效性低而导致更为重大的公共卫生事件。
康复大学位于青岛市城阳区,是一所新建的国家级康复医学院校,在校生10000人(本科生5000人、硕士研究生2500人、博士研究生2500人),总用地面积约1360亩,总建筑面积约550000 m2(图2)。新校区在开放式布局、人车分流交通体系、疗愈景观、弹性设计、无障碍环境、智慧管理等方面的实施策略,较好地回应了疫情空间韧性的要求。
(1)“线性组团”的空间结构
规划依据“靴子形”场地特征,形成贯穿场地的中央景观轴线,南北两侧分别布置了学部组团和宿舍组团;在宿舍区临近中央景观轴的一侧,布置师生活动中心、宿舍、医务室等校园休闲与生活服务建筑,形成生活区与教学区平行展开的布局方式,不仅利于减少学生的通勤时间,在疫情管控期间,也可以根据需求,形成多种不同尺度的隔离单元,同时确保生活服务设施的就近支持(图3)。
(2)“人车分流”的交通系统
将机动车系统沿校园周边布局,并按照400m步行服务半径的要求,布置以地下停车为主、地面停车为辅的停车系统,实现校园中心的完全慢行化。“外机动内步行”的人车分流体系(图4),可以有效兼顾疫情期间的隔离组织与高效联络需求。
(3)“开放共享”的对外格局
2 校园规划设计鸟瞰图
3 以中央景观轴为核心的布局与组团式单元
三角形校园的三个角分别设置了体育中心、创新中心和对外交流中心三组开放度最高的功能组团。其中,西侧体育场与体育馆相对独立,在向社会开放的同时,保证校园核心区的私密性;位于校园中部、正对东侧主校门的图书馆面向城市开放,东侧入口直接面向城市广场,不仅将校园与城市紧密连接,同时确保了疫情期间防控设施的放置与活动的开展;北侧入口设置了国际学术交流中心和校医院,居住、会议、餐饮、医疗等配套功能以及地下停车与地面开放空间的配置,使其在疫情期间可直接改设为健康驿站类设施,平疫情境下均可实现校园设施与社会共享的开放格局。
(1)关注疗愈与健康的景观环境
将校园环境作为康复学科的室外实验场所,是景观规划的初衷。在疫情防控隔离期间,师生可能出现由精神压抑、交流不畅带来的疗愈需求。校园围绕以“康复教学、康复研究、康复体验”为主题的康复路径,设置了康复花园、园艺操作、冥想空间、坡度爬升等健康疗愈设施,通过小型喷泉、风铃装置、不同材料触感的景观小品,色彩明快的校园家具,芳香性无毒植物的配置等手法,营造包括听、触、视、嗅等多感观的校园空间环境,形成融合、包容的人性化环境,体现康复、疗愈功用的健康校园。
4 校园人车分流交通系统规划
5 校园无障碍设施规划
6 景观一体化海绵校园系统
7 绿色建筑等级分布
(2)模数化指导下的弹性空间设计
设计根据建筑形体与柱网模数特征,针对50~60m2、90~95m2、100m2三类最常见的房间尺度,一方面整体优化机房、卫生间、楼梯间等辅助功能的位置与规模,另一方面针对普通教学、小组教学、大班教学、公共实验、科研实验等空间的功能需求与室内布局进行设计(表3),并由此形成通用的机电、排污与设施接口,以应对未来可能面临的各种不确定性。弹性空间的设计也有利于主要教学空间在疫情期间的多功能转换。
(3)系统化的包容性校园建设
项目进行了校园无障碍环境专项设计(图5),不仅对校园整体的无障碍设施进行了系统规划,同时为教学研、生活、运动等不同场景进行有针对性的无障碍设计,营造了多元、包容的校园环境。同时使疫情期间的各项应急需求,均可获得充分的硬件支持。
(1)因地制宜的海绵校园技术选择
项目根据场地原为滨海浅滩的特点,将“就地回渗+雨水储存+景观回用”相结合(图6),在不同组团间的“绿廊”处设置了雨水花园,并透过不同组团的“绿廊”,将中央景观带与周边的自然生态系统,以树枝形态串联成整体。在雨水花园下设分布式雨水储存池,用于日常景观浇灌。同时,在疫情防控期间,海绵校园带来的立体绿化体系和对市政水资源依赖性的降低,都对缓解师生精神压力、增加防疫缓冲空间、提高校园自维持能力有所裨益。
表3 不同规模空间的平面可变性设计[14]
基于安全防疫的校园规划机理
(2)深度聚焦健康性能的高品质绿色建筑
综合青岛市相关管理要求和整体投资控制目标,新校区按照100%绿色建筑二星级标准设计,“创新核”建筑按照绿色建筑三星级标准设计。同时呼应《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2019)中的“健康舒适”板块,在室内空气质量、给排水系统设置等方面,进行针对性设计,确保切断传染性疫情经由新风、排水等系统的传播途径(图7)。
(3)兼顾防疫需求的全面智能化校园
康复大学的“智慧校园”建设不仅体现在智慧教学、智慧运维、智慧安防、智慧社区等软件环境的建设上,在物理空间层面,也从校园空间到建筑单体进行了智慧场景的设置。例如,将“创新核”中的综合共享中心按照数字图书馆的标准进行设计;在生活区、学部区等公共空间,增设智能化图书收集点和分布式电子图书馆(无馆藏纸质书);在公共教学楼、学部楼中,实现智慧化教室普及;在生活区宿舍楼首层设置智慧物流集散点,通过与校园卡相连接的数码识别和机器人输送等方式,实现免接触物流和精准配送。
疫情灾害韧性视角下的校园规划主要通过空间结构、环境营造和技术支持等手段,提高校园空间的灵活性、健康性和开放性。通过适度规模的组团布局、灵活通用的复合空间、自维持的自然环境、主动健康的疗愈场景和延伸感知的智慧空间,重塑具有良好安全防疫表现的校园物理空间(图8)。
对于校园空间防疫韧性问题的关注,虽然是从防疫的视角对校园空间、结构、环境和技术体系提出要求,但从低碳发展、学科创新、服务社会等更宏观的角度看,由此形成的对多层次复合绿化、多元弹性空间、社会开放格局、包容性校园建设、新能源体系等新形态、新技术的探索,其意义已经突破了疫情防控的范畴,成为创建大学校园新形态的多项探索中的一部分。
图片来源
1来源于文献[15]
2-7项目组提供
8作者自绘
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3来源于文献[14]