面向健康促進(jìn)的醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計研究

張姍姍，姜霖（通訊作者）/ZHANG Shanshan, JIANG Lin (Corresponding Author)

1 引言

高速發(fā)展的人工環(huán)境所造成的一系列負(fù)面影響，迫使人們開始重新審視人與自然之間的關(guān)系。從建筑學(xué)視角看，修復(fù)人與自然的關(guān)系可分為兩個層次：第一，最大限度消減建筑設(shè)計、建造、使用和維護(hù)過程中對自然環(huán)境的干擾與消耗；第二，在設(shè)計中充分建立人與自然的連接，發(fā)揮自然對人的積極作用。親生物設(shè)計（biophilic design）即屬于后者范疇之內(nèi)[1]。自然的健康促進(jìn)作用在國際學(xué)術(shù)界已成共識[2]。醫(yī)院作為幫助人類恢復(fù)健康的核心場所，也開始著力于借助自然的力量塑造有利健康的空間環(huán)境，但設(shè)計過程中仍存在以下兩點(diǎn)問題：

第一，自然要素引用的局限性?，F(xiàn)有研究與實(shí)踐中普遍關(guān)注并運(yùn)用的自然要素多為自然界中客觀存在的真實(shí)自然物或者自然類似物，低估甚至忽略了自然空間感覺所能發(fā)揮的健康效益[3]。第二，設(shè)計策略方法的正確性、認(rèn)同性與有效性亟待提升。正確性方面，雖然動植物、水體、光線等自然要素在其他建筑類型中被頻繁選用。但在醫(yī)院中未經(jīng)計劃的引入真實(shí)自然物，可能會增加醫(yī)院內(nèi)感染的風(fēng)險；此外，由于患者的衰弱狀態(tài)及不良藥物反應(yīng)，強(qiáng)烈的光線、刺激性氣味以及自然要素引起的微氣候變化極有可能引發(fā)眩暈、嘔吐、過敏等癥狀，甚至導(dǎo)致病情惡化[4]。認(rèn)同性方面，絕大多數(shù)人本就對醫(yī)院存在天然的排斥，當(dāng)自然要素讓人感到陌生，或因過度處理而嚴(yán)重失真時，人體將更難建立對自然要素的認(rèn)同與應(yīng)答。有效性方面，存在孤立呆板的將個別自然要素引入醫(yī)院空間環(huán)境中，而要素對人吸引力不足的現(xiàn)象。上述情況發(fā)生時，自然要素將不能對人進(jìn)行持續(xù)反復(fù)的刺激，自然對人的健康促進(jìn)作用就會被中斷、削弱甚至消失[5]。

親生物設(shè)計理論從生物學(xué)角度闡釋了自然、空間環(huán)境與人類健康三者之間的關(guān)系，可以為醫(yī)院空間環(huán)境中自然要素的甄選與設(shè)計應(yīng)用提供基礎(chǔ)論據(jù)與方向?qū)б?。因此，進(jìn)行醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計研究對提升人員健康狀態(tài)具有積極意義。

2 親生物設(shè)計理論溯源

2.1 親生物性與親生物設(shè)計

親生物性（biophlia）這一概念由美國科學(xué)院院士、哈佛大學(xué)生物學(xué)家愛德華·威爾遜（Edward Wilson）在其1984年出版的著作《Biophlia》中首次提出?！癰iophlia”一詞中“bio”意為“生命”,“philia”代表“熱愛”。親生物性是人的本能，指人與生俱來即熱愛生命和有生命力的自然系統(tǒng)?；赝祟愡M(jìn)化歷史，人類日常生活一直與自然環(huán)境休戚相關(guān)。親近對自己生存、繁衍與繁榮有利的自然要素已成為人根植于基因當(dāng)中的天性，即親生物性[6]。

親生物設(shè)計以人的親生物天性為依據(jù)，是能促進(jìn)人類健康、提升認(rèn)知與工作效能、增強(qiáng)人和環(huán)境之間交流及歸屬感的空間環(huán)境設(shè)計哲學(xué)。親生物設(shè)計并非單純的將任意自然要素移植到空間環(huán)境當(dāng)中，而是在對自然要素內(nèi)涵進(jìn)行拓展的基礎(chǔ)上，選擇性地將對人類有積極作用的自然要素轉(zhuǎn)譯成具體或抽象的設(shè)計語言，相互整合后以有效的方法應(yīng)用于空間環(huán)境當(dāng)中，其目標(biāo)旨在塑造能激發(fā)并滿足人親生物性的人工環(huán)境，使人身處于人工環(huán)境中也能長久而持續(xù)地汲取自然產(chǎn)生的積極效應(yīng)。醫(yī)療、居住、教育、辦公、景觀以及城市規(guī)劃等人工環(huán)境設(shè)計研究領(lǐng)域均已開始聚焦親生物設(shè)計理論的研究、發(fā)展與應(yīng)用[1,5]。

1 初步概括的親生物設(shè)計屬性（繪制：姜霖，改繪自參考文獻(xiàn)[1]）

2.2 親生物設(shè)計模式劃分

親生物設(shè)計研究專家斯蒂芬·凱勒特（Stephen R. Kellert）最初概括了6類70項(xiàng)親生物設(shè)計屬性（圖1），這些設(shè)計屬性實(shí)質(zhì)上是對具有積極效益的自然要素和使用這些要素建議的概括[1]。以此為基礎(chǔ)，凱勒特與其他健康環(huán)境設(shè)計學(xué)者基于對大量實(shí)證研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，按照人對自然的體驗(yàn)層次，進(jìn)一步凝練劃分了3類親生物設(shè)計模式，并針對各類模式重新歸納了相應(yīng)的自然要素：

（1）直接自然體驗(yàn)?zāi)Ｊ健＜丛诳臻g環(huán)境中建構(gòu)人與真實(shí)自然物的實(shí)際接觸，該模式的優(yōu)勢在于人不需要消耗過多的腦力就能感知自然要素的存在。相關(guān)自然要素既包括動植物、水體、陽光、空氣等單項(xiàng)要素，也包括景觀與天氣等系統(tǒng)要素[3]。

（2）間接自然體驗(yàn)?zāi)Ｊ?。該模式包?方面具體內(nèi)容：其一，以具備真實(shí)自然物特質(zhì)的類似物作為自然的表征應(yīng)用于空間環(huán)境當(dāng)中來喚起人對自然的聯(lián)想。相關(guān)自然要素包括自然圖像、影音以及人工控制的光線、氣流與溫度等。其二，將相對抽象的自然產(chǎn)物經(jīng)過適當(dāng)?shù)娜斯ぬ幚響?yīng)用于空間環(huán)境中。相關(guān)的自然要素包括天然的色彩、材料、形狀與形式等。其三，在空間環(huán)境中表現(xiàn)更微妙的自然變化過程以及生物的行為活動，具體的表現(xiàn)過程往往需要以其他本身即具有動態(tài)變化特質(zhì)的真實(shí)自然物及類似物為載體，或進(jìn)行仿生設(shè)計。間接自然體驗(yàn)?zāi)Ｊ降膬?yōu)勢在于能夠鍛煉人的抽象思維能力與創(chuàng)造力[5]。

（3）自然空間感體驗(yàn)?zāi)Ｊ?。即通過在人工環(huán)境中塑造類似自然界中存在的空間組織形式來營造人生而向往的自然空間感覺，該模式的優(yōu)勢在于更易帶給人沉浸式的自然體驗(yàn)。相關(guān)的自然要素包括庇護(hù)與瞭望感、秩序與復(fù)雜感、神秘感、對比反差感等。實(shí)際設(shè)計過程中，常用真實(shí)自然物、自然類似物及產(chǎn)物輔助營造自然空間感覺[5,7]。

3 醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計的健康效益

醫(yī)院本身肩負(fù)著幫助人類恢復(fù)健康的職能，醫(yī)護(hù)和患者等醫(yī)療活動主要參與者普遍處于精神高度集中，身心相對脆弱敏感的特殊狀態(tài)。醫(yī)院空間環(huán)境品質(zhì)與醫(yī)療效果直接相關(guān)[2]，親生物設(shè)計所能賦予醫(yī)院空間環(huán)境的自然屬性及其所能創(chuàng)造的健康效益，與醫(yī)院職能及使用者訴求高度契合。

3.1 醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計的健康促進(jìn)機(jī)制

3.1.1 健康促進(jìn)的過程

面向健康促進(jìn)的醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計，應(yīng)以現(xiàn)有的相對普適于各類人工環(huán)境的親生物設(shè)計模式框架與自然要素為基礎(chǔ)，在不干擾醫(yī)療活動并且充分考慮患者特殊健康狀態(tài)的前提下，首先甄選出適用于醫(yī)院空間環(huán)境的自然要素，然后通過審慎而有效的設(shè)計方法將自然要素滲透性地應(yīng)用于空間環(huán)境中，力求在醫(yī)院空間環(huán)境中帶給人們沉浸式的自然體驗(yàn)，使自然要素能夠從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多感官角度對人體進(jìn)行長時間、持續(xù)、重復(fù)性的復(fù)合刺激，引導(dǎo)人體建立對自然要素的應(yīng)答與同化，從而激發(fā)人的親生物性，最終從精神認(rèn)知、心理情緒、生理機(jī)能3個方向提升人員的健康狀態(tài)[5]。

3.1.2 健康促進(jìn)的對象、方向與生物學(xué)效應(yīng)

在醫(yī)院的特定情境下，親生物設(shè)計的主要作用對象為患者與醫(yī)護(hù)工作人員?，F(xiàn)結(jié)合作用對象，對親生物設(shè)計在3個健康效益促進(jìn)方向，及其分別能引起的生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行解讀：

（1）精神認(rèn)知方向。對于患者而言，親生物設(shè)計的健康效益主要體現(xiàn)在對精神分裂、自閉癥及阿茲海默癥等精神行為障礙疾病患者的輔助療愈作用[8]。對于醫(yī)護(hù)人員而言，親生物設(shè)計不僅有助于緩解醫(yī)護(hù)自身由于連續(xù)高強(qiáng)度工作造成的的精神疲勞，促進(jìn)工作注意力的重新集中與智能恢復(fù)；還利于提升醫(yī)護(hù)人員積極性、醫(yī)患交流意愿與總體工作效能，進(jìn)而積極影響患者的康復(fù)進(jìn)程[5]。

（2）心理情緒方向。親生物設(shè)計能緩解壓力、抑郁與焦躁，并激發(fā)積極情緒。這些心理層面的生物學(xué)效應(yīng)是通過在精神層面將患者和醫(yī)護(hù)人員的注意力從疾病和繁重工作等消極事物上轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的。親生物設(shè)計在心理情緒方向發(fā)揮的正向作用有助于綜合提升患者的就醫(yī)體驗(yàn)與醫(yī)護(hù)人員工作滿意度[9]。

（3）生理機(jī)能方向。首先，人體可利用親生物設(shè)計在心理層面產(chǎn)生的積極情緒來切斷神經(jīng)中疼痛信號的傳輸，同時刺激大腦分泌具有強(qiáng)力鎮(zhèn)痛效果的內(nèi)啡肽，從而緩解生理上的疼痛；第二，同樣利用積極的情緒變化，可以快速鎮(zhèn)定興奮的內(nèi)分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)，從而平復(fù)血壓、心率脈搏、皮電反應(yīng)和肌肉張力等生理指標(biāo)，并提升免疫力[9]；第三，可通過干預(yù)微生物繁殖，削弱人員在醫(yī)院內(nèi)發(fā)生感染的風(fēng)險[10]；第四，能通過微氣候調(diào)節(jié)，直接影響人體的生理舒適度[11-12]；第五，可通過調(diào)控生理節(jié)律，輔助調(diào)整夜班醫(yī)護(hù)人員睡眠計劃，提升患者睡眠質(zhì)量[2]；第六，可促進(jìn)患者與自然的積極行為互動，從而提升肢體活動能力[8]。

對醫(yī)院空間環(huán)境進(jìn)行親生物設(shè)計，不能以完全割裂的視角看待自然要素所能發(fā)揮的健康效益。因?yàn)樽匀辉谏?心理-精神方向之間的健康效益存在因果關(guān)系與相互促進(jìn)作用。此外，親生物設(shè)計對醫(yī)患的健康促進(jìn)效益，最終均共同指向醫(yī)院存在的核心價值——提升患者的康復(fù)速度與效果。

3.2 醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計健康效益尋證

親生物設(shè)計雖然是一個相對新的概念，但是現(xiàn)有的大量運(yùn)用自然要素進(jìn)行健康環(huán)境設(shè)計的研究成果可為醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計提供證據(jù)支持。表1基于對相關(guān)代表性文獻(xiàn)的回顧，列舉了醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計的模式劃分、關(guān)聯(lián)的自然要素、自然要素應(yīng)用方法以及具體的健康促進(jìn)機(jī)制。并且，自然在其他人工環(huán)境中發(fā)揮健康效益的研究結(jié)論對醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計也具有一定的啟發(fā)參考價值。

4 醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計要點(diǎn)

4.1 立足安全，謹(jǐn)慎可控

為確保醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計的正確性，保證患者的生命安全，避免在診療過程中對患者造成額外的身心傷害，親生物設(shè)計過程中必須謹(jǐn)慎選用自然要素，并以高度可控的設(shè)計方法，避免自然要素可能增加的感染風(fēng)險及生理負(fù)擔(dān)。

首先，可通過對敏感空間環(huán)境進(jìn)行透明化分隔設(shè)計，促進(jìn)人員與自然要素的視聽交互，盡量隔絕人體與易引發(fā)感染自然物之間的接觸。如可將手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等空間的外墻界面進(jìn)行透明化處理 （圖2、3）。面向中心庭院設(shè)置的玻璃外墻塑造了開敞的瞭望感，庭院中層次色彩錯落的自然景致向室內(nèi)延伸，透射的陽光點(diǎn)亮了環(huán)境，有助于緩解患者術(shù)前和康復(fù)過程中的緊張、焦慮與疼痛，并減少住院時間[19,23]。再如芝加哥兒童醫(yī)院（Ann &Robert H. Lurie Children's Hospital of Chicago）為滿足免疫缺陷兒童親近自然的需求，在室內(nèi)療愈花園竹林中使用抗菌材料建造了蜿蜒的光墻，彩色透明墻體內(nèi)水波和緩，氣泡升騰；竹林石縫間流淌出鳥鳴泉音 （圖4）[24]。

其次，可通過對自然要素的精準(zhǔn)調(diào)控，來適應(yīng)患者的特殊感官需求。例如麥克米倫癌癥中心（Sir Robert Ogden Macmillan Cancer Centre）為應(yīng)對患者光敏和嗅敏的藥物反應(yīng)，化療空間向園而生，呈長鵝卵石形態(tài)，為患者提供舒緩眩暈的舒長視野（圖5）。同時，為避免患者在欣賞園景時遭受陽光的過度刺激，該中心還綜合使用藍(lán)綠色玻璃和可調(diào)暗的燈光，輔助營造相對柔和靜謐的光環(huán)境。此外，室內(nèi)的氣味中和器與自然氣味發(fā)射器有助于減輕患者的嗅覺不適（圖6）[4]。

2 勃蘭登堡市政醫(yī)院手術(shù)室（圖片來源：參考文獻(xiàn)[23]53）

3 馬薩諸塞州綜合醫(yī)院ICU病房（圖片來源：http://www.nbbj.com/practices/healthcare/）

4 芝加哥兒童醫(yī)院療愈花園親生物設(shè)計（繪制：姜霖，改繪自https://www.zgf.com/project/lurie-childrens/，參考文獻(xiàn)[24]）

5 麥克米倫癌癥中心（圖片來源：https://www.ibigroup.com/ibi-projects/sir-robert-ogden-macmillan-cancer-centre/）

4.2 因地制宜，協(xié)調(diào)統(tǒng)一

對于醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計認(rèn)同性的思考，首先可從人們對醫(yī)院空間環(huán)境認(rèn)同感的反思開始。人們排斥醫(yī)院的重要原因之一是缺少家的感覺。依據(jù)人的親生物天性，人類對自己賴以生存的家園有先天的好感[6]。因此，建構(gòu)醫(yī)院空間環(huán)境與所處地域在生態(tài)地理、歷史文化和生活方式等方面的關(guān)聯(lián)，是提升認(rèn)同性的途徑之一。其次，在醫(yī)院單元重復(fù)式的空間環(huán)境中協(xié)調(diào)統(tǒng)一的使用系列化自然要素，能夠帶給使用者連續(xù)相似的刺激，從而提升人對同一類自然要素的熟悉感。因此，主題化的自然要素詮釋是提升認(rèn)同性的途徑之二。最后，針對特定醫(yī)院空間環(huán)境指定服務(wù)對象的偏好進(jìn)行專門化設(shè)計，是提升認(rèn)同性的途徑之三[5]。

表1 醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計健康效益矩陣

以美國圣迭戈雷迪兒童醫(yī)院（Rady Children's Hospital-San Diego）空間環(huán)境設(shè)計為例，該院不僅使用了陽光和室外景觀滲透、木色桌椅、自然配色沙發(fā)裝飾波紋圖案、流線型長椅和內(nèi)嵌式洞穴形態(tài)墻面等常見親生物設(shè)計手法，還在整個醫(yī)院空間環(huán)境設(shè)計中呼應(yīng)其所處太平洋西岸的地域特征進(jìn)行了海洋主題的設(shè)計。所使用的椰林、海灘、動物、船舶和港口等地域性裝飾符號均取材于當(dāng)?shù)氐闹纳鷳B(tài)要素、航海文明以及印第安傳統(tǒng)漁獵生活方式，并針對其專門收治對象——兒童的審美偏好對自然場景進(jìn)行了卡通化的藝術(shù)創(chuàng)作（圖7）。

4.3 真實(shí)多元，系統(tǒng)復(fù)合

對于醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計有效性的實(shí)現(xiàn)，研究表明，真實(shí)自然物比模擬的自然類似物所能發(fā)揮的積極作用更明顯，過分失真的自然類似物會引起人的厭倦與抵觸情緒；與單項(xiàng)自然要素疊加效益相比，系統(tǒng)化的應(yīng)用多種自然要素所能產(chǎn)生的綜合健康效益更顯著，更利于自然空間感覺與氛圍的營造；自然要素對人體多感官的復(fù)合刺激比對單一感官的刺激更具吸引力；能吸引人主動參與并進(jìn)行身體活動的自然要素比僅能使人靜態(tài)欣賞或駐留的自然要素更具影響力[5,7]。

綜合考慮醫(yī)院空間環(huán)境本體的復(fù)雜性與人員狀態(tài)的特殊性，為提升設(shè)計有效性：第一，應(yīng)盡量以更易理解的方式客觀真實(shí)地展示多元化的自然要素，適度突出自然要素的動態(tài)變化與趣味性，以增加自然要素的吸引力，從而提升人員的參與度；第二，對各個空間界面進(jìn)行復(fù)合化親生物設(shè)計，患者接受治療與休息時多處于仰臥狀態(tài)，因此設(shè)計中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)常被忽視但患者視線匯聚頻率較高的頂棚界面；第三，兼顧醫(yī)療功能要求對空間環(huán)境的約束，當(dāng)影像中心等科室不易建構(gòu)與外部真實(shí)自然環(huán)境的直接聯(lián)系時，可參考間接自然體驗(yàn)?zāi)Ｊ剑到y(tǒng)化地運(yùn)用原木等天然材質(zhì)喚醒觸覺感知，以電子媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重塑視聽體驗(yàn)，以自然氣息激活嗅覺記憶，綜合創(chuàng)造“以假亂真”的自然體驗(yàn)（圖8）。芝加哥兒童醫(yī)院在親生物設(shè)計循證研究的基礎(chǔ)上對其室內(nèi)療愈花園進(jìn)行了多元要素復(fù)合的系統(tǒng)設(shè)計（圖4），用后實(shí)證研究表明在進(jìn)入該花園體驗(yàn)5分鐘后，壓力相關(guān)的生理指標(biāo)顯著平復(fù)[24]。

6 麥克米倫癌癥中心化療空間（圖片來源：參考文獻(xiàn)[4]）

7 圣迭哥雷迪兒童醫(yī)院護(hù)理單元活動區(qū)（攝影：姜霖）

8 影像診斷中心親生物設(shè)計（圖片來源：https://protrade-i.com/sky-factory/）

5 結(jié)論與展望

親生物設(shè)計以真切的生命本能與生存規(guī)律為基礎(chǔ)，符合人類進(jìn)化發(fā)展的總體趨勢。親生物設(shè)計能夠賦予醫(yī)院空間環(huán)境有意義的自然屬性并發(fā)揮健康促進(jìn)作用。隨著人類對人與自然關(guān)系認(rèn)識的發(fā)展，未來可通過更廣泛而科學(xué)的實(shí)證研究，進(jìn)一步擴(kuò)充具有健康促進(jìn)潛能的自然要素，并針對性探究其在特定醫(yī)院空間環(huán)境中對特定人員的健康促進(jìn)作用，為未來醫(yī)院空間環(huán)境親生物設(shè)計提供更充分的理論依據(jù)與經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。