健康街区评价系统与设计模式研究
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摘要
基于2018年住房和城乡建设部科技计划项目课题《健康街区评价系统与设计模式研究》的研究成果，本文以健康风险、个人行为、建成环境三者为研究对象，分宏观、中微观两个层次对街区环境要素改善提出一套评估及设计方法，包括健康街区评价指标体系、健康街区空间组织评估模型、健康街区空间设计模式三大部分内容。本次研究内容在检视城市公共健康问题、开展现状街区（片区）建成环境综合评估、优化城市公共健康空间设计等方面具备一定的借鉴意义，为我国健康城市建设进一步细化至街区设计层面、强化量化手段支撑提供探索。
关键词：健康风险、个人行为、建成环境、健康街区、评价指标、评估模型、设计模式
01
引言
居民健康是城市空间规划设计的基本诉求之一，如何通过规划设计改善街区建成环境，促进健康文明的生活方式，预防疾病、提升居民健康水平，是本次研究的主要关注重点。
改革开放以来我国快速的城镇化和工业化进程一方面带动了经济社会的高速发展，另一方面也为人民健康带来了前所未有的挑战。统计报告显示，目前我国确诊的慢性病患者已超过2.6亿，因慢性病导致的死亡占总死亡的85%；高血压、糖尿病、心脏病等慢性疾病的影响范围不断扩大，公共健康正在成为社会和家庭日益严峻的重大问题。伴随国家层面对“健康中国”建设战略的日益重视以及人们健康意识的提高，疾病预防对于健康的意义也越来越深入人心。
从既有的理论研究和实践来看，国外健康城市相关研究及项目起步较早，与公共卫生领域的跨界理论研究较为成熟，在健康城市评价指标体系、健康影响评估及步行指数等评估方法应用、城市或街区层面公共健康空间设计导则应用等方面已有大量理论与实践探索，目前尚缺乏各空间层次在健康影响评估与空间设计上的系统应用，健康街区层面综合量化评估缺少支撑。我国健康城市相关研究与实践起步较晚，以促进公共健康为核心的价值观尚未能较好地融入我国城市规划领域。针对这一情况，有必要系统梳理出一套健康街区评估及设计方法，运用城市规划工具促进公共健康。
02
基于'健康风险-风险原因-建成环境'
的健康街区评价指标体系
2.1 健康风险的主要类型
健康风险是指存在的若干风险中作用于人的身体、影响人的健康的一种风险。不同年龄群体的身体发育特征、所处社会环境均有不同，导致其面临的主要健康风险也有所差异。按照人的年龄阶段可将研究对象划分为儿童青少年、上班族和老年人三个典型群体，基于文献和调查资料分析，当前影响个人健康的主要疾病有肥胖症及其引发的循环系统等相关疾病、呼吸系统疾病和心理疾病三大类。
表2-1：三类人群主要健康风险特点汇总比较
2.2 健康风险患病机制及环境诱因
针对上述主要影响个人健康的肥胖症及其引发的循环系统相关疾病、呼吸系统疾病和心理疾病三大疾病类型，基于病理学角度分析其患病机制及相应的环境诱因，如表2-2。
表2-2：三大类型健康风险患病机制及环境诱因汇总
2.3 “健康风险-风险原因-建成环境”的影响机制
从病理学科中对引发健康风险原因的类型及城市规划学科中专项规划内容出发，可以总结提出城市规划学科中与健康风险原因相关的建成环境要素，并结合病理学科中对健康风险原因的分类，相关建成环境要素可分为基础卫生环境、健康行为导向、健康心理促进三个类别。
图2-1：城市规划学科中与健康风险原因
相关的建成要素分析图
（1）基础卫生环境
影响健康风险的基础卫生环境类的建成环境要素主要包括街区的公共环境、医养设施保障两大部分，其与导致健康风险的免疫、理化因素等多种风险原因有密切联系。
公共环境是我们生存依赖的空间，从相关研究表明，空气质量、交通环境、厌恶性设施、居住环境等是造成相关疾病重要原因。空气质量监测重度污染区患呼吸系统疾病的患者明显高于轻、中度污染区；在呼吸系统疾病中主要包括哮喘、肺炎、支气管感染及上呼吸道感染疾病，随着空气污染指数越高，其发生呼吸系统疾病的几率越高[1]；长期的交通暴露不仅会损害人的听力，影响睡眠质量，也会危害心理健康，严重时出现抑郁、焦虑、心理疲劳等多种健康问题；由于垃圾焚烧、火力发电和化工生产等环节往往不可避免会对周边地区的空气、土壤和水质产生污染，还可能产生和传播致病病原，从而导致多种疾病，厌恶性城市基础设施因此成为引发人的健康风险的重要环境要素。另外，便捷的医养设施供给能使居民更易获取健康服务(Chenetal，2015)，对健康生活方式的传播也有重要的作用。
（2）健康行为导向
影响健康风险的健康行为促进类的建成环境要素包括影响出行环境、活动环境和饮食习惯等方面设施的规划布局。
现代城市在“汽车优先”的交通理念驱使下，交通便利多是以侵占城市绿地和挤占步行空间为代价获取的。周素红等[2]认为公共交通站点密度低的居住区很可能会对健康行为产生机会剥夺和空间限制，这对于每天需要长时间通勤而耗费大量时间的郊区居民来说影响较大；赵春丽等认为步行空间的萎缩和丧失，消减了人们选择步行或自行车出行的意愿，也迫使人们更多地依赖私家汽车或其他公共交通工具，进而影响到市民生活和公共生活的开展[3]。通常情况下，街道空间都是遵循道路系统规划与交通规则来建设的，仅关注其交通属性而忽视了其提高和改善城市公共空间质量、鼓励人们选择步行方式出行等方面的作用。因此，在其规划和设计上，应该关注公共交通服务水平的提升和慢行通道的建设，更好的促进人的健康出行[4]。
休闲活动设施的规划布局是通过健康行为影响患病风险的一大建成环境因素，其布局或设计不合理会严重降低居民使用场地的积极度。当体育设施、公园、广场、小区游园等休闲设施与住区的距离超过步行可达的范围时，参与室外休闲运动的居民数量会更少，更多居民转而选择待在室内看电视、打游戏等娱乐活动；场所设计的不合理也会妨碍居民的参与。这些都会导致居民在日常生活中缺乏锻炼，从而增加罹患肥胖症及肥胖相关慢性疾病的风险。反之，积极的运动休闲场所规划和设计能够更好地引导从事居民健康行为和养成良好的生活方式，从而降低居民的健康风险[5]。
与健康食物获取相关设施的布局也会对居民的生活方式和行为习惯产生影响进而影响患病风险。街区缺乏农贸市场、生鲜超市增加了居民获取新鲜食物的难度，他们将不得不转向快餐、熟食等更不健康的“高热量食物”，很容易导致居民饮食结构不合理、摄入热量超标，进而引发肥胖和其他相关疾病。由此可见休闲运动场所、健康食物获取相关设施的规划都与影响健康风险的营养性因素有间接联系。
（3）健康心理促进
城市建成环境也是影响居民心理健康的潜在因素。建成环境能通过影响居民个人行为以及压力释放等方式影响健康(Araya et al，2007；Giles．Corti et al，2016)。研究表明，拥挤的人群会导致心理失常，密度高、可达性强的城市绿色公共空间和健身空间则有助于促进居民的健身活动和社交活动，从而改善心理健康状况(Evans et al，2003；Mass et al，2006；Melis et al，2015)；贾尔斯-科尔蒂（Giles-Corti）等人(2012)发现，在人口密集的住区，居民患呼吸疾病的几率更高[6]；塔卡洛等研究表明，居住在附近有可散步的绿地住区的城市老年人的寿命将会增加(Gidlöf-Gunnarsson et al．，2007)；Ulrich等[7]对术后病人恢复进行调查发现，窗外的景观对病人的手术恢复有直接影响，能见树木的病人比见砖墙的病人恢复身体的速度快。由此可见，居住人口密度、户外活动和交往场所、绿地、滨水等绿色开敞空间等对促进健康心理的重要影响。
2.4 基于“健康风险-风险原因-建成环境”的健康街区评价指标体系构建及综合评估
（1）评价指标体系构建
基于不同健康风险类型的致病机制及空间诱因分析，形成基础卫生保障、健康行为导向和健康心理促进三大类，公共环境、医养环境、出行环境、活动环境、饮食环境和心理环境6中类，共14个健康街区评价指标体系。
表2-3：健康街区评价指标体系
（2）健康街区的综合评估
本次研究基于“符合客观实际、可以方便获取、有稳定的数据来源”三个方面，主要从政府部门、互联网等公开数据获取上述14个指标评估数据。同时应用gis等空间分析工具，主要采用可达性分析、空间叠加分析、缓冲区分析、空间插值分析、核密度分析五种空间评估方法进行指标评估。
03
基于个人行为量化的
健康街区空间组织评估模型
3.1 从健康街区的综合评估到基于个人行为量化的健康街区空间组织评估
（1）进一步探索个人行为特征下健康街区空间组织方式的必要性
不同群体在使用健康设施的日常行为规律上差异较大，而传统的公共服务设施配置强调“自上而下”的标准化配套，关注设施在空间分布上的均等和公平，忽略真实生活场景中的公共服务设施的布局组织，忽视了特定人群对设施的使用习惯，降低了设施的使用效率。而对健康设施“有效性”的思考不足，主要体现在目前的规划对设施配置按标准定量为主，缺乏对社会文化因素、居民个体需求、特征差异、意识习惯等设施服务供给能力影响因素的考虑，缺乏针对居民生活需求的反馈与调整，难以保障设施的有效使用。当前，设施供给侧的价值观已经转向“人本主义”，在健康街区综合指标评估体系的基础上，进一步从城市居民个体的行为需求出发，通过研究居民个体行为路径与设施布局之间的关系，构建基于个人行为量化的健康街区评估模型，显得尤为重要。
（2）构建基于个人行为量化的健康街区组织评估模型的可行性
建成环境对个人行为具有干预性。生态观的行为改变理论将人类活动的影响因素按功能角度划分为三类：倾向因素、促成因素、强化因素，三者之间相互影响、相互作用。建成环境对居民行为具有倾向作用，倾向性因素强调“有”改变行为的想法，从行为实现的资源“可及”特征上来表述，是对资源“可获取性”的保证。建成环境对居民行为具有促成作用，促成因素强调所明确需要的资源要素在环境中的构造特征，关注的是空间的“适宜性”。建成环境对居民行为具有强化作用，行为改变的强化因素决定了行为活动所在的社会环境特征，对应具体的空间场所，关注的是通过空间环境能促进居民“坚持使用”。
个人自发性行为对建成环境具有依赖性。不同居民个体，受个体行为需求及活动规律的影响，对设施的使用及空间分布序列的要求不同。按照杨·盖尔在《交往与空间》中对活动类型的界定，居民活动类型分为必要性活动、自发性活动和社会性活动，这三种活动的数量和频率受到物质环境质量的影响，呈现出一种正相关关系，但各种活动对应的函数系数不同，且每一种活动类型对于空间环境要素（设施、公共空间等）的使用要求不同[8]。其中，必要性活动包含居民日常工作和生活中必不可少的行为活动，例如青少年教育培训、上班族上下班、老年人买菜及医疗保健等活动均属于必要性活动，较少受到外部环境影响；而自发性活动和社会性活动均属于选择性发生的行为，活动的发生与否依赖于外部环境条件的好坏，在适宜的物质环境条件之下才会发生，大部分户外的文娱活动类型便属于选择性活动，包括老年人群的聊天交往和健身休闲、青少年的休闲游憩等。
个人行为活动具有特定序列性。一般情况下，自发性活动和社会性活动的发生是伴随必要性活动的开展进行的。以老年人从“家”步行至“肉菜市场”这一必要性活动为例，各类自发性活动和社会性活动，如交往、休憩、健身等常常伴随发生，构成老年人群“买菜”这一行为特征下的特定行为序列。
图3-1：人的行为分类及行为序列示意图
3.2 评估模型构建的总体框架
个人行为量化与建成环境的关联分析表明，基于人的行为序列特征对建成环境的优化布局，可以有效的促使个人健康行为习惯的养成，这实际上表征了一个健康的城市街区应该具有的不同方面特征。城市居民在每次使用各类设施的出行中，不得不受到出行路径沿线城市建成环境的影响，包括出行路径的步行可达性和舒适性、居民出行活动的多样性需求、交通暴露及空气污染等负面因素，均会影响城市居民的每一次出行活动及对设施的使用效率。苟爱萍等运用SD法，通过实例研究，得出了功能多样性、环境舒适度和交通可达性是街道富有活力的重要保证[9]。结合前文中提到的各类特定行为序列的空间路径特质，分别针对街道的长度、尺度、功能三个重要组成要素，确定三个方面的评估因素，从而构建起基于个人行为量化的健康街区评估模型。
图3-2：基于个人行为量化的
健康街区评估模型思路框架
3.3 评估模型的构建
（1）模型的总体构成
总体形成“1+3”的评估数据模型结构。
1：指一个地理信息数据库，主要包括起始点、目的地、健康活动设施点等点数据（point）；主干道、次干道和支路组成的道路网络等线数据（line）；用地、建筑、人口数据等面数据（polygon）。
3：指空间路径的步行距离接受度、空间路径的步行适宜度和空间路径的设施叠合度三大模块。
图3-3：模型总体构成示意图
（2）空间路径的步行距离接受度评估模型
步行使用率衰减原理——空间路径的出行距离是决定一次出行舒适程度的重要影响因素，适宜步行的空间尺度指人们乐意行走的距离，在这个距离内的步行不会疲惫，也不会感觉到厌烦。根据国内已有对社区居民适宜步行距离阈值的研究成果，通过步行的累计使用率来反映步行距离接受程度[10]。
式中：U为步行的累计使用率（%）；
L 为步行距离（百米）
图3-4：累计使用率与距离衰变函数曲线图
最小成本计算方法原理——最短路径是计算每个出发地到目的地的最少累加成本，它不是计算一个点到另一点的直线距离，而是根据路网的距离、通行效率等计算每个出发地到目的地的距离和穿越沿途的成本，来计算每组OD点之间的累加通行成本。
2）计算公式
根据靳诚[11]等人的研究，本次研究的距离接受度计算方法是通过把研究区域栅格化，计算每个栅格单元到“目的地”的最小累计成本，公式如下：
式中，Ci表示第i个单元的成本值，Ci+1是指沿运动方向上的第i+1个单元的成本值；n为栅格单元的总数。式中的上分式表示通过成本栅格表面垂直或平行方向上的费用加权计算；下分式表示通过成本栅格对角线方向的费用加权计算。
（3）空间路径的步行适宜度评估模型
1）模型原理
界面密度——根据石峰的研究[12]，界面密度可以客观的描述街道空间的纵向连续性。界面密度主要指街道一侧建筑面宽的投影总和与该段街道的长度之比。当硬质界面密度过低而又没有软质要素的参与时该空间往往失去了街道应有的围合感，变成开阔空间的路径形式，而当界面密度达到一个更高的值时，街道空间相对而言显得比较完整。界面密度公式：
De：界面密度；W：沿街建筑面宽；L：街道长度。
2）计算公式
考虑到传统的界面密度公式忽略了对每个店面的划分，本研究在传统的界面密度的分析上，加入了对单位长度内建筑数量的内涵，使得更符合评估更符合人的日常行为规律。本研究的步行适宜度公式为：
C：步行适宜度；De：街道界面密度；
W：沿街建筑面宽；L：街道长度；
A：街道界面活力度。
参考石峰的研究：街道界面密度De分为五个等级，A级连续性最好，E级连续性最低，具体分值如下：A级为80%以上，取值为1；B级为70%-80%，取值为0.75；C级为60%-70%，取值为0.5；D级为60%-50%。取值为0.25；E级为50%以下，取值为0。参考了L·戴维斯(Lewelyn Davies)[13]的街道的活力表，街道界面活力度A的取值共分为五个等级：按照街道长度100米范围内建筑物的数量分成5个等级，A级活力最高，E级活力最低，具体分值如下：A级为15栋以上，取值为1；B级为10-15栋，取值为0.75；C级为6-9栋，取值为0.5；D级为3-5栋，取值为0.25；E级为1-2栋，取值为0。
（4）空间路径的设施叠合度评估模型
1）模型原理
不同设施的使用多样性——不同的设施使用多样性存在明显差异，根据卢银桃[14]的研究，本模型的健康设施需求承担比例和健康设施使用频率取值可分别参考《各类设施需求承担比例表》、《各类设施需设施使用频率图》。
2）计算公式
本评估模型的设施叠合度是指城市道路两侧的健康设施的叠合程度，包含了设施的种类和数量两个内涵，设施叠合度计算公式如下：
W：设施叠合度；
：健康设施n的需求承担比例（%）；
：健康设施n的使用频率；L：街道长度。
在具体的评估上，由于设施更多地布局在街道两侧的内巷，在统计沿街健康设施时，还需要扩大范围进行选取计算。根据累计使用率与距离衰变函数曲线，当累计使用率为100%，也就是步行距离为300米的时候，距离对设施使用的影响为0，可以默认为设施在街道上，因此本模型计算设施的范围为沿道路两侧300米范围内的设施。
04
健康街区空间设计模式
相较于传统意义的街区设计把关注重点放在空间塑造上，健康街区设计更为关注街区的活动主体，即居民。本次研究提出的空间设计方法以“优化个人OD路径设计及健康环境要素有效组织，引导街区内各类健康出行”为核心，关注街区生活圈内服务设施的均衡布局，塑造能够开展各类健康相关活动的街道空间。
4.1 健康街区理想模式及设计要点
（1）理想模式空间形态
以“完善健康体验，引导健康出行”为核心目标，结合城市交通体系、生态环境、土地使用等，由一系列的服务设施、活动场地和慢行路径串联而成，形成“人性化街区尺度、舒适连续的步行环境、全年龄段的健康服务设施”的街区空间结构。
图4-1：健康街区典型空间形式
（2）理想模式设计要点
1）人性化的街区尺度
尽量采用小街区、方格路网形式，完善公交接驳设计。我国居住小区住宅设计一般以南北向布置为主，支路的间距可以按照不同方向采用不同的控制标准，南北向道路采用100-200m的间距控制，东西向道路采用200-300m间距控制，形成南北向较长的街坊，有利于住宅小区内部的建筑布置和景观设计。完善公交接驳体系，促进步行系统与站点的无缝衔接，轨道站点半径100m范围内宜设置公交站点、公交场站；鼓励建设连接轨道站点和周边建筑的地下或二层步行连廊，城市中心区的过街设施间距原则上不宜大于100m。
2）舒适连续的步行环境
控制沿街界面密度，保护开放空间和视线通廊。控制沿街建筑贴线，确保每条街道两侧都有建筑来界定步行空间，贴线率70%以上的街道空间界面连续性、围合性较强，便于提供宜人的步行体验。利用通透式围墙设计减少街道消极生态景观，围墙宜采用通透式设计，且总高度不应大于2.2m；围墙退让道路红线不小于0.5m，围墙的空白率不超过50%，通过艺术化或者绿化最大程度地减少街道空间的“死角”。合理利用雨篷和遮阳棚提供完整步行体验。保护道路断面的开放空间，通过在道路内绿化铺设可渗透性地面铺装材料及增设绿化、道路中间及两侧拓宽人行道绿化的宽度、针对不同等级和功能的道路设置差异化的行道树等方式，在视觉上增加步行空间。
3）全年龄段的健康服务设施
整合路径上的高频、高需设施，明确设施分级分类布局。根据居民出行目的与频率，将买菜、上下班、医疗保健、购物、上下学作为最常见的必要性活动，筛选出对应的设施，包括肉菜市场、公交站点、小吃店、地铁站点、便利店、中小超市、幼托、小学、医院等作为出行路径的目的点；同时路径沿线布置各类健康设施，一般包括零售店、餐厅、超市、健身房、图书馆、咖啡厅、画廊及艺术工作室等日常便利设施，提供居民出行的各类健康活动；配置全年龄段的生活服务设施，让儿童青少年、上班族和老年人不同年龄段人群的生活休闲需求得到全方位满足。
表4-1：空间路径及关联性设施点选择一览表
4.2 健康街区典型空间模式设计
（1）网络开放式健康街区
重点完善交往场所，提高步行适宜度。网络开放式的健康街区中将各类健康布局在开放的街道两侧，形成丰富自由的路径。这类路径优化的重点包括：完善街区内交往场所，可结合小区出入口及中心广场建设“树荫广场”，优化日常交流环境，促进正向情绪培养；通过合理的机动车管理、安全的过街设计、宽敞舒适的步行空间设计，解决交通混杂的出行环境问题，打造宁静安全的街道环境。
图4-2：网络开放式健康街区
（2）围合周边式健康街区
重点关注改善设施叠合度，提高使用频率。围合周边式的健康街区模式以外围道路和小区内部主要干道为核心布局健康设施，形成环线式的健康路径，内部多以简单活动场地为主。该模式可运用于封闭社区或单位大院等围合型社区中。这类路径优化的重点包括：打造安全便捷的街道设施、过街设施，优化出行环境，保障慢行安全和机动车高效通行，塑造高效安全、绿色便捷的街道场景。
图4-3：围合周边式健康街区
（3）街巷鱼骨式健康街区
重点提升步行距离接受度，完善出行网络。街巷鱼骨式的健康街区中，围绕线型主干道布置健康设施，形成核心健康路径，同时街道向两侧延伸，形成次要健康路径。该空间模式多运用于传统历史街区。这类路径优化的重点包括：提高步行距离接受度，街巷鱼骨式街区由于街道多狭窄，可以考虑结合座椅增加小型花圃等休憩服务设施，提升片区活力，并尽量形成相对安静的角落和提供观赏的条件。
图4-4：街巷鱼骨式健康街区
05
结论与展望
健康街区评估与设计是一个复杂的跨学科课题，所涉及的因素较多，并且需要大量的健康数据、空间数据以及定量研究加以论证。本次研究针对街区环境要素改善提出的一套评估及设计方法在检视城市公共健康问题、开展现状街区（片区）建成环境综合评估、优化城市公共健康空间设计等方面具备一定的借鉴意义，为我国健康城市建设进一步细化至街区设计层面、强化量化手段支撑提供探索。但各地的健康风险分布数据、建成环境空间形态不同，所呈现的健康街区评价指标体系、空间组织评估模型和空间设计方法侧重因素不同。因此，本次研究在以下几个方面还有待加强。首先在健康街区评价指标体系构建上，目前病理数据的基础还无法支撑各类要素影响权重的确定，更多依靠定性的判断，这部分的深入研究需要在临床病理数据的收集过程中将建成环境因素纳入考虑。其次，在健康街区空间组织评估模型设计上，考虑到目前的开放数据精度，为保障模型的可操作性，部分指标需进行近似处理，未来随着开放数据精度的提升，在模型设计上可以更精确的反应现实情况。
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