基于热景观与亲生物的居住区公共温室花园设计——以严寒地区为例

制的“恒温恒湿”环境所带来的热适应力下降等问题有重要的指导意义，能够促进人的整体身心健康。

又如亲生物设计理论，在建成环境中引入与人天性有关的自然要素，营造更具有恢复力的环境，减缓人的心理压力。

我国严寒地区的冬季气候导致人体热适应力下降、景观视觉效果单一、冬季活动受限等一系列问题，影响了当地居民的幸福感与身心健康，产生了一系列的城市综合问题。

引入热景观理论与亲生物设计理论指导设计，对改善寒地气候所带来的一系列问题具有积极的指导意义。

本文将通过介绍呼和浩特的万锦合泰生活馆项目，在热景观理论与亲生物设计理论的框架下对其温室花园功能进行分析，探讨温室花园作为设计手段解决严寒地区居住区冬季公共空间问题的潜力。

1热景观理论概述
1.1热景观理论内涵
随着科技与经济的发展，维持室内环境的恒温恒湿对于人类来说不再是一件难事。

然而，随着“恒温恒湿”环境的普及引发的“空调病”等影响人身心健康的问题日益增多，人们逐渐认识到创造一成不变的室内热环境并非环境控制的最终目标，动态的热环境更能适应人体需求并能提升人体的热适应能力。

对此，类比于建筑环境中已有的“声景观”“光景观”等概念，叶海等[1]于2019年提出风景园林中的“热景观”这一概念，并将其定义为：园林虚景的一部分，既有可度量的环境性能，也包含了人的主观热舒适感觉，同时，还与社会文化相关的诗画意境联系在一起。

宋德萱等[2]于2022年将空间中的热景观概念定义为：人在空间或场景中感知的体验的热环境。

相较于传统的热环境研究对热指标进行描述，热景观更关注人的感受，并将其作为研究的重点。

摘要 我国地域辽阔，地理气候多样，因此建筑设计需要考虑气候因素。

我国严寒地区的冬季气候导致了供暖引起的人体热适应力下降、景观视觉单一、冬季活动受限等一系列问题，都影响了当地的居民的幸福感与身心健康。

对此，本文引入热景观理论与亲生物设计理论，对严寒地区冬季公共空间的特征展开论述，并在两个理论的框架下对呼和浩特万锦合泰生活馆实践项目进行分析，探讨温室花园作为设计手段改善严寒地区居住区公共空间体验的潜力。

关键词 热景观；亲生物设计；严寒地区；温室花园中图分类号 TU984.12文献标识码 A
基金项目 国家自然科学基金项目“热景观营造与建筑公共空
间节能设计方法”（52078341）DOI 10.19892/ki.csjz.2023.22.22
Abstract China has a vast territory and diverse geographical climate, so architectural design needs to consider climate factors. The winter climate in the severe cold regions of China has led to a series of problems, such as decreased human thermal adaptability caused by heating, monotonous landscape vision, and limited winter activities, all of which have affected the happiness, physical and mental health of residents. In this regard, this paper introduces thermal landscape theory and biological design theory, discusses the characteristics of winter public spaces in severe cold areas, analyzes the practical project of Hohhot Wanjin Hetai Living Hall under the framework of these two theories, and explores the potential of greenhouse garden as a design tool to improve the public space experience in residential areas in severe cold areas.
Key words thermalscape; biophilic design; severe cold region; greenhouse garden
近年来，随着健康建筑的概念逐渐深入人心，建筑设计更加关注人在建筑环境中的身心健康。

许多相关领域的理论都对健康建筑的设计具有重要的指导意义，如由传统热环境控制衍生出的热景观概念：对于缓解由传统环境控
作者简介：陈威銮（1994—），男，在读硕士研究生。

研究方向：绿色与节能建筑。

通信作者：宋德萱（1961—），男，教授、博士生导师。

研究方向：绿色与节能建筑、建筑环境控制、绿色建造与技术体系、绿建评估策划。

作者单位：1.同济大学建筑与城市规划学院；2.高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室
基于热景观与亲生物的居住区公共温室花园设计
——以严寒地区为例
The Design of Public Greenhouse Gardens in Residential Areas Based on Thermalscape and Biophilic Design: A Case of Severe Cold Regions
陈威銮1，2 宋德萱1，2
Chen Weiluan 1,2, Song Dexuan 1,2
1.2热景观营造特征
热景观的营造是围绕人的主观热感知展开的，从多个角度对可能影响人的热景观要素进行设计与组织，形成适宜人们动态热舒适的热景观空间。

热景观营造的特征包括三个方面：空间组合、时间维度、生态人文。

空间组合方面，主要有三种：①温度分区法：对建筑空间的热环境进行区域划分，并按照人的热舒适性要求进行组合。

②活动行为学：分析不同人群行为特征的空间需求，研究人的行为、感知与热景观的关系，并以此作为空间设计依据。

③人体热感知：研究人体感知和热景观营造的关系，并指导设计。

时间维度方面，主要有人体对时间的自然感知规律，如人体自身的节律特征；人体随时间变化的热环境需求；动态变化的热环境对人体热应力的提升。

生态人文方面，主要有三种：①唤醒记忆热感：通过唤醒记忆、联想热感等方式增强人体在空间内的舒适感和愉悦感，让人感受更加真实的空间。

②强调地域特征：通过凝练当地传统的热适应手段作为设计语言，从而营造更加柔和、更加容易被当地所接受的热景观空间。

③引入自然生态：不过度强调空调的使用，结合传统热景观营造手段，引入自然生态手段提升热景观空间舒适度（见图1）[2]。

2亲生物设计理论概述
2.1亲生物理论起源
亲生物设计，起源于西方亲生物性理论，即“biophilia”。

亲生物性最早由西方学者埃里希·弗洛姆
（Erich Fromm）于1964年提出来，他在探索人的本质这一问题时得出：人在死亡的焦虑面前，有两种表现，即堕落而走向毁灭的消极道路，以及基于对生命和生活的热爱而选择的积极道路，积极方面包含了亲生物性，即人具有主动亲近自然的本能。

爱德华·威尔逊（Edward Wilson）在1984年推出了论著《亲生物性》（Biophilia），进一步推广了“亲生物性”这一概念，指出亲生物性是基于人类对生命的热爱，在进化过程对有利于自身生存的要素进行选择而逐渐形成的特性。

因此，即使在现代城市中，人类也存在着部分亲生物性特征。

1993年，爱德华·威尔逊与史蒂芬·凯勒特（Stephen Kellert）共同推出了《亲生物假说》一书，认为对于现代都市中的人来说，满足这种对自然与生俱来的热爱是十分重要的，自然的意义远超过提供基本的食物，与自然的联系可以帮助人类实现智力、情感和精神上的满足[3]。

2.2亲生物设计要素及方法
2008年，史蒂芬·凯勒特出版了著作《亲生物设计：赋予建筑生命的理论、科学及实践》，在书中，亲生物设计得到了正式的定义，具体指从自然中汲取经验，通过对自然的重现、利用、模拟和提取等手段创造能够支持和复兴人类亲生物天性的人工环境。

这一著作的出版奠定了在建筑环境中进行亲生物设计方法的跨学科基础[3]。

2014年，威廉姆·布朗宁（William Browning）提出了14种亲生物设计模式[4]，并将亲生物设计模式归纳为三种类型：空间中的自然、自然类似物、空间的性质（见表1）。

2015年，史蒂芬·凯勒特等[5]在前人基础上进一步拓展，提出了直接自然、间接自然、空间和场所的体验三大类共24种亲生物设计要素（见表2）。

从布朗宁[4]和凯勒特[5]的研究成果可以看出，亲生物设计的策略基本可归纳为在建筑中引入自然元素的直接自然，在建筑中模仿、暗示自然元素的间接自然，通过建筑空间的组合营造能够引起人自然相关心理反应与生理反应的空间与场所的体验等三类。

由于凯勒特的设计要素更加具象细致，后续对项目的分析将在凯勒特的亲生物要素基础上进行。

3严寒地区居住区的公共活动空间
3.1严寒地区气候特征
我国跨越多个气候区，为了使建筑与所在地区的气候相适应，划分了5个热工设计分区，分别为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区。

温度分区
行为活动
人体感知
自然规律
人体需求
动态热景
热感记忆
地域特色
自然生态
空间组合
时间维度
生态人文
空间热景观设计特征
图1　空间热景观设计特征〔图片来源：作者改绘自宋德萱，于卓玉，宋易凡，等．建筑空间热景观营造与节能设计[J] ．建筑节能（中英文），2022，50（05）：77-83．〕
表1　威廉姆·布朗宁等的亲生物设计模式[4]
亲生物设计模式分类设计要素
空间中的自然
（1）与自然的视觉联系；（2）与自然的非视觉联系；
（3）无节奏的感觉刺激；（4）接触热流和气流；
（5）水；（6）动态的漫射光；（7） 与自然系统的联系自然类似物
（8）生物形态和模式；（9）与自然的物质联系；
（10）复杂性和秩序
空间的性质（11）前景；（12）避难所；（13）神秘；（14）冒险表2　史蒂芬·凯勒特等的亲生物设计策略[5]
亲生物设计策略分类设计要素
直接自然
（1）光；（2）空气；（3）水；（4）植物；（5）动物；
（6）天气；（7）自然景观和生态系统；（8）火间接自然
（9）自然图像；（10）自然材料；（11）自然色彩；
（12）模拟自然光和空气；（13）自然特征的形状和形
式；（14）唤醒自然；15）信息丰富；（16）年龄、变
化、时间的光泽；（17）自然几何形状；（18）仿生学空间和场所的体验
（19）前景与避难所；（20）有组织的复杂性；
（21）从部分到整体的整合；（22）过渡空间；
（23）机动性和寻路；（24）对地方的文化和生态依恋
在严寒地区，冬季寒冷且持续时间长，夏季凉爽而时间短暂。

该地区的气温年较差较为显著，冰冻期的时间长，冻土深度与积雪厚度大。

严寒地区是所有热工设计分区中冬季最长（11月至翌年3月，长达5个月）、平均气温最低且持续时间最长的地区。

3.2严寒地区冬季公共空间活力的重要性
在严寒地区，多数的居住区设计都集中在如何利用太阳辐射，反映在住宅楼栋的日照时长和日照窗口面积等指标上，而较少关注契合严寒地区气候特征的居住区公共空间设计。

随着老龄化社会的到来，对于老年人等活动能力受到限制的群体，居住区中的公共空间重要性更加凸显，是其主要的生活交往空间。

严寒地区的冬季格外漫长，常规的室外活动空间、景观空间的活力在冬季都受到极大的影响。

长期缺乏公共活动，可能导致一系列的问题，如社交孤立与心理健康问题、社区凝聚力下降、由于活动减少导致的健康问题等，这些都不利于社会的长远健康发展。

因此，如何增强严寒地区公共空间活力是应当关注的重要课题[6]。

3.3严寒地区冬季居住区公共空间设计面临的挑战
严寒地区居住区户外公共空间面临着诸多方面的挑战，刘隽达等[7]研究总结了寒地气候对住区外环境的影响（见表3）。

在我国常见的居住区建筑规划设计中，通常采用顺应寒地气候的方式，如将建筑布局合理规划以减小居住区内风速、增强景观的色彩种类等手法弱化寒地气候对人的负面影响。

然而，严寒地区冬季日间平均温度在-10℃左右，
最冷的时候可达到-30℃，顺应寒地气候进行的设计，难以明显改善严寒地区冬季公共活动空间的体验，亦无法提升空间的冬季利用率。

本文将通过分析位于呼和浩特的居住区内的生活馆项目，来探讨温室花园作为设计手段解决严寒地区居住区冬季公共空间问题的潜力。

4融合温室花园的严寒地区居住区公共空间设计 ——以呼和浩特万锦合泰生活馆项目为例
4.1项目概况
万锦合泰生活馆项目位于内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区的万锦合泰居住区内，居住区整体规划为板式住宅横向排列设计，不同于常规居住区规划设计的中心整体绿化设计，本项目将居住区中心空间留给了社区整体的功能综合体，并设计了面积达2 000 m 2的温室花园，以提升居民冬季的活动与交往体验（见图2）。

生活馆的主要功能包括：热带温室花园（2 000 m 2）；图书室、儿童活动室、咖啡（约700 m 2）；游泳馆、瑜伽室、健身房等（约1 500 m 2）；琴房、书画室等（约900 m 2）。

4.2方案设计
4.2.1设计概念
在项目初期，如何在常规设计的基础上提升居住区核心空间的生活体验是设计的关键。

在对严寒地区的气候特征、居民冬季活动痛点进行分析后，本项目以“时空折叠”为设计概念，希望在功能与空间上，将动与静、开放与私密、严寒与热带等一系列概念进行糅合，创造丰富的空间、视线、功能渗透，在严寒地区营造出四季皆可感受绿意的“社区乌托邦”。

围绕这一概念，项目以温室花园为核心设计布局：温室花园作为静区置于南侧，北侧是以泳池为核心的动区，动静区通过包含次入口、垂直交通功能的通高空间间隔，实现动静分离而又保持联系；同时，各类活动室设计于南侧温室周围的地下夹层，围绕温室花园布置，通过落地玻璃幕墙实现与温室花园的最大视线交流。

居民在建筑各处的活动过程中，都能够欣赏到花园内绿意盎然的景色。

同时，居民在花园中行走放松时也可通过落地窗看到各处丰富的空间故事。

在冬季，温室花园能够为整个居住区的居民提供舒适且宽阔的活动交往空间，居民在楼栋内直达地下车库，通
图2　鸟瞰实景照片（图片来源：唐徐国）
表3　刘隽达等总结的寒地气候对住区外环境的影响
[7]
类型具体影响
建筑组团布局受限满足日照所要求的大楼栋间距与降低冬季风速所要求的小楼栋间距之间相矛盾
出行可达性降低寒地城市冬季巨大的降雪量会降低居民出行的频次、户外的逗留时间景观效果不佳由于耐寒性的植物种类不够丰富，在冬季到来时居住区内景观通常变得灰暗、单调活动场所利用率减低
严寒地区冬季户外活动场地多数情况下被积雪覆盖，限制了人们的活动选择
过地下空间直接进入花园，实现活动空间利用率的大幅提升。

冬季的温室不仅能够提供活动交往空间，还有大面积种类丰富的绿化景观等自然元素，能纾解人们在漫长冬季中的压抑情绪，促进居民身心健康（见图3）。

4.2.2平衡公共空间与经济效益
容积率是商业地产开发的生命线，在居住区规划中设计巨大的公共活动空间，必须平衡好设计与经济效益。

为了减少公共空间对容积率的占用：首先，本项目将泳池、温室花园及相关配套的设备空间都置于地下，减少容积率的损失；其次，考虑到温室花园整体净高要求较高，以及热带植物较高的采光要求，温室花园1/3的高度被设计为凸出地面的玻璃幕墙造型。

最终合理地减少了容积率的占用，同时提升了居住区整体的吸引力和经济效益，实现了商业价值与公共空间的共赢。

4.2.3低能耗措施提高设计可行性
为了温室花园长期的维持，本项目采用了主动与被动的节能设计策略，同时引入主动设备以最大程度地避免高能耗，提高整个项目的可行性。

在被动节能设计策略上，本项目将温室花园2/3的高度置入地下空间，提升项目整体的被动节能效果：夏季，通过覆土层在夜间的蓄冷，减少日间的制冷能耗，同时地面部分的高侧窗与天窗能够自动开启，促进通风降温，带动地下空气流动，进一步减少能耗；冬季，通过温室花园形成阳光房，提升整个生活馆的热舒适度，夜间释放白天采集的阳光蓄热能，减少整体的制暖能耗并提升舒适度。

为了保证冬季植物的生长，一系列的主动系统营造了内部热带小气候，包括外遮阳系统、通风空调系统、建筑
保温系统、空气加湿系统等；此外，温室花园针对不同类型的植物采用独立分区的智能控制系统，在各个系统的协同下，维持室内小气候的稳定，在热带植物正常生长的同时，提升温控能耗效率。

4.3严寒地区温室花园的热景观营造
严寒地区主要位于我国的北方地区，夏季紫外线强烈，阳光直射下体表热感强烈。

温室花园内的热带植物不同于严寒地区的耐寒植物，具有茂盛的枝叶，能够提供大面积的树荫。

同时，温室花园通过主被动通风调节系统营造出舒适的低速气流条件，结合大面积的树荫、瀑布水景空间，能够在避免使用空调的情况下，为居民的避暑纳凉营造良好的热景观空间。

在这样的环境中，能够避免“空调病”所带来的热适应力退化问题；同时，在阴影与阳光照射的条件下交替活动，能够为居民带来更加显著的热愉悦与恢复价值（见图4）。

冬季，常见的集中供暖通常会大幅降低室内湿度，对整体舒适度造成影响。

一方面，温室花园中的动态控温系统与空气加湿系统共同作用，能大幅度地缓解热适应力降低与空气干燥的不适，提升公共空间的动态热舒适度；另一方面，花园内的植物同样会调节湿度，假山、瀑布、水池也可缓解室内空气的干燥，与空气加湿系统共同营造一个更加舒适的热景观空间。

无论在冬季还是在夏季，除了减少了能耗外，被动蓄存的冷热源可以在不同季节营造出不同于外界的温度场，创造更丰富的热体验区域，可提供更多的热愉悦与恢复机会。

相较于传统人工热环境，温室花园是更加舒适、适合人体热感知的热景观公共空间，还能成为严寒地区整个居
树荫交替热聚集性
低速气流水体调湿夜间蓄冷
日间蓄热
夏季
冬季
图3 温室花园（图片来源：泛泰设计）图
4　冬夏季节温室花园的热景观营造（图片来源：作者自绘）
（a）温室花园内部游走步道实景照片
（b）冬季在温室花园拍婚纱照的新人
空中平台前景与避难所
机动性和寻路
空中廊道
住区理想的社交空间，就如同欧美的壁炉、我国东北地区的火炕一样，推动整个居住区凝聚力的提升。

4.4严寒地区温室花园的亲生物价值
严寒地区的冬季室外活动受到众多影响，相较于其他热工设计分区，冬季户外的亲生物要素也相对较少，结合表2分析可得出：严寒地区冬季最为匮乏的是“直接自然”部分的自然要素。

间接自然、空间场所体验部分更多与建筑本身相关，受寒地气候影响较小。

引入温室花园功能，能极大地弥补由于寒地气候所导致的冬季“直接自然”要素的匮乏。

本项目的温室花园，设计了大量的直接自然元素，包括大面积的绿化、自然光、流动的通风气流循环系统、瀑布水景、热带生态景观花园等要素（见图5）。

此外，在“间接自然”方面，本项目利用了部分的自然材料，将空中连廊的结构柱设计为树干形态；在空间体验要素方面，温室花园中设计了空中廊道与平台，并通过材质的区分让人一眼便可辨别自身方位，分别对应了亲生物空间性质中的“前景与避难所”“机动性和寻路”等性质，提升了空间整体的亲生物性，更有利于缓解人的压力，促进感知力回复（见图6）。

5结语
如今，越来越多的人生活在城市环境中，居住区是我国当今城市中重要的组织规划模式，居民的身心健康需要得到进一步的重视。

从热景观的角度来看，温室花园
有利于为居民营造一个舒适理想的热景观交往空间，增强居民冬季出行意愿，提升社区的凝聚力；从亲生物设计的角度来看，温室花园是一个有效的设计手段，能够对严寒地区冬季公共空间的亲生物要素缺陷进行弥补，提升空间的整体品质。

总体来说，温室花园对于缓解严寒地区气候导致的居民区公共活动一系列问题具有巨大的潜力，能够很好地契合健康建筑的发展目标，符合时代发展的要求，是在进行居住区规划设计时值得考虑的设计手段。

参考文献
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光植物
空气天气
水
景观生态系统
玻璃幕墙景观花园低速气流透明天顶瀑布水池热带生态
（a）间接自然
自然材料
仿生学
石材铺地结构仿树
（b）自然空间体验
图5　温室花园中的直接自然要素（图片来源：作者自绘）
图6　温室花园中的间接自然及空间体验要素（图片来源：作者自绘）。