高密度城市空中花园的研究进展

文/华南理工大学建筑学院 林佳昕 杜宏武

0 引言

20世纪，柯布西耶创造现代主义建筑屋顶作为休憩和交往空间的模式之后，空中花园作为高密度城市环境中新的建筑语汇，以极其丰富的表现形态拓展了当代城市人居环境的意义与价值。空中花园提供各类交往空间，为人们营造室外、半室外社交场所；其常作为空间联系过渡与转折的节点、媒介，成为丰富空间体系的重要设计语言，进而成为城市空间的设计语言。

1 高密度环境研究背景

紧凑型城市与高密度环境是空中花园发展的关键性因素。1980—1990年，欧洲学者提出紧凑型城市理论，并非指向某种特定的城市形态，而是一种指导思想和研究切入点。国内外对紧凑城市的研究多围绕高密度问题展开。如“紧凑型住区”是紧凑型城市理念在住区可持续发展层面的新视角，即“在不降低生活质量的前提下，适当提高居住密度，建设环境宜人、功能完善、对环境无害的居住区”[1]。

高密度开发是紧凑型城市研究的主要方向之一。学者对高密度开发的态度多样。部分学者认为高密度环境下城市面临诸多问题，如环境拥挤、气候变化、空间质量不符合人类宜居环境的理想要求等；也有学者认为高密度具有其合理性，如高密度城市为城市空间和功能提供多样性选择，保护有价值的土地资源，减少出行距离，减少能源需求等[2]。

纵观国内外高密度研究，主要涉及城市空间、环境层面、技术层面和社会心理层面等。高密度城市需可持续发展方案，其研究涉及宜居性、环境质量及社会心理，关注城市能量、居民舒适度评价、公众健康、安全平等。在应对高密度问题上，董春方[3]认为研究高密度的核心内容是要找到一种视高密度为生存策略和建筑程序预设前提下的“空间利用方法”。

2 空中花园是当代建筑的主要空间元素和设计语汇

空中花园是紧凑城市和高密度环境中的主要空间元素，以极其丰富的表现形态极大拓展当代建筑的功能、价值与意义。随着技术和观念的进步，空中花园的发展呈现多层次、立体化的态势。20世纪早期，构成主义与立体主义关于未来城市和建筑的狂野想象部分逐渐实现，当代前卫建筑师以往停留在图纸上的大胆方案依次落地。如丹麦罗多弗雷的“空中村庄”、美国的“纽约绿塔”、马来西亚碧桂园“森林城市”等；这些案例将地面上的生活场景搬到空中，探索城市高密度人居环境中空中场所营造与绿色生态相结合的可实践性，改变人们对传统建筑形态的刻板认知，其创新设计和科技为营造适宜而有特色的人居空间提供重要思路。

3 空中花园的研究内容与进展

空中花园设计理论的形成和发展受二战前柯布西耶和赖特两位大师一系列作品的推动，如萨伏伊别墅、东京帝国饭店。经历20世纪30年代的世界经济大萧条及“二战”，20世纪50～60年代空中花园的理论、实践和技术研究迅速发展。

“二战”后，尤其是近30年来世界高层建筑发展迅猛，在一系列知名空中花园建设案例的推动下，空中花园研究逐渐兴起，其细分研究范畴包括：建造体系、历史和园林绿化种植技术研究；空中花园的建造对城市绿色生态价值及发展潜力的影响研究；空中花园及绿化对城市微气候和空间局部物理环境的优化价值、发展政策及策略研究等。

当代紧凑型城市和高密度环境推动空中花园的发展，但其常被看作消减高密度不利影响的被动选择，易使人忽略对登高望远和自由视野的主动需求及其他益处。实际上，空中花园作为当今城市人居的一部分，其存在意义与古代并无二致，除了为个体和人群提供休憩空间，还带来社会、经济、环境、心理等方面的价值。POMEROY Y[4]结合大量案例对空中花园及空中庭院对城市空间的影响、作为高密度环境下替代性公共空间的价值、空中花园空间形态和类型等进行较全面论述。

应对高密度的不利影响是城市人居的重要研究范畴，从空间形态及感知密度的关系看，空中花园的引入对降低高密度环境下人们感知密度的作用明显。空中花园可在喧嚣的城市中提供宁静的环境，居住在绿色空间中的居民可获得更高的生活满意度，降低心理困扰与压力，对情绪产生积极影响。同时，空中花园可通过打破高层建筑的实体体量和单调重复的楼板，以降低高密度环境或高层建筑带来的空间感知密度。空中花园通常临近建筑物的外围，位于3层楼或以上，以使光线和气流更好进入建筑物，从而改善建筑物内部环境，使树木在空中花园中得以种植和生长。

空中花园为高层建筑引入额外的自然通风、采光及绿化，成为环境的过滤器，减弱城市物理环境的不利影响；自然元素的引入，在水泥森林的人工环境中对改善人们心理和生理状况具有积极作用，其环境和景观的治愈功能得以证实；空中花园能增进生物多样性，具有改善城市生态的“公共福利”，如日本福冈县国际会馆；有的也能带来直接经济利益，如新加坡达士岭住区楼顶作为极佳的城市观景点对外收费。

国内外不少学者的研究涉及邻里关系、环境行为特征、交往途径及环境评价等。如CHAN S T[5]对高密度城市环境公共性空中花园社交价值的研究；HADI Y等[6]对高层建筑中竖向营造空中公共空间的讨论，结合新加坡案例探讨空中花园作为社交空间带来的情感体验。赵守林[7]从促进人际交往和提高人们审美情趣角度探讨“空中花园”住宅比传统居住建筑具有优势。孔祥宇[8]在高层住区建筑研究中对空中院落中的邻里交往进行分析，从安全、私密、交往、归属感等方面提出合理化宜居性设计策略。与地面公共空间不同，开放空间一般受公共利益支配并允许自发和自由运动，而空中花园通常为半公共、受私人管辖，可能导致个人或团体的言语或行为方式受限。恰恰是该原因使空中花园具备一定的私密性，成为更好的学习社区、办公社区或居住社区等。

政策因素对于空中花园的推动和发展不容忽视。从世界范围看，新加坡、德国、日本、美国等很多国家制定了鼓励空中花园建设的政策。以新加坡为代表的东南亚地区在空中花园建设方面成效卓著，除直接的内部效益，还带来间接的外部效益，新加坡空中花园政策和实践的成功助推了新加坡城市形象与经济发展。北美多伦多屋顶绿化法规和生态屋顶奖励计划促成2009—2018年50万m2的绿色屋顶开发，获得以下收益：每年保留雨水2.22亿L，吸收碳225t，绿色屋顶建筑每年节电320万kW·h；由于降低了城市热岛效应，其每年为周边建筑节省160万kW·h的电力[9]。

4 空中花园建设和运营过程中的痛点

空中花园的空间气候适宜性和维护成本是空中花园建设和运营的痛点。热带及亚热带气候地区的空中花园尤为普遍，主要原因是当地的阵雨频率及常年特定的气候使空中植物获得灌溉与生长。就安全性而言，在台风肆虐的地区，高层建筑的空中花园可能带来困扰。就维护问题而言，设计师从建筑美学和性能的角度规划空中花园，但未为其提供适当的维护计划，如屋顶花园或屋顶农场在未完善防水与排水的情况下，可能加速细菌生长，易传播疾病。

相对于地面空间，空中花园还受经济技术等因素制约。其空间的连续性、尺度和形态布局等均受到限制，可达性较差，或造成利用率较低等问题。同时，空中花园建设还受心理层面的影响，如居住者对空中花园优势一无所知，开发商更倾向于利益最大化，不支持空中花园建设。目前，国内对空中花园缺乏系统研究和使用后评估，缺少示范推广价值。

5 结语

从环境行为学、社会学、生物学等学科视角出发探索空中花园的可持续发展，目前关于空中花园的研究呈现内容广泛、视角全面、成果丰富等特点。空中花园作为高密度城市环境中新的建筑语汇，在降低感知密度、增加社交空间、缓解城市热岛效应及提升城市人居环境质量等方面效益显著。其在空间需求、空间质量、绿色生态、社区生态等层面都能实现可持续发展，亟需公共政策、社会、经济、技术等方面的紧密配合与综合研究。