自然同行、人文相伴與數(shù)字賦能：《城市設(shè)計（第4 版）》的新時代城市設(shè)計范型整合

汪芳

一、引言

城市設(shè)計伴隨著城市的起源與發(fā)展。如何通過城市設(shè)計塑造高品質(zhì)的人居環(huán)境，對這一問題的探索隨著時代發(fā)展而不斷深入。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，城市設(shè)計主要是對城市“美”的塑造，與物質(zhì)空間的視覺美學(xué)和形式創(chuàng)造相關(guān)。隨著霍華德的田園城市、賴特的廣畝城市、沙里寧的有機(jī)疏散、雅各布斯的城市活力等理念的推陳出新，現(xiàn)代城市設(shè)計的內(nèi)涵不斷得到擴(kuò)展，關(guān)注空間形態(tài)整體秩序建構(gòu)的同時，強(qiáng)調(diào)城市與自然之間的有機(jī)契合，追求具有社會文化意義的空間環(huán)境設(shè)計，旨在提升生存空間的環(huán)境質(zhì)量和城市居民的生活質(zhì)量[1]。21 世紀(jì)以來，信息技術(shù)和人工智能為城市設(shè)計的發(fā)展帶來新的機(jī)遇，推動傳統(tǒng)城市設(shè)計向全生命周期的人機(jī)交互數(shù)字設(shè)計轉(zhuǎn)型升級[2]；在中國新型城鎮(zhèn)化背景下，城鄉(xiāng)建設(shè)也從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展。城市設(shè)計學(xué)科需要建立在發(fā)展的視角上，方能響應(yīng)、匹配不同社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展時期的主要矛盾和主要任務(wù)[3]。

在此背景下，與中國城市設(shè)計的發(fā)展相伴，《城市設(shè)計》多年來一直是國內(nèi)建筑院校的重要教學(xué)參考書，并曾作為全國一級注冊建筑師繼續(xù)教育培訓(xùn)教材使用。2021 年，作者前三版的基礎(chǔ)上出版了《城市設(shè)計（第4 版）》。該書內(nèi)容的持續(xù)更新與再版，演繹了城市設(shè)計理論與實踐相關(guān)知識體系隨時代需求變化和技術(shù)方法發(fā)展而逐漸完善的建構(gòu)過程。與上一版相比，該書在著重回溯城市設(shè)計歷史與理論的同時，增補(bǔ)了近年來空間領(lǐng)域技術(shù)與方法的進(jìn)展，拓展了城市設(shè)計領(lǐng)域的時空維度，可稱得上是新時代城市設(shè)計學(xué)科探索現(xiàn)代城市復(fù)雜性的最全面、最具參考價值的研究成果之一。

《城市設(shè)計（第4 版）》將城市空間形態(tài)的建構(gòu)機(jī)理和場所營造作為城市設(shè)計的研究對象，對包括人、自然、社會、文化、空間形態(tài)等因素在內(nèi)的城市人居環(huán)境進(jìn)行設(shè)計研究、工程實踐和實施管理[1]。該書整合了城市設(shè)計學(xué)科所經(jīng)歷的傳統(tǒng)城市設(shè)計、現(xiàn)代主義城市設(shè)計、綠色城市設(shè)計、數(shù)字化城市設(shè)計的四代范型，在同中有異的設(shè)計目標(biāo)中形成新時代的城市設(shè)計范型“合體”[4]。該書倡導(dǎo)的城市設(shè)計，不僅是營造精致、雅致、宜居、易居、樂居的城市，更是基于可持續(xù)性的城市成長和發(fā)展，面向未來留出充分的彈性空間，讓城市設(shè)計作為“時空之橋”[5]，最終達(dá)成對“多重尺度的全鏈空間體驗性把握”的愿景[1]。

二、將自然融入多尺度城市空間

在中國近40 年高速城鎮(zhèn)化發(fā)展中，城市的失序、失衡和失控表現(xiàn)愈發(fā)凸顯，建立在視覺美學(xué)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)城市設(shè)計面臨挑戰(zhàn)。過去城市設(shè)計主要關(guān)注城市物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)、廣場街道和重要建筑物，其目的是解決城市空間組織中人的動線、尺度及視覺美學(xué)感受等問題。而如今，隨著中國進(jìn)入生態(tài)文明建設(shè)的新時期，在人與環(huán)境和諧共處、生態(tài)優(yōu)先、底線思維等認(rèn)識下，以三維形體和幾何法則控制等為主要內(nèi)容的城市設(shè)計無法準(zhǔn)確把握城市的空間形態(tài)和質(zhì)量內(nèi)涵，城市設(shè)計需要對人和自然關(guān)系進(jìn)行整體性重建和系統(tǒng)性協(xié)調(diào)，促進(jìn)自然環(huán)境和人工環(huán)境的共生結(jié)合，從而提高居民生活空間的環(huán)境品質(zhì)。

城市設(shè)計，在某種程度上，可以看成是一種自然建構(gòu)之道。將對城市環(huán)境問題和生態(tài)學(xué)條件的反思和覺醒，反映到城市設(shè)計實踐中去，《城市設(shè)計（第4版）》關(guān)注城市空間乃至更大范圍的自然生態(tài)和人工系統(tǒng)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，揭示了空間形態(tài)塑造需要遵循的自然之理[1]。一個地區(qū)有著自身獨(dú)特的氣候、地形等自然生態(tài)特征，又形成了與之相關(guān)的地方文化基因。追溯古代聚落發(fā)展變遷的規(guī)律，呈現(xiàn)為具有地方性和富有鮮明視覺特征的有機(jī)秩序載體。這是一種與自然緊密結(jié)合且保持良好共生關(guān)系的城市設(shè)計方法，更是一個持續(xù)修補(bǔ)的漸進(jìn)過程。城市設(shè)計也應(yīng)講求“人工秩序”與“自然秩序”的協(xié)調(diào)共融，遵循“生態(tài)優(yōu)先”和“在地性場所”營造準(zhǔn)則[6]。從“自然中的城市”到“城市中的自然”是城市化進(jìn)程的歷史宿命；已具有一定規(guī)模的城市應(yīng)按照生態(tài)、游憩和景觀要求經(jīng)營規(guī)劃“城市中的自然”，而較小規(guī)模的城鎮(zhèn)則應(yīng)盡量考慮保護(hù)和維持“自然中的城市”的可能性[7]。

因地制宜的適應(yīng)性設(shè)計，是營造宜居城市空間的關(guān)鍵。城市設(shè)計應(yīng)該關(guān)注自然生態(tài)制約與城市建筑形式應(yīng)變的內(nèi)在機(jī)理，將自然融入多尺度城市空間。在城鎮(zhèn)、街區(qū)與社區(qū)、建筑單體等不同尺度，需要根據(jù)地方性條件的不同而設(shè)計不同的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和建筑特征[8]。城鎮(zhèn)尺度上，最大限度提取自然環(huán)境的優(yōu)勢，聚焦“自然”與“都市”的城市總體設(shè)計，兼顧系統(tǒng)性和實踐性；街區(qū)與社區(qū)尺度上，關(guān)注已有的自然環(huán)境和人造環(huán)境的特點(diǎn)以及與開發(fā)潛能相銜接的片區(qū)城市設(shè)計，兼顧整體性和適宜性；建筑單體尺度上，強(qiáng)調(diào)具體建筑物設(shè)計及其一些較小范圍的環(huán)境建設(shè)項目，兼顧協(xié)調(diào)性和共生性。另外，一味主張“生態(tài)決定論”顯然也是有局限和偏頗的，城市設(shè)計還需建立一個階段性科學(xué)合理和可望可及的生態(tài)建設(shè)目標(biāo)，將城市功能的動態(tài)變化與自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)相統(tǒng)一。

過去，由于工業(yè)革命所伴隨的快速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，現(xiàn)代城市運(yùn)行效率和集聚作用的重要性逐漸凸顯，以土地分配和資源安排等為主要內(nèi)容的城市規(guī)劃與以技術(shù)美學(xué)為主導(dǎo)的城市設(shè)計也發(fā)生了學(xué)科分野?！靶率兰o(jì)的綠色城市設(shè)計”[1，9]將從建成環(huán)境整體性、系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性的視角，通過有效的路徑整合，彌合建筑設(shè)計與城市規(guī)劃多個層級的關(guān)聯(lián)關(guān)系；秉持生態(tài)優(yōu)先、自然同行的設(shè)計原則，發(fā)展建成人工環(huán)境與自然環(huán)境相互影響形成的地方性和生態(tài)人居智慧，最終達(dá)到改善城市空間環(huán)境、提高城市宜居性、提升居民生活品質(zhì)的目標(biāo)。

三、將空間轉(zhuǎn)化為社會文化場所

在取得偉大建設(shè)成就的同時，中國40年來的快速城鎮(zhèn)化引發(fā)了“千城一面”特色危機(jī)，城市的歷史文脈也遭受著同質(zhì)化的沖擊；在伴隨城鎮(zhèn)化進(jìn)程的大規(guī)模人口流動影響下，居民對城市空間的記憶與鄉(xiāng)愁也在不斷地重構(gòu)[10]。在“城市雙修”的背景下，生態(tài)修復(fù)側(cè)重改善城市與自然的關(guān)系；城市修補(bǔ)則側(cè)重于社會生活和建成環(huán)境的維度，主要與“尋覓”“呈現(xiàn)”及“再現(xiàn)”鄉(xiāng)愁相關(guān)，即通過公眾參與的城市形態(tài)、街區(qū)結(jié)構(gòu)、建筑肌理的修補(bǔ)過程，找回失落的城市記憶與場所精神，重建居民對城市空間的情感歸屬和社會認(rèn)同[11]。

城市是一個由人、社會和建筑共同組成、飽含歷史文化信息的人類棲居場所[1]。城市設(shè)計應(yīng)該從歷史文脈和場所意義的角度探索城市物質(zhì)環(huán)境建設(shè)的內(nèi)涵，將物理空間變成有社會意義的場所?！冻鞘性O(shè)計（第4 版）》綜合了場所結(jié)構(gòu)、城市活力、認(rèn)知意象、文化生態(tài)等場所-文脈分析方法，將人的空間使用活動和各類社會要素納入城市設(shè)計考量，提倡通過公眾參與的漸進(jìn)式設(shè)計方法實現(xiàn)城市空間的地方性傳承和適應(yīng)性迭代。

一座城市的文化特征和風(fēng)貌特色是在歷史長河中由多代人共同創(chuàng)造的，有積淀，有層次，而并非一成不變。在研究層面，城市設(shè)計應(yīng)通過長時序的整體性關(guān)聯(lián)探索，從“現(xiàn)在”的靜態(tài)層面上升到“歷史—現(xiàn)在—未來”的動態(tài)層面，不斷在多元時空中建構(gòu)關(guān)聯(lián)關(guān)系。只有理解文化的整體性、動態(tài)性與歷時性，才能將城市所承載的整體歷史經(jīng)驗作為重要的設(shè)計資源，將場地所蘊(yùn)含的社會、文化、歷史、自然及風(fēng)土的內(nèi)涵表達(dá)出來。在實踐層面，傳統(tǒng)的空間、材料、形式、意象不應(yīng)該是刻意堆砌于建筑之中，地方性也不再作為一個抽象的符號被簡單地拼貼在設(shè)計之中，而是要對歷史文脈與所處環(huán)境進(jìn)行設(shè)計語言的積極回應(yīng)，構(gòu)建城鎮(zhèn)建筑與環(huán)境之間的復(fù)雜應(yīng)答關(guān)聯(lián)[12]；并且以現(xiàn)代生活需要為前提，兼顧人文環(huán)境與宜居需求，實現(xiàn)歷史文化與現(xiàn)實生活的有機(jī)融合[13]。

城市的本質(zhì)是人的生活，人文關(guān)懷和城市活力也是場所營建的重要組成。凱文·林奇強(qiáng)調(diào)，城市設(shè)計不僅要通過形態(tài)的安排調(diào)整來滿足社會的需要，而且要考慮符合人們的基本價值和權(quán)利[14]。因此，在城市設(shè)計中，首先是適時，不管是步行街還是廣場，一個場所位于不同歷史背景階段和狀況下呈現(xiàn)的文化性質(zhì)不同，對于人群會帶來可讀性、舒適性和連續(xù)感不同；第二是適群，一個場所應(yīng)該根據(jù)所在地點(diǎn)、可達(dá)性和毗鄰城市功能等有相對主導(dǎo)的適用人群特征及需求進(jìn)行設(shè)計，這樣易于形成有特色的城市活力空間；第三是適度，關(guān)注自發(fā)、自愿、自主、自為的城市活力，理解和包容城市的非正規(guī)性，自下而上和自上而下相結(jié)合的規(guī)劃設(shè)計方式有利于存量更新中社區(qū)參與和活力培育[14]。

在存量更新日益主導(dǎo)城市建設(shè)工作的背景下，面對城市歷史地段或老城區(qū)內(nèi)保護(hù)再生工作的復(fù)雜性，城市設(shè)計應(yīng)探索公眾參與的漸進(jìn)式設(shè)計方法。漸進(jìn)式的城市設(shè)計凸顯公眾參與性與過程性，是對環(huán)境敏感且具有開放性和包容性的自適應(yīng)的設(shè)計過程。一方面，在地段乃至城市尺度上有利于處理好“保護(hù)與利用”的關(guān)系，保護(hù)歷史地段的傳統(tǒng)形態(tài)和肌理特征，通過合理的利用實現(xiàn)歷史地段的適應(yīng)性更新；另一方面，通過關(guān)注“小微環(huán)境”，自下而上采用漸進(jìn)、試錯、累積、小規(guī)模和“非專業(yè)”的方式，保護(hù)并培育物質(zhì)空間和城市生活的多樣性，激發(fā)自發(fā)、自愿、自主、自為的城市活力[14]，使經(jīng)由設(shè)計的城市空間成為傳承地域文化、組織市民生活、承載集體記憶、發(fā)揮市場活力的場所[1]。

四、用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)人機(jī)交互

數(shù)字技術(shù)的日新月異為城市設(shè)計方法的升級迭代提供機(jī)遇。在大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、萬物互聯(lián)等數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的背景下，對多尺度空間建構(gòu)機(jī)理的科學(xué)揭示和識別認(rèn)知，突破了以往人們?nèi)粘８兄w驗和理性評判的瓶頸，深刻改變著城市設(shè)計的專業(yè)知識、作業(yè)程序和實操方法。數(shù)字化城市設(shè)計基于多元數(shù)據(jù)的集成、處理和綜合性應(yīng)用，能夠在更科學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計決策。在客觀理性的基礎(chǔ)上結(jié)合主觀設(shè)計創(chuàng)意發(fā)揮和價值判斷，大大提高了設(shè)計成果及決策過程的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、可行性及適應(yīng)性[1，2]。在這個過程中，數(shù)字化城市設(shè)計在理論建構(gòu)、技術(shù)路徑和研究工具等方面已經(jīng)逐步形成了一整套較完整的體系，《城市設(shè)計（第4版）》中將此體系概括為“基于人機(jī)互動的數(shù)字化城市設(shè)計范型”[1]。

數(shù)字化城市設(shè)計并非是對新數(shù)據(jù)與技術(shù)方法的簡單整合，而是在規(guī)劃調(diào)研、策劃、分析、評估、綜合設(shè)計、專項設(shè)計等的各個階段，有效地將人的活動、心理需要和視覺感受等對空間的訴求納入考量，從而協(xié)調(diào)自上而下的控制和自下而上的需求[15]。首先，在信息收集和規(guī)劃調(diào)研階段，通過采集地理空間數(shù)據(jù)、業(yè)態(tài)數(shù)據(jù)、活動數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、物理環(huán)境數(shù)據(jù)、景觀數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)等豐富的多源城市數(shù)據(jù)，匯總網(wǎng)絡(luò)圖片、評論、游記等各類型用戶生成數(shù)據(jù)，保證了時空數(shù)據(jù)的時效性和準(zhǔn)確性，有效實現(xiàn)了以人為單位的數(shù)據(jù)交互分析與設(shè)計；接下來，結(jié)合地理信息系統(tǒng)空間分析、深度學(xué)習(xí)算法等信息分析技術(shù)，探究區(qū)域互動過程中人口、信息等要素流動規(guī)律，構(gòu)建起城市多維要素系統(tǒng)的地理分析模型，揭示更深層和復(fù)雜的城市形態(tài)作用機(jī)制；進(jìn)一步地，基于各類型空間、各類核心要素的影響機(jī)制，形成空間特征提取和評價方法，對方案進(jìn)行性能化評估與參數(shù)化設(shè)計等數(shù)字量化設(shè)計優(yōu)化，形成多方案決策下的最優(yōu)策略；最后，采用地理信息系統(tǒng)、CAD 輔助設(shè)計、VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)等新技術(shù)進(jìn)行成果表達(dá)，實現(xiàn)人機(jī)互動的設(shè)計過程，達(dá)到數(shù)字化城市法規(guī)管控、城市形態(tài)管控和城市活動監(jiān)測等城市設(shè)計與規(guī)劃管理的目的。

以京杭大運(yùn)河杭州段兩岸城市景觀提升工程項目為例，數(shù)字化技術(shù)能夠有效支撐城市設(shè)計全流程[15-16]。一方面，案例運(yùn)用GIS 方法從生態(tài)學(xué)、類型學(xué)的角度對彎、匯、汊、港、洲等要素進(jìn)行分析，對其道路交通、景觀綠地、生態(tài)斑塊等因子構(gòu)建未來生態(tài)發(fā)展強(qiáng)度需求的預(yù)測，形成京杭大運(yùn)河杭州段全息景觀圖；另一方面，采取模擬與實測相結(jié)合的研究方法，運(yùn)用Ecotect、Flovent、R-noise 軟件對于運(yùn)河沿線的熱環(huán)境、風(fēng)環(huán)境及聲環(huán)境進(jìn)行模擬，形成京杭大運(yùn)河杭州段綜合物理環(huán)境評價圖，進(jìn)一步提出物理環(huán)境提升策略和空間形態(tài)管制措施。此外，通過數(shù)據(jù)有效支撐人本尺度的城市設(shè)計也是其中重要的創(chuàng)新點(diǎn)。該案例基于人、車、船在不同的速度、不同的軌跡、不同的視角觀景方式進(jìn)行了運(yùn)河觀景體系的建構(gòu)，拓展了“同時運(yùn)動諸系統(tǒng)”理論，通過GIS 的“surface analysis”從城市輪廓、建筑形態(tài)、視覺感受三個層面的九要素來構(gòu)建三維景觀視覺評價模型，從而實現(xiàn)以數(shù)字系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)合、動態(tài)觀覽模式。

數(shù)字化城市設(shè)計的使命不僅要在數(shù)據(jù)和技術(shù)迭代升級中不斷完善，還應(yīng)更加注重人機(jī)對話的社會價值，實現(xiàn)對城市設(shè)計的理論和方法的進(jìn)一步創(chuàng)新探索；盡可能地兼容以往的城市設(shè)計范型，幫助城市設(shè)計進(jìn)一步成為提升城鎮(zhèn)建設(shè)水平的重要技術(shù)手段和管理支撐，有效融入到中國法定的規(guī)劃管理體系，從而實質(zhì)性推進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的一體化、精準(zhǔn)化和人性化[2][15]。

五、結(jié)語

如果說簡·雅各布斯的《美國大城市的死與生》將多樣化和用途混合視作城市活力的源泉，揚(yáng)·蓋爾的《交往與空間》將個人日常生活與群體社會交往視作城市設(shè)計中的核心要素，那么《城市設(shè)計（第4 版）》可以說為新時期的城市設(shè)計給予了全景式的體系建構(gòu)。該書傾注了對當(dāng)今社會發(fā)展階段與訴求的洞察和理解，表達(dá)了城市設(shè)計包含的自然和人文關(guān)懷，呈現(xiàn)出更具學(xué)理引領(lǐng)的中國城市設(shè)計理論和更具操作價值的方法體系，為中國乃至全世界發(fā)展高品質(zhì)的城市人居環(huán)境提供了重要的學(xué)術(shù)參考。

《城市設(shè)計（第4 版）》這一著作梳理了城市設(shè)計的緣起、轉(zhuǎn)變與發(fā)展，匯集了國內(nèi)外豐富的城市設(shè)計案例，描繪城市設(shè)計學(xué)科可持續(xù)發(fā)展的愿景。從理論建構(gòu)層面，該書系統(tǒng)地理清城市設(shè)計理論脈絡(luò)，全面引介城市設(shè)計相關(guān)學(xué)派的理論思想，將城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑學(xué)、社會學(xué)、歷史學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域知識融合到城市設(shè)計框架中；從設(shè)計方法層面，從形態(tài)、場所、生態(tài)等方面，多維度梳理并系統(tǒng)發(fā)展了城市設(shè)計的科學(xué)方法與技術(shù)；從實踐案例層面，讓讀者深入地理解不同地域、文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下城市空間形態(tài)的發(fā)生機(jī)理、演進(jìn)規(guī)律和組織法則，從城市空間模式、范式和樣式等方面去了解因地制宜的漸進(jìn)式城市設(shè)計方法，對城市的可持續(xù)發(fā)展做到科學(xué)合理的把握，進(jìn)而通過城市設(shè)計實現(xiàn)環(huán)境友好、和諧宜居、充滿活力的人居環(huán)境。

盡管核心訴求未變，但城市設(shè)計的相關(guān)理論及技術(shù)方法卻在不斷發(fā)展演進(jìn)，城市設(shè)計范型也跟隨學(xué)科發(fā)展與時代演進(jìn)，不斷升級迭代?！冻鞘性O(shè)計（第4 版）》在回溯歷史、吐故納新的同時，為未來的與時俱進(jìn)留出發(fā)展空間，引導(dǎo)后人對兼具“溫度”“厚度”“精度”和“深度”的城市人居環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的探索。該書所蘊(yùn)含的自然同行、人文相伴、數(shù)字賦能的設(shè)計思想，整合了歷代城市設(shè)計范型在新時代城市設(shè)計中的積極作用，支撐著城市設(shè)計更為有效地回應(yīng)不同尺度的空間需求和復(fù)雜多元的人的需求，幫助城市設(shè)計在中國乃至世界的城市人居環(huán)境營建中發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用。