张利：城市人因，让技术更好地服务于人文 | 空间认知回顾VOL.2

VOL. 02

在这个一切都变得越来越虚拟的时代，人与城市之间真实的交互显得尤其珍贵。我们真诚地希望能够通过设计重新连接我们的身体和城市环境。

—— 张 利

深圳大学粤港澳大湾区创新设计实验室发起的“再南方”系列跨学科国际研讨会，2021秋季学期创新短课主题为空间认知 Perception of Space，基于“不确定性”和“改变”，围绕五个主题：“人·尺度” “家·日常” “设计（不）创新” “气候变化”和“新新空间”，从研究和实践两个维度展开。

研讨会由深圳大学特聘教授、大湾区实验室主任刘珩策划并主持，邀请国际国内的建筑师和学者，与艺术家、社会学家、人类学家和地理学家展开跨学科对话，探讨建筑学未来面临的问题。

本文整理自「空间认识」创新短课第一讲“人·尺度”中张利的发言及其相关论文，图片来自讲者分享的视频及其相关论文，发布前经过讲者审阅。

学术主持：刘 珩

深圳大学特聘教授、GBA Lab主任

南沙原创建筑设计工作室创建人、主持建筑师

张利是清华大学建筑学院院长、教授，清华大学建筑设计研究院副总建筑师及简盟工作室的主持建筑师；他也是《世界建筑》主编，中国建筑学会常务理事、国际建协副理事，以及中国城市科学研究会总师专业委员会副主任委员。他提出的“城市人因工程学”，是一种以人为中心、以高品质空间为导向的设计干预新路径，能够有效提升人民城市生活的美感度、舒适度和幸福感。欢迎张利！

主讲人：张利

全国工程勘察设计大师

清华大学建筑学院院长、长聘教授

清华大学建筑设计研究院副总建筑师

谢谢刘珩教授的邀请。今天和大家聊一聊“城市人因工程学”，基于此理念分享「国家跳台滑雪中心」与「首钢滑雪大跳台」两个项目，以及设计过程中在不同尺度层面的思考。

当前，中国建筑的重点关注从“物”转向“人”，追求以人为核心的空间质量。人们不再把建筑作为简单的物质形态去崇拜，而是将其看作连接人和人、人和自然之间的桥梁。人与城市空间的互动，或者说人对空间的体验与空间对人的关怀，已成为当代世界城市间竞争的主要阵地之一。21 世纪初，建筑设计正从追求形式转向服务于人们的生活，建筑师在创新与创造的同时，更肩负改善人们生活质量的责任。传统意义上的建筑设计不断向外扩展交叉，新兴设计科学不断涌现，城市人因工程学便是其中一个典型的例子。

#   城市人因工程学

URBAN ERGONOMICS

城市人因工程学是一种以当代人因技术为基础的新的设计科学，其科学性在于通过建立描述性模型衔接城市空间体验的量化和设计空间干预，使实证性的人的动态测量数据能够精准支持城市-建筑空间的设计过程。

它从城市—建筑空间系统的消费主体端，即人的一端——而不是建成空间的客体端，即物的一端——来采集空间体验的动态精确描述，量化城市空间体验问题背后的客观规律性部分，基于这种量化形成描述性模型，驱动更优的设计解决方案的形成。

#  五个尺度5 SCALES

城市人因工程学运用客观人因量度技术手段，分析空间对人在生存、效率、体验等方面的生活需求的满足程度，对设计方案进行评估和优化，形成高质量的城市空间设计干预。这些空间设计的尺度可以分为宏、远、中、近和微五个层面。

 01. 宏尺度 

○ 首先是宏（Macro）尺度，指城市居民所处的城市生活圈，其所涉及的范围大约在2.5km 以上，其设计干预经常以 1 ∶ 2000 及以上的图纸表达。人的基本信息模型是点，人的位置、人群密度分布、在可视范围内的城市重要景物、城市道路网络的拓扑关系是该尺度下的主要实证数据。在宏尺度下，研究主要关注的设计问题是城市不同地点之间的联系、城市局域空间网络的认知以及产生的城市活力与潜质。

 02. 远尺度 

○ 第二是远（Far）尺度，城市居民15分钟的骑行生活圈，其所涉及的范围在1~2.5km，其设计干预经常以 1:1000 以上的图纸表达。这时，人的基本信息模型是线性矢量，包含了个人的运动速率、加速度、移动轨迹等主要实证数据。在该尺度下，主要关注的设计问题是城市空间对人的各种运动状态的激发。

 03. 中尺度 

○ 第三是中（Medium）尺度，与 15 分钟步行生活圈的尺度相对应，其所涉及的范围大约在 1km 以内，其设计干预经常以1:100 ～ 1:1000 的图纸表达，其中最常用的是1:200、1:300、1:500。在这一尺度中，人的动作得以被识别，人体的基本信息模型呈现为类似运动生理学中的“棍状模型”，即由关节和肢体组成的框架模型，包含了肢体的相对角度、躯干的位置朝向、动作的频率与模式等主要实证数据。对社区中人的活动的支持刺激以及对团簇式行为的促进，成为该尺度下设计的出发点。

 04. 近尺度 

○ 第四是近（Near）尺度，是指大约1分钟的步行距离范围，约为 50m，其衡量标准是人眼能够清晰识别他人面部的距离，其设计干预经常以 1:50~1:100 的图纸表达。在该尺度下，人体的基本信息模型为具备完整人体信息的个体模型，除了肢体动作以外，面部表情、手势、 语言信息、眼动信息等内容也是主要实证数据。主要关注的设计问题是人与人以及人与物的交互性，对社交的激发、对人与限定性物质界面的交互体验改善，都是该尺度下设计的切入点。

 05. 微尺度 

○ 最后是微（Micro）尺度，指在无移动时间或移动距离的情况下肢体所能触及的范围，其设计干预经常以 1:20 及以下的图纸表达。人体在此种活动状态下的基本信息模型为体表感官系统的复合网络。此时人体模型不再是简单的外部形态，而涉及人体内部生理特征的变化，如心率、激素变化、生物电信号等都是主要的实证数据。在该尺度下，主要关注的设计问题是人对周边环境的感官认知，包括触感、嗅感、平衡感等，设计可以通过对感官的刺激引导人对空间产生更多的感知，从而挖掘接近空间诗学的现象学的巨大潜力。

城市人因工程学重点关注的学术领域是针对生存、效率、体验在五个尺度下——特别是远、中、近三个尺度——的需求。

#  国家跳台滑雪中心

NATIONAL SKI JUMPING CENTRE

被称为“雪如意”的国家跳台滑雪中心位于河北省张家口市崇礼区古杨树，是2022年北京冬奥会跳台滑雪项目竞赛场馆。国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，也是张家口主办区工程量最大、技术难度最高的竞赛场馆；由顶峰俱乐部、出发区、滑道区、看台区组成，滑道分为HS106标准跳台和HS140大跳台，符合国际雪联建造标准。主体建筑设计灵感来自中国传统饰物“如意”，既体现了体育建筑的动感，又凸显了中国文化元素。

从全尺度空间干预的角度来看，作为竞赛场馆，国家跳台滑雪中心的设计策略在远尺度、中尺度、近尺度 、微尺度 4个维度上对可持续目标作出回应。

在远尺度上，国家跳台滑雪中心通过提供与长城遗址视觉连接的跳台朝向等策略，以期帮助文化传播。

○ 国家跳台滑雪中心在设计过程中进行了逆时针旋转20°的朝向调整。一方面，调整过后的跳台与长城遗址形成视觉连接，运动员在跳台出发区远望可看到长城遗址，通过这一代表性中国符号帮助提升运动员对北京冬奥会中国特色的认同感。另一方面，与原朝向相比，调整后的朝向受山区风力影响较小，能有效减少防风建设投入，贡献于山区生态及经济的可持续发展。

在中尺度上，主要关注高识别度的中国文化元素形态、多功能事件场所定位、控制生态负面影响的山地工程等，注重文化可持续、经济可持续与生态可持续。

○ 国家跳台滑雪中心主体由山上顶峰俱乐部、山下体育场看台区与两条跳台赛道组成，设计充分利用跳台自身赛道剖面S型曲线，与另两部分结合，自然形成如意形象。

在近尺度上，国家跳台滑雪中心通过装配式建造方案应对山地复杂地形与严寒气候带来的施工难题。

○ 跳台主体、顶峰俱乐部顶部悬挑及桁架采用钢结构，与混凝土结构相比从源头减少碳消耗。

在微尺度上，聚焦个人感受，通过可进行准确精度控制的赛道剖面、助滑道的新表面材料、集成运动员起跳行为捕捉及飞行轨迹分析技术的起跳区等设计帮助运动员提升成绩，通过提升观赛区域局部空间热舒适性提升观众观赛环境品质，从而贡献于冰雪运动及奥林匹克运动的可持续发展。

○ 跳台赛道的剖面精度控制主要依靠数字点云测绘和剖面混凝土配合滑道模块调整。根据赛道与运动员的贴合关系，对助滑道和着陆坡采用不同的精度控制手段。

#  首钢滑雪大跳台

BIG AIR SHOUGANG

首钢滑雪大跳台别名“雪飞天”，位于北京市石景山区首钢老工业园区北区，是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛的场地；由赛道、裁判塔和看台区域三部分组成，共设置坐席6700个。首钢滑雪大跳台是全球第一个坐落在工业遗址内的冬奥会场馆，将奥林匹克盛会的魅力、年轻体育运动的独特性、年轻地区的人口结构和城市复兴的机会结合起来，充分展现了将奥运理念融入城市转型浪潮和生活方式转变中的潜力。

从全尺度空间干预的视角分析，首钢滑雪大跳台及群明湖周边规划设计大致可涵盖宏尺度、远尺度、中尺度和近尺度 4 个尺度层级范围。

在宏尺度上，以重构北京西部天际线、延续首钢工业记忆为目标。

○ 首钢滑雪大跳台的设计，通过对选点、方位等多方案比较分析，选择出跳台本体与 4 座高达 70m 的冷却塔的最佳组合，使其共同构成北京西侧新的天际线。

在远尺度上，注意奥林匹克运动结合北京西部的经济发展以及工业园区的产业转型升级需求，以景观营造、水体养护、慢行系统构建等为核心，实现工业区域的生态恢复。

○ 结合对工业晾水池的水域生态改善，设计将原先规整方正的水岸线进行拓展变化，经过精确计算将水体面积适当缩小，增加 5hm2 的绿地空间，形成丰富多变的群明湖景观节点序列，为城市居民提供多种形式的亲水空间。

在中尺度上，一方面，跳台本体的中国文化元素表达有助于增强城市居民的文化认同感与自信心；另一方面，对工业厂房的改扩建则体现了对工业遗产保护和利用问题的回应，以全季利用为运营理念，平衡奥运场馆设施建设的赛时与赛后可持续，并开放园区，以文化活动服务城市与社区居民日常生活。

○ 滑雪大跳台起跳点和落地区的两段弧线，形成了一条具有丰富变化的曲线，该曲线形式赋予大跳台表达中国元素“敦煌飞天”的契机。

在近尺度上，对赛道剖面的可变性保留、裁判塔空间的安全性与舒适性、部分可拆除看台、装配式建造方案的考虑，旨在最大程度地激发运动员的竞技水平，同时满足裁判员的安全性和舒适性需求。

○ 设计采用新型空间四面体模块组装，通过横向转换构件与原主体结构上预留的固雪网节点连接。

#  人与技术共生

COEXISTENCE OF

TECHNICS AND HUMAN

传统设计应用以定性到定性的解决方案，城市人因工程学将提供一条从定性到定量到定量再到定性的解决路径，为设计提供一种结合量化数据的方法。

不可否认，城市人因工程学是一个新兴的领域，也是一个充满挑战的领域，而对类似于校前空间安全、地下空间寻路、基础商业设施的空间体验等问题，城市人因工程学能够提供实现更客观、精准的设计干预工具，它实际的应用效果还有待大量实践予以验证。

正如刘易斯·芒福德（Lewis Mumford）在《技术与文明》中所推崇的“人与技术共生”的有机、生态与平衡，城市人因工程学期待将第一代后工业城市设计对英雄情怀和壮丽场景的崇拜以及技术至上主义的风潮，转向对使用者幸福感的关注，让技术更好地服务于人文主义，为美好生活的实现创造更多可能性。

参考文献

[1]窦光璐,白雪,庞凌波,张利.首钢滑雪大跳台：结合工业遗产适应性再利用的冬奥场馆设计[J].建筑学报,2021(Z1):42-47.DOI:10.19819/j.cnki.ISSN0529-1399.202107007.

[2]邓慧姝,张利.国家跳台滑雪中心“雪如意”顶峰俱乐部的人因理念与设计策略[J].城市建筑空间,2022,29(02):59-61.

[3]张利,孙福广.关于城市人因工程学[J].城市环境设计,2021(03):10-15.

[4]张利,邓慧姝,梅笑寒,庞凌波,谢祺旭,叶扬.城市人因工程学:一种关于人的空间体验质量的设计科学[J].科学通报,2022,67(16):1744-1756.

深圳大学粤港澳大湾区创新设计实验室

「空间认知」创新短课第一讲

人·尺度

时间：2021年9月30日

学术主持：刘珩

主讲人：Margaret Crawford、张利、林一林

点击海报了解「空间认知」创新短课

「空间认知」创新短课深度回顾正在于大湾区实验室公众号陆续推出，敬请关注。

 

本期值班编辑：李森

深圳大学粤港澳大湾区创新设计实验室

近期动态 | LATEST NEWS

● 空间认知

●  GBA Lab Reading Club

●  GBA Lab Events

●  媒体视角

城市智库｜设计孵化｜学术网络

Urban Brain Trust 

Design Incubator

Academic Network