公共设施的布置原则

第三章　公共设施的设计原则

对于公共设施设计而言，产品形态的意义非常重要，它不仅关乎产品自身魅力，更是城市空间形象的重要组成部分，城市发展速度越快、文明程度越高就越注重公共设施的设计与配置。可以说，当前公共设施的产品形态不仅仅涉及“物”和“事”层面意义，还包括精神、文化层面的意义。在公共设施设计的过程中，“造型形态”始终是中心话题，也是发挥多种材料美学艺术价值的关键。

今天，公共设施的选材日益多元化，产品的形态也在随着加工成型技术的飞速发展日趋多变。那些能直接影响生产以及人们生活方式的形态将不断增加，进而在追求“新品”的消费现象中不难看出设计造型多样化形态表现的迫切性。这使得公共设施设计迎合时代发展，摒弃“千人一面”的形式，向着差异化的设计表现方向演变，呈现出“形、色、质”的日趋完美与统一。

众所周知，设计理念选择是否准确、严谨，材料运用是否科学、合理，直接决定着设施本身展现材料固有的美学因素和特有的艺术表现力，直接决定着设施本身功能、形态与工艺特征能否相互衬托，相得益彰。公共设施设计由众多学科组成，边缘性是它的主要特征之一，其主要载体是环境。广义来讲，环境是包围人类并对其生活和活动给予各种各样影响的外部条件的总和，是若干个自然因素和人工因素有机构成的，并与生存其中的人相互作用的物质空间。而公共设施设计主要涉及的内容是环境心理学和人体工程学，它是研究人在客观环境的物理刺激作用下所产生的心理反应的科学，通过相同或不同的人对同一环境或不同环境心理反应的研究，来找出规律。在环境设施设计时与其他的因素综合平衡，筛选最佳方案尽可能达到最佳的预期效果。

一、公共设施设计的造型与用材原则

(一)造型原则

公共设施的造型设计要在满足功能性(这里的功能包括实用功能和审美功能两个方面)的前提下，通过材料及其加工成型工艺得以实现。设计准备阶段可以考虑遵循以下原则：

1.易用原则

当人们进入车站、机场时，行李通过安检扫描传送带很容易从出口滑落、侧翻，人们都会很自然地快速用手去扶正并迅速取走。但如果是安检人员直接对你的行李开箱翻检、并随意丢在地上，行李袋侧翻时，相信没有人会心平气和地接受，这是因为人机关系中存在非常大的区别所造成。明显，很多具有明确产品属性的公共设施缺乏可以被人容易、有效使用的能力。日常生活中，人们身边就有很多缺乏易用性的公共产品。诸如让人晕头转向的航班信息滚动屏，让旅客忙前忙后的进站候机程序，使用说明书复杂的娱乐电子产品等。因此，公共设施必须符合人的需要，充分考虑环境设施与人的互动，做到合理和宜人。

日常生活中我们不得不在自动取款机旁边等待老人一遍又一遍地重复错误操作，而无法主动提出帮助。这是公共设施缺乏易用性造成的困扰。易用性通俗来讲就是指产品是否好用，操作方式是否简明友好。比如垃圾桶开口的设计既要考虑到液态垃圾的安置，又不能因此使垃圾的投掷产生困难；或是人们在使用自动取款机时，如何提醒用户在操作完成后记得取回银行卡片。这些都是公共设施设计时应该考虑的易用性原则(图3-1)。

图3-1　便于回收分类的垃圾箱设计

易用性是一种以使用者为中心的设计理念，易用性设计的重点在于让产品的设计能够符合使用者的习惯与需求。夏凯尔在1991年给出过“易用性”的定义：“(产品)可以被人容易和有效使用的能力。”一般来说，公共设施设计的易用性主要包括以下几个要素。

(1)易见性

公共设施通过设计获得的功能容易被使用者发现，藏得很深的功能需要用户研究、琢磨，不容易被发现，无法迅速使用(图3-2)。

图3-2　公园里可以靠树放置的休闲长椅

(2)易学性

功能设置显而易见，使用者通过简单地模拟，就可以很容易学会，并可以在短时间内完成正确的操作(图3-3)。

图3-3　公园里的流动鸟巢，鸟儿可以轻松学会快速出入、居住

(3)易用性

熟练使用的时候可以更快地操作，在可能的情况下提高用户的操作效率，节约操作时间(图3-4)。

图3-4　广场上具有坐、卧、攀爬功能的公共休息设施

与传统的私属性产品设计不同，公共设施设计因其适用范围的非限定性，往往对其实现功能的操作过程的易用性要求更高。因此，易用性原则在公共设施设计中应注意考虑以下几个因素。

①公共设施所设置的功能是否易于使用人群发现？

②公共设施所设置的操作方法能否被所有适用人群所掌握？

③操作方法的学习过程是否可以伴随正确的使用过程而同步开展？

④错误的操作方法能否得到有效的纠正？

⑤如何消除错误操作而为使用者所带来的不便或心理不适？

⑥如何在多个使用者同时操作时，保证他们之间的有序及友善？

2.安全性原则

公共设施是人与自然直接对话的道具，人在公共场所与设施直接发生关系，安全问题尤为重要，它是公共设施设计的基本原则。对于安全性的保障各国都颁布了《国家赔偿法》，明确指出由于公共设施的质量和管理不善对人员造成的损伤，国家或管理部门应给予相应的赔偿，将公共设施安全性问题提到了首要的位置。

我们在公共场所受伤的原因可能有很多种，如下雪天人行道路面太滑；路面窨井盖丢失、破损；候车厅台阶太陡，下车踩空；路口红绿灯间隔时间太短，无法快速制动；公共环境照明光照度不达标，容易出现交通意外等。

作为设置于公共环境中的公共设施，设计时必须考虑可能在使用过程中出现的任何行为差异。例如：儿童的天性活泼好动，老人行动迟缓，这些用户行为是不能改变的，而能够改变的是通过设计改善用户之间的行为能力差异，充分考虑到材料、结构、工艺形态能为设计带来的安全可行性，从设计伊始就避免对使用者造成的安全隐患，这是公共设施设计的基本安全原则。比如，供儿童使用的公共设施要尽量远离街道，无法避开时则需要单独围合起来，且器材用料要足够坚固耐用，至少能耐受正常成年人的偶尔使用(因成年人有时会被要求参与到儿童游乐活动中)，且在带有明显入口与出口的游乐设施处，尺寸设计一定能够使监护人帮助儿童方便地出入上下，以备各种紧急意外状况发生时便于施救。

在儿童游戏区周边，最好能提供既能饮用又清洁的水源供应设施，孩子在口渴时可以及时补充水分，保持小手的清洁卫生，避免因卫生条件引起的安全隐患。公共健身设施中秋千的使用率最高，也最容易造成游戏场意外事故，因此，在秋千周围预留很大的开放空间作为跌落区，并使用适当的材料(如沙子、草地、橡胶地板)作为缓冲材料，可以有效提高秋千的安全使用性能。公共设施设计的安全性原则应该着重考虑以下几方面因素。

(1)设施的自我保护

由于人与人之间存在着明显的思维认知差异，而其异常复杂的生理、心理因素左右着人的思想、行为，即使是训练有素的专业人员，在某些情况下也可能出现不同程度的操作失误。因此，理想的操作状态是公共设施本身已具备避免操作失误的功能，使人置于安全状态下。如用户在使用银行自动柜员机提取现金时，柜员机自身在现金存放槽设置定时开合模式，既可以满足正常操作取放现金需要，又有效保障了柜员机内财物不受损害(图3-5)。

图3-5　自动柜员机定时开合设置

(2)设施的限定保护

这种安全设计的目的是将使用者的活动限定在一定的范围内，实现有效的安全指数。如城市快速公交进出站时，候车岛停车门感应装置的开合设置，可以有效控制候车人流的流向，避免像普通公交车进站时乘客在车头前后追赶现象的发生，避免了意外事故的发生，提高了乘车效率(图3-6)。

图3-6　厦门市快速公交候车隔离设施

(3)隐藏危险部件

一些产品的某个部件具有必然的危险性，将其必然性转化为不惧危险的形式。如一些户外游乐、健身设施，就非常巧妙地将能够旋转的成组齿轮通过包覆形态设计，大大提高设施的安全性(图3-7)。

图3-7　可以自由组合的公共设施，易打滑处采用包覆处理，安全稳固，舒适度高

3.系统性原则

“系统”一词在中华大辞典中有两种解释：其一，同类实物按一定的关系组成整体；其二，有条有理的。一般而言我们可以将其理解为由一些联系、互相制约的若干组成部分组合而成的，具有特定功能的一个有机整体(集合)。凯文林奇(Kevin Lynech)将城市空间归结为由道路、边界、节点、区域与地标等五种要素所组成的系统，它们互为因果，形成城市的公共空间系统。城市中的公共设施是作为其子系统而分布其中，具有明显的从属关系，同时设施之间又相互协调，构成自己独立的体系，这就是公共设施的系统性(图3-8)。

图3-8　光洁的镁铝合金公共设施系统，质感轻巧，结构稳固，表面涂层性能稳定，现代感强

以城市公共照明子系统为例，我国在2006年发布的《城市道路照明设计标准》中，就对不同道路、行人流量、道路区域、平均照度、交会区域等涉及公共照明系统的各个指标给出了较为详细的标准(具体信息参见表3-1、图3-2所示)。由此看来，城市道路照明绝不只是一个个耸立在道路两边的路灯，而是根据不同区域、不同流量、不同环境等特点组织构成的城市公共照明系统，其系统性的设计原则不言而喻。

表3-1　交会区照明指标参考标准

表3-2　城市道路交通照明参数要求

目前城市公共设施的系统类型，按照其在城市生活中所发挥的不同作用，可以归结为基础性公共设施、便利性公共设施、交流性公共设施三个子系统。基础性设施在于保证城市正常运行；便利性设施在于优化市民公共生活质量；交流性设施在于增强市民相互交流与自我实现。通常来说，城市中基础性设施的发达程度直接决定着其他公共设施的发展。

譬如：公共照明必须沿着城市交通路线分布，路灯亮度或数量往往与道路宽度及人行流量呈正比；公共卫生设施与便利性设施必须与人口密度相匹配；休息设施、健身或游乐设施不宜处在城市快速路或主干道旁边；公共休息区或市民较长时间逗留的区域必须配有垃圾清理或回收设施等等。再如健身设施周围需要设置公共照明设施，以便起到引导人群使用的目的。而缺乏这种集中照明的公共设施，因缺乏引导性、安全性和交互性，在夜晚的使用率相对较低。事实上，卫生设施、休闲设施、便利性设施、健身设施等公共设施系统，它们之间及其内部均存在着自然匹配的关系，这种关系在设计时可以概括为系统性原则。

4.视觉审美原则

文明的公共空间环境自然应该是美的公共环境，公共设施设计对于提升城市形象有着重要的作用和意义。功能良好与造型美观并不冲突，一个设计合理并富有美感的公共设施，不但可以有效地提高其使用的频率，而且可以增进市民爱护公共设施与公共环境的意识，增强对城市的归属感和参与性。因为，形态优雅的公共设施在满足功能需要的同时，还兼具美育的功能(图3-9)。

图3-9　水泥质地的骨状花坛长椅一体化设计，与周围环境协调，在细节上呈现出低调的美感

以往人们不会将公共设施规划在工业设计范畴之内，原因就在于传统的工业设计具有机械化、大批量生产的特征。而公共设施设计往往采用专项设计、小批量生产的特点，这与环境设计的特征具有相似之处，因而多将公共设施设计归入环境设计。事实上，随着加工工艺与生产技术的进步，早期工业设计的大批量生产正在向着人性化、个性化的小批量生产方式转移。设计中“人”与“环境”的因素已经摆在了重要的位置予以考虑，这一点与公共设施设计的基本特征是一致的。而公共设施设计的审美则在于，设计师应根据其地域环境、城市规模、文化背景等因素的差异，对相同功能的设施提出不同的解决方案，使其更好地与环境“场所”相融合，呈现多元化的视觉美感。

5.公平性原则

公共设施的功能性更多地强调参与机会的均等与使用的公平，主要表现为公共设施应不受性别、年龄、文化背景与教育程度等因素的限制，能被各个层次的使用者公平地使用，这也正是公共设施不同于私有产品的根本之处。公平性原则在设计中被表述为普适设计原则或广泛设计原则，在我国较多地表述为“无障碍设计”。自1967年以来，欧洲更多地使用“为所有人设计”的说法。事实上，如果将无障碍设计的含义只简单地理解为公共设施中盲道、坡道等专供为障碍者使用的设施，是很不全面的，这种设计原则应贯彻到所有的公共性产品之中。

在每一项公共设施设计中，设计师都应具体、深入、细致地体察不同性别、年龄、文化背景和生活习惯的使用者的行为差异与心理感受，而不仅仅是对行为障碍者、老年人、儿童或是女性人群表现出特殊的“照顾”。

(1)无障碍设计

“Universal Design”一词最早由美国教授Ronmace于1974年国际残障者生活环境专家会议中所提出。Ronmace除了是建筑师兼工业设计师外，他本身也是小儿麻痹症的患者。“Universal Design”原始的定义为：与性别、年龄、能力等差异无关，适合所有生活者的设计。1998年The Center for Universal Design再修正为：在最大限度的可能范围内，不分性别、年龄与能力，适合所有人使用方便的环境或产品之设计。

无障碍设计、跨代设计、广泛设计，以及普适设计在本质上指的是一回事，只不过在程度上略有不同，如无障碍设计着重关注的是行为受障碍者；跨代设计所强调的则是老人与儿童；广泛设计与普适设计所体现的则是设计应该照顾到每个人的真实需要。而不只是社会上最有购买力的那部分人，它所强调的是设计所应体现出的“公平原则”与“普遍适应”的原则。

无障碍设计最早可以追溯到20世纪30年代初，当时瑞典、丹麦等国家建立起专供残疾人使用的公共设施。1961年，在瑞典召开的国际生理残障者康复学会(ISRD)上，更加关注在欧洲、美国和日本等国家开展的无障碍设施设计。同年，美国制定了世界上第一个《无障碍标准》以后，英国、加拿大、日本等几十个国家和地区相继制定了法规。我国于1983年在北京召开了“残疾人与社会环境研究会”，并发出“为残疾人创造更便利生活环境”的倡议。1986年7月建设部、民政部、中国残疾人福利基金会共同编制了我国第一部《方便残疾人使用的城市道路和建筑物设计规范(试行)》，1989年颁布实施。

2012年9月1日我国建设部批准《无障碍设计规范》为国家标准并开始实施。

今天，无障碍设计的观念已经深入到环境建筑设计、工业设计、信息传达设计等各个方面。成为体现社会公平、彰显社会文明的重要特征。无障碍设计主要表现为通过改动那些起初并未考虑残障人士需要的设计，而适应他们的设计行为。如通过设置盲道、坡道或直梯，来提高行为有障碍者的通过率；通过在公共设施中设置的声音、震动、灯光或色彩等多种提示方式，来提高残障人事的使用率；通过在电视媒体中设置手语、字幕等方式，来方便失聪者观看等(图3-10)。

图3-10　上海世游赛上东体中心看台上的残疾人专用座位

(2)跨代设计与广泛设计

轮椅仅仅是肢体残障人士的代步工具，不会独立行走的婴幼儿、步履蹒跚的老年人难道就不需要？事实上，任何一个正常人在其生命初期与垂暮之年总是需要与带轮子的座椅相伴，只是生命的初发与凋谢的象征意义不同，以至于我们很难将儿童推车与成人轮椅看成是一类事物。

如果说无障碍设计关注的多半是残障人士，那么，跨代设计或广泛设计则是对“行为受障碍者”有了更广泛的界定。我们在生命初期，身体机能发育尚未完善无法独自进食，不能独自行走，不会进行语言交流，是不折不扣的“行为受障碍者”；而随着年龄的增长，我们日益变老，身体机能逐步退化衰减，逐渐出现耳聋眼花、步履蹒跚，再次沦为“行为受障碍者”。而另一方面，似乎每个人都有这样或那样的偏见，甚至患有不太明显或非常明显的精神疾病。从这个意义上分析，几乎所有人都会是“残障人士”。

日常生活中我们所见到的残疾人专用设施并不齐全，由于到处充斥着单纯讨好社会强势群体的设计，给弱势群体造成了太多不便，一些本可以完成的基本操作变得难以逾越，加深了他们“行为受障碍者”的心理阴影和精神负担。如果通过专门化的设计消除这些障碍，让他们像正常人那样自由地活动和愉快地生活，那么，他们便不再感觉身体残障会对生活造成多大的不便，心灵也会逐步趋于健全。 从某种意义上讲，真正的残障并不是机体的不健全，而是精神的不健全，消除精神负担才能健康生活。因此，随着社会文明程度的不断提高，设计对人的关照更加深入，强调关爱老人、儿童、病人等弱势群体的生活质量。设计师开始尝试在设计伊始就努力考虑到弱势群体的特殊需要，将原本适应他们的设计通过修改，来适应身体能力正常人的需要。

因此，跨代设计主要是指通过事先设计来使器物能够被各个年龄阶段的人很好地使用，而广泛设计则是指设计能够广泛地被绝大多数人所接受。跨代设计或广泛设计的基本原则一般包括以下几点。

①公平使用

公共设施处于公共环境当中，应当尽可能地被所有人使用。设计师应该向所有使用者提供他们真正需要的功能物，而避免将某些特殊人群排斥在外。

②弹性使用

公共设施所能实现的功能应尽可能宽泛，要充分考虑到不同人群在使用相同器物时生理或心理的差异，并在详细考虑不同人群实际能力或操作习惯的基础上，尽可能设计出富有弹性的产品或空间，使产品得到充分的使用。

③感性使用

公共设施应该易于理解，简单实用。使用者可以通过最基本的生活经验、感性知识，或者图形符号来理解并正确地操作设施，并通过及时有效的多重反馈信息使操作者获得信息反馈。

④耐错使用

老人或儿童因为生理原因操作失误的几率较高，设计师应在设计过程中预先考虑到这些因素，并对一些容易造成严重后果或不可逆转的操作，设置各种反馈机制，使错误操作能被及时得以纠正或控制。

(3)普适设计

设计上的普适设计本质上根源于思想上的普世观念，一般认为，普世价值就是普遍适用全人类的通行价值体系。它们的本质意义应该超越人的意识形态和观念斗争，是放之四海而皆准的道德准则。普世价值基本包括人权、自由、民主、平等、博爱、信仰与文化多元发展等内容。而普世价值作用于现代设计中，则被表现为普世观念，着重强调不同人群对设计需求的“公平”性。它将无障碍设计或跨代设计所涉及的范围持续扩大，强调设计应该尊重社会每一个独立个体的真实需求，通过设计的力量体现他们的价值与尊严。

广义分析，普适设计是指设计师的作品具有普遍适应性，能够被所有人方便地使用，为了达到这个目的，在设计之初，必须经过深入的分析研究，以便能适用于所有的潜在使用者，这些人包括：残疾人、老人、儿童、病人、妇女、贫困者，以及持少数信仰者等。然而，另一方面，普适设计的命题又是一个“悖论”，如果说普适设计努力从人类身体的共性需求出发，去清除他们之间的差异性，设计当然应当强调实用性；但人们的心理又会因为民族、宗教、信仰、文化和经济等因素而呈现某些差异，设计师又要表现出差异性。因为，今天，我们在公共空间或公共设施产品中强调设计的“普适”性，而在私属空间或私属产品中则更强调设计的人性化与个性。

6.适度原则

城市中的公共设施决定着一座城市的社会公共环境质量，而社会的公共环境质量是社会财富积累量的晴雨表，也是衡量公众文明度的显性指标。城市公共环境与设施的发展过程会呈现出这样一种趋势：当城市(也可以指国家或地区)居民收入普遍高于该区域的公共性收入比时，个体的财富会向集体或社会溢出(这种情况类似于地下水位与泉水之间的关系)。同样，当市民的私属环境普遍优于城市的公共环境时，城市的公共环境便得以改善；反之，当城市居民的收入普遍偏低于社会财富比时，社会的财富便必然会向个体转移，无论这个过程是否被道德或法律允许。同样，当公众的私属环境比公共环境更糟糕时，公共环境中的设施便必然面临被破坏的危险。这种态势也就能够解释我国为什么会在20世纪末、21世纪初才开始真正关注城市公共环境设施的设计。而这一过程，西方发达国家在20世纪70-80年代便已经完成。因此。城市中的公共设施并非越贵越好，它应与城市经济发展水平及发展质量成正比。以公共座椅为例：公共座椅的主要功能是为公共空间中穿行或逗留者提供必要的休息，但这种“休息”的程度级别在于“坐”，而并非是“卧”。然而很多城市的公共座椅设计不但长而且宽，中间又未设置扶手隔断，这样的座椅往往变成了游客的躺椅，不但没有满足普通市民“坐”的需要，反而对周边环境产生负面影响(图3-11)。

图3-11　公园里的广告语座椅，向路人传达座椅的合理使用方式

一项由美国加州圣何塞市的城市公园与游憩管理局(the Park and Recreation Department)在1981年所做出的调查表明，10～25岁的男性是公共设施的主要破坏者，而周末日落与日出的这段时间则是绝大多数破坏活动发生的时间。破坏公共设施的原因可能包括无聊、酗酒、家庭破坏、缺乏管教、职场压力、甚至是娱乐活动的昂贵或缺乏所造成。

华盛顿大学的建筑系曾做过关于户外休闲环境的调查，把用户破坏活动分为四类：改变用途(把垃圾桶当成梯子)；损毁东西(打碎玻璃或照明灯罩)；拆除或偷窃(偷走任何可以偷走的东西)；丑化形象(人为涂鸦)。其中，被破坏的几率从高向低排列，分别为桌子、长椅、墙、公厕、娱乐器械、灯具、指示牌、垃圾桶，可见，蓄意破坏公共设施的行为在任何地方都有，只是发生的概率不同。

为此，在公共设施设计中，要把握“适度”原则，具体来讲就是做到功能适度和材料合理。所谓功能适度主要是指：公共设施单体在满足自身的基本功能时，不宜诱使使用者赋予其其他功能。而材料合理主要是指：公共设施的造价应与民众的普遍收入水平相参照，设计师应优先考虑使用那些价格低廉、加工方便而又坚固耐用的材料，避免通过堆积昂贵材料取得炫耀性的视觉效果的做法发生。事实证明，许多城市将铸铁窨井井盖替换成水泥材质后，井盖丢失现象得到很好的遏制。这说明了材料的合理性对于保障公共设施不被蓄意破坏是多么的重要。

7.环保性原则

如果说无障碍设计、跨代设计、普适设计的关注重点仍然停留在强调当代人的幸福。那么，绿色设计与可持续设计就在于谋求子孙后代的福祉。“生态整体主义”的观点要求人类必须有节制、有计划地利用资源。设计不能仅仅贪图一时之快，而侵害蚕食子孙后代的生存权与发展权，在这种情况下，绿色设计与可持续设计便呼之欲出了。

1971年，维克多·帕帕斯顿所著的《为了真实的世界而设计——人类生态学和社会变化》为绿色设计的思想的发展做出了划时代的贡献，维克多更加强调设计工作的伦理价值，他认为设计的最大作用并不是创造商业价值，也不是审美风格方面的单纯竞争，而是创造一种新的社会变革的力量。设计师应该认真地考虑人类对自然资源的使用问题，并对保护地球环境承担应有的责任。1933年，奈吉尔·维特利(Nigel Whiteley)在《为了社会的设计》一书中也探讨了相似的观点，即设计师的设计—社会—环境的互动过程中究竟应该扮演一种什么样的角色。

绿色设计是在20世纪80年代作为一种被广泛接受的设计概念真正流行起来，与其相关的设计理念还包括生态设计、环境设计、生命周期设计等。从广义上分析，绿色设计是20世纪40年代末逐渐建立起来，并在60年代迅速发展起来的环境伦理学和环境保护主义运动向设计界的投射，是从造物角度对人与环境之间关系的思考。在狭义上讲，绿色设计就是指以节约资源为目的，以绿色技术为方法，以仿生学和自然主义等设计观念为追求的设计行为(图3-12、图3-13)。在所有设计领域中，在公共设施设计中贯彻“绿色主义”的基本原则尤为重要，其主要原因可概括为以下几点。

图3-12　就地取材用速生竹子设计的公共座椅，一捆结实的竹子被固定绳索束在一起，形成一个圆柱体。然后，设计师再将这个圆柱体安置在户外已经布置好的不锈钢底座上。由于不锈钢底座具有一定弧度，所以可以卡住“竹筒”，将其固定住。接着，设计师再给“竹筒”塑形，让这捆竹子变化出一个供游人安坐的凹槽来。最后，经过抛光打磨，一款公共长椅便可以为市民们提供服务

图3-13　可替换椅背、椅座的天然材质公共座椅

首先，公共设施设计多设置在公共空间当中，具有引导市民思想意识和价值取向的意义，它所提倡或抵制的生活方式，将会在无形中对公众形成普遍的影响力。

其次，就公共设施而言，从其设计、生产、采购、放置，到其投入使用，与其他私属化产品完全不同，民众对公共设施具有某些“不可选择性”；换而言之，民众能够决定他们的私属空间中的生活状态(无论其是否真的绿色环保)，但却无法决定其在公共空间中的生活状态。如果公共设施所引导的生活方式是“绿色”的，那么，民众的生活状态便更趋于“绿色”(图3-14)。

图3-14　高速路边的风力发电路灯，利用疾驰而过的车流产生的风力进行发电，以供夜间照明

第三，相对于城市的私属空间而言，市民在公共空间中消耗的能量、造成的污染是可控的。因而，如果每一件公共设施都能真正贯彻绿色环保的设计原则，使其对能源的消耗和对环境的影响降低到最低程度，那么，将大大降低整个社会的运行成本。

因此，在公共设施设计中贯彻绿色环保的原则，绝不仅仅是设计几个分类垃圾桶那么简单，它所产生的巨大的社会示范效应应该被广泛关注和引起重视。这就要求设计师必然在材料选择、设施结构、生产工艺、设施的使用与废弃等各个环节进行通盘考虑，整体把握。

(二)公共设施的常用材料

公共设施设计中，材料是设计得以实现的物质基础。公共设施设计中的材料一般是指铺设、构建公共实用空间以及构建内部可供使用的各项设施、内外部起到装饰效果的材料。可以说构成公共设施设计的材料有很多种，这些材料有着不同的物理和化学属性，以及经验带给人们的各自极富特色的知觉特性。

1.金属材料

公共设施设计中的金属材料主要是以结构材料为主，包含铁材料、不锈钢材料、铝合金材料等。

(1)铁材

铁材熔点低，具有良好的切削性、耐磨性以及减震性，生产工艺简单，成本低廉，可用于制造各种复杂的结构和零件，在公共设施设计中主要集中运用于大型的路标指示、公共休息座椅、公交车站的框架结构，如铁管、铁板等。

①板材：一般厚板厚度在2～200mm；薄板厚度在1～2mm。常用的有冷轧黑铁(黑铁皮、角铁、可喷漆)和镀锌白铁皮(防腐、防锈有花纹)等。

②型材：主要有角钢(三棱、四棱)、工字钢(做大型结构)、槽钢、方钢、扁铁。

③管材：主要有圆管和方管。圆管一般直径在15mm以上，方管多为薄壁(2mm)。

④线材：主要有钢筋、钢丝、展示桁架等。

(2)不锈钢

不锈钢的特点是不易生锈、韧性好，强度大，价格相对较高。公共设施常用到不锈钢板材和管材。不锈钢板材包括白板、钛金板、拉丝板、镜面板、亚光板、磨砂板和镭射板等，规格多样。不锈钢管材主要有圆管和方管等。

(3)铝材

现代工业制品中铝比钢运用得更加广泛，而价格比钢材便宜，具有质量轻的特点，在公共设施设计中运用普遍。如大型户外广告的框架面板等，其优越的性能是其他材料无可替代的。

①铝合金型材：生产方式主要有挤压和轧制两种。具有质轻、高强度、耐腐蚀、耐磨等特点，经过氧化着色处理可以得到各种色泽艳丽、装饰效果好的配件、幕墙、展架等。

②铝合金装饰板材及制品：主要包括铝合金花纹板、铝合金波纹板、铝合金冲孔平板、铝合金平板和蜂窝板等(图3-15、图3-16、图3-17、图3-18)。

图3-15　铝合金花纹板

图3-16　铝合金波浪板

图3-17　铝合金冲孔平板

图3-18　铝合金蜂窝板

(4)彩色涂层板

以冷轧钢板或镀锌钢板为基础，经过表面处理在基层表面形成一层极薄的磷化钝化膜，可增强抗腐蚀性，基板在加工后可得到彩色涂层钢板，一般用于户外公共设施的门窗、墙面或局部配件。如：VC涂层钢板、彩色涂层压型钢板、彩板组角钢门窗等(图3-19)。

图3-19　彩色涂层压型钢板

金属材料的自然色泽、机理效果构成了金属产品最鲜明、最富感染力的时代审美特征，对人们的视觉、触觉以及直观感受产生了强烈的冲击，产生不同的综合感受，如黄金的辉煌、白银的高贵、黄铜的凝重、不锈钢的亮丽等，不同的金属质感呈现出不同的色彩、机理、质地和光泽，展现出各自的个性特征。

2.木质材料

公共设施设计中使用的木材多为人造板材和新型板材。

(1)人造板材

主要是利用原木、刨花、木屑、废材及其他植物纤维为原料，加入胶黏剂而制成的板材。与天然原木木板线比较具有幅面尺寸大，质地均匀、表面平整光滑，变形小，美观耐磨，易于加工的优点。因其合成方式不同，种类繁多，主要有：胶合板、刨花板、纤维板、细木工板以及各种轻质板材等。广泛运用于公共空间、设施设计当中。

①三合板：由实木或木工板等木板或木条叠加三层，并胶合为一整体板材。上下层板材条纹方向相同，中间夹层与二者方向垂直，这样受力大。常用做家具的侧板及饰面材料(图3-20)。

②合成板：厚度主要有两种(5cm和9cm)，主要做支撑结构，可压缩，主要有刨花板、密度板、复合板等。刨花板是用木材碎料为主料，添加胶水、添加剂压制成型的薄型板材。按加工方法不同，又可以分为挤压刨花板、平压刨花板两类，这类板材价格便宜，承压力大，但强度较差，用做家具的面板内衬或侧板，不适合钉钉子，怕水泡潮湿，易变形(图3-21)。

图3-20　普通三合板

图3-21　中密度板

③防火板：又称“塑料饰面人造板”，具有优良的耐磨、阻燃、易清洁和耐水等性能，适用于做公共家具、卫生间家具(图3-22)。

图3-22　防火板

④纸质饰面人造板：这种板材以人造板为基础，在其表面贴有木纹或其他图案的特制纸质饰面板材料。它的各种表面性能比塑料饰面人造板稍差，常见的有宝丽板等适合制作室内公共设施，如灯箱、立体广告海报骨架部分(图3-23)。

图3-23　宝丽饰面板

⑤细木工板：俗称大芯板，是两块单板中间胶压拼接木板而成，中间木板是由优质天然的木板经热压处理(室内烘干)以后，加工成一定规格的木条，由拼板机拼接而成。拼接后的木板两侧各覆盖两层优质单板，再经冷、热压机胶压后制成。与刨花板、密度板相比，其天然木材特性更复合人的审美，具有质轻、易加工、握钉力好、不易变形的优点，是室内装修和高档木质家具的理想材料。

(2)新型木材

随着科技的不断发展，各种特殊功能的木材应运而生，展现出广阔的前景。主要有增强木材、铁化木材、有色木材、陶瓷木材、彩色木材、防火木材、浇注木材、脱色木材、复合木材等，这些新型木材融合了现代科技，在原有木材属性的基础上，研发和创新了新的实用特性(图3-24、图3-25)。

图3-24　防静电合成板

图3-25　聚氨酯保湿合成板

①增强木材：美国研发了一种陶瓷增强木材，它是将木材侵入四乙氧硂硅中，吸附饱和后放入500 ℃的固化炉中，使木材细胞内的水分充分挥发。该木材形似木材，既保留了木材的天然纹理，又可以接受着色，且硬度和强度大大高于原有木材。

②复合木材：日本研发的一种PVC硬质高泡复合材料木材，主要原料为聚氟乙烯，并加入适量的耐燃剂，使木材具有防火功能。该材料为单位独立发泡体，具有不连续、不传导等特性，可发挥隔热、防火、耐用等特点，可以用于公共耐火性环境。

③彩色木材：目前，匈牙利一家公司已经研制成功一种彩色木材。它采用特殊处理法将色彩渗透到木材内部，锯开就可以呈现彩虹般的色彩，因而不需再上色。

新型木材的出现，为公共设施设计提供了更加广阔的选材余地。科学合理地选用材料，不仅是设计造型的需要，也是保证设计质量、提升设计品位的需要。应注意要选用具有一定强度及韧性、刚度和硬度、质量适中，材质结构应该细致；有美丽的自然纹理，材料的质感悦目；干缩、湿涨和翘曲变形小；易于加工，切削性能良好；胶合、着色及涂饰性能良好；有抗气候和抗虫害性能。

3.塑料材料

塑料是一种高分子合成材料，种类繁多，多数具有可分割性、弹性、可塑性和绝缘性等特点。

公共设施设计中常用到的塑料制品主要有：各种塑料壁纸、塑料装饰板材(塑料装饰贴面板、硬质PVC板、玻璃钢板、钙塑泡沫装饰吸声板等)、塑料卷材地板、块状塑料地板、化纤地毯等。

(1)塑料壁纸和贴墙布

塑料壁纸在公共环境运用最为广泛，它是以具有一定性能的原纸为基层，以聚氯乙烯(PVC)薄膜为面层，经复合、印花、压花等工序制成。塑料壁纸分为普通壁纸和发泡壁纸，每种又分若干种类。普通壁纸是以80 g/m2的纸做基材，涂以100 g/m2左右的PVC树脂，经印花、压花而成，包括单色压花、印花压花、有光压花和平光压花等几种，是最普通的壁纸。发泡壁纸是以100 g/m2的纸做基材，涂有300～400 g/m2掺有发泡剂的PVC糊状树脂，经印花后再加热发泡而成，这类壁纸有高发泡印花、低发泡印花和发泡印花压花等品种，具有质轻、隔热、隔音、防震、耐潮等特点(图3-26)。

图3-26　装饰化纤贴墙布

(2)塑料装饰板材

塑料装饰板材有塑料贴面装饰板、硬质PVC板、玻璃钢板、钙塑泡沫装饰吸声板等。

①阳光板：特点是中空，可较容易地弯曲，有多种色彩，加工工艺较简单，受规格限制，价格高。厚度有8mm、10mm、15mm，长度有3 000mm、4 000mm、6 000mm等不同的规格。

②有机板：分透明和有色有机板两种，色彩局限在纯色和茶色。缺点是非常的脆，而且较容易脏，极易被损坏。规格1 200mm×1 800mm，厚度最薄0.4mm，常用厚度为2mm、3mm、4mm、5mm。白有机板、奶白片，透光漫反射；瓷白片，不透光，用做贴面。

③亚克力板：主要有透明亚克力(水晶效果)、彩色亚克力、亚克力灯箱等。价格比有机板贵，品质好，硬度高，不易碎，透光效果好。

(3)玻璃钢装饰制品

玻璃钢是一种复合材料，大多数是由玻璃钢纤维与不饱和聚酯树脂复合而成。最显著的特点是：高比强度、高比刚度、耐热性好、电绝缘性好，在公共设施设计中应用广泛(图3-27)。

图3-27　彩色玻璃钢板材

现代公共设施设计越来越多地运用塑料，其主要原因是塑料的成型工艺简单，可塑性好，可以使设计造型取得良好的艺术效果和经济效果。此外，塑料的外观易于涂饰着色，经过镀饰、印刷等手段，加工出金属、木材、皮革、陶瓷等各种材料所具有的质感。

(4)玻璃材料

公共设施设计中常用的玻璃主要有：平板玻璃、压花玻璃、中空玻璃、热反射玻璃、夹丝玻璃、釉面玻璃、彩色饰面玻璃等。

①平板玻璃：最常见的玻璃，也叫青玻璃、无色玻璃，一般厚度为4～5mm，适合做玻璃窗或玻璃罩。

②压花玻璃：具有透光不透明、白度高、花纹清晰美观的特点，广泛用于居家装饰、公共装饰构件中。压花玻璃的纹样多种多样，可以实现设计师想要展现的艺术效果。

③中空玻璃(图3-28)：有上下两层或者两层以上的平板玻璃原片构成，四周用高强度、高气密性的复合胶黏剂将两层或多层玻璃与铝合金框架和橡皮条、玻璃条粘接、密封，中间充入干燥气体，具有隔热、隔声性能，所以又称绝缘玻璃。

图3-28　防霜冻中空玻璃

④热反射玻璃：将平板玻璃经过深加工后得到的一种新型玻璃制品，具有良好的遮光性和隔热性，可节约室内热能源，而且起到很好的装饰作用。

⑤夹丝玻璃：又称防碎玻璃和钢丝玻璃，是将普通平板玻璃加热到熔融软化状态，将预热处理的金属丝或金属网压入玻璃中制成。

⑥釉面玻璃：在玻璃的表面涂饰一层彩色易溶性色釉，然后加热到釉材的熔融温度，使釉层与玻璃牢固结合在一起，经退火或钢化等不同热处理方法获得。彩色釉面玻璃是对通过的可见光具有一定选择性吸收的玻璃。根据着色工艺可分为本体着色和表面着色。色泽多种，可拼成各种花纹的图案，产生独特的装饰效果(图3-29)。

图3-29　彩色釉面玻璃

玻璃是一种优雅神秘的材料，它令很多人痴迷和向往，其品质能唤起人们的梦想与追求。玻璃以其天然的、极富魅力的透明性和变幻无穷的色彩和流动感，充分展示了其材质美。

(三)公共设施的材料选择与表面处理

在公共设施设计中，应充分认识和了解材料的特性以及加工手法，这样不仅可以从使用和结构特性上充分发挥材料的物理和化学特性，同时也可以根据材料的视觉特性去创造美的形式。

材料设计在满足功能要求的前提下，应尽量满足大众的生理需要。材料的选择是公共设施设计得以实现的重要环节，不同的材料带来不同的视觉刺激和感官刺激，在进行设计选材时可以遵循经济、美观、宜人、环保、科学合理的原则进行，达到资源优化配置。

1.经济性

公共设施是提供给市民使用的设施，属于易耗损物，注重耐用和低成本至关重要。设计师必须从经济角度考虑材料的选择，比如原材料成本、加工装配问题、后期维护成本等。应尽量选择质量轻、强度大、可重复利用可靠的材料，以及更有效的加工工艺。如金属材料在室外露天环境下，容易氧化腐蚀，如换成其他材料成本将会太高或是成型工艺太过复杂，这时不妨考虑通过表面镀层或是涂装处理，避免氧化又极富装饰效果。为了降低成本，我们可以利用人造材料及相关工艺处理，以良好的人工质感来代替自然质感，从而节约大量的天然材料，并实现材料替代的多样性和经济性。例如用玻璃钢替代金属制作公共设施的骨架结构，塑料贴面板材制作公共座椅模仿原木质感纹理。此外，经济性还体现在就地取材、就近选材，考虑多用本地区出产的材料节约交通运输成本上(图3-30、图3-31)。

图3-30　黏滞形态公共组合座椅，白瓷底座与仿木质感的活动座面形成鲜明的视觉对比，清新雅致与周围环境相得益彰

图3-31　用经过循环利用的电子垃圾制作的路牌，看上去与普通路标无异，却使废料中的有毒垃圾再次派上用场

2.审美性

公共设施设计中，材料作为构成产品的物质基础，直接影响着环境设施的各种性能以及外观表现。材料是公共设施与人发生直接接触的唯一载体。正如美国著名的哲学家、诗人桑塔耶纳所写：“假如雅典娜的巴特农神庙不是由大理石砌成，王冠不是用黄金制造，星星没有亮光，那它们都将是平淡无奇的东西”。在公共设施设计的过程中，需充分考虑材料自身的不同个性，使其在满足产品基本功能的基础上，充分体现各自的美感，符合人们的审美追求。且公共设施不是一个孤立单一的产品，它必须要存在于一个空间中，这时材质给人的感觉要与周围环境相协调(图3-32、图3-33、图3-34)。

图3-32　展现现代工艺技术之美的公共座椅

图3-33　展现材质天然之美的公共座椅

图3-34　展现形态之美的公共座椅

不同的材质存在自身独特的美感，公共设施设计中应充分挖掘这种自然的美感，这会使相关的设施自然形成不同的个性属性和美学特征。例如，金属坚硬，打磨后表面光滑反光度高；木材自然质朴，纹理多样、色彩柔和、轻松舒适；花岗岩质地坚硬、密度大，给人以稳重、大气、壮丽之感；陶瓷质地细腻、光泽温润、美观耐看；塑料色彩多样、轻巧别致、可塑性强。在选材时，尽量遵循美观、协调的原则，注意整体与局部、局部与局部之间的配比关系，各部分的材料质感设计应按照形式美的法则进行配比，才能获得整体上的享受。

3.人性化

公共设施是为人服务的，这就需要充分考虑环境设施与人的互动，做到设计的人性化。在材料运用上，注重满足公众生理上的舒适需求，特别是照顾到老人、儿童、残疾人的特殊人群的需要，通过对人体直接接触的各个“界面”材料的关注，选择可以提高舒适度的材料。例如在炎热的地区尽量选用具有凉爽透气质感的材料，如天然石材、钢材等；而在寒冷的地区就尽量选用触感温暖的材料，如木材等天然材料。另外，还要注重人造材料和天然材料的有机结合，创造良好的生态环境，并在设施与场所、文化背景之间通过材料建立密切的联系，创造良好的文化环境满足公众的情感需求，在设计中体现人文关怀(图3-35、图3-36、图3-37)。

图3-35　广场多功能公共娱乐设施，可以满足各年龄段需要

图3-36　可自由组合变换距离的公共座椅

图3-37　多用途自行车停放设施

4.科技环保性

随着科学的发展，新材料新技术也日新月异，大大拓宽了设计师进行设施设计的材料选择面。这些新材料具有传统材料所不具备的高性能、低成本，兼具特定的美感。如塑木复合材料具有植物纤维和高分子材料的诸多优点和特性，这使得其使用环境和使用形式更加广泛，也能获得更好的经济效益和审美价值。随着科学的发展，人们已经认识到材料科学与人、社会、环境相协调，必须实行可持续发展战略。设计师要充分考虑到所用材料对环境的影响，尽量减少或不选有毒、有害的材料，多用可回收或是重复使用的材料。满足基本使用功能的条件下，尽量减少材料使用种类和数量，简化设计结构，选用耐用材料延长使用寿命，提高公共设施的使用效率(图3-38)。

图3-38　可以卷动座面的公共座椅，方便在雨过天晴后使用

除此之外，公共设施材料的感觉特性除与选择材料本身固有的属性有关以外，还与材料的成型加工工艺、表面处理工艺有关，常表现为同质异感或异质同感。例如经过抛光打磨的塑料制品表面看上去晶莹剔透、色彩鲜艳，充满了生机与活力，没有经过抛光打磨的塑料制品则黯哑、稳重，给人以朴实、自然质感。因此，不同的加工方法和工艺处理会产生不同的视觉效果，从而获得不同的感觉特性。

金属材料坚固耐用，因而是户外设施的主体材料或结构支撑材料。金属材料可以通过冷、热两种加工方式成型，如剪、切、铣、冲压、焊接、铆接等来制成理想中的形态尺寸。对于公共设施而言，剪、冲、折是其中最常见的工序，如座椅、围栏支撑件等。公共设施造型复杂时，需要多次使用焊接工艺，焊接不仅是实现造型、表达意念与情感的重要成型手段，同时也具有一种艺术的表现力。焊接后的痕迹能够产生奇特的肌理美，丰富设计的艺术美感。

此外，一些非量产的公共设施可以通过锻造、模型浇注手段得以实现。锻铸工艺充分利用了金属材料的可塑性和延展性，在锻造过程中留下了情绪化的痕迹，可方、可圆、可长、可短、可规则、可随意，具有强烈的个性化特征。

金属的表面工艺主要有两种：一种是经过物理精加工，如切削和研削，利用刀具等对设施金属表面进行细加工，获得镜面、磨砂、拉丝、梨皮面等效果；另一种是在金属表面进行被覆处理，通过在其表面覆盖一层薄膜，改变金属材料的表面物理化学性质，赋予材料全新的肌理和色彩。

镀膜，利用各种加工工艺方法在金属表面覆盖一层或多层其他金属的薄膜，从而提高金属材料表面的耐酸碱腐蚀性、抗氧化性、耐磨性，以及细微调整金属表面的光泽、色彩、光滑程度等，如度铬金属板、镀锌钢管等(图3-39)。

图3-39　太阳能户外广告牌，塑料支撑件表面镀金属膜，光洁细腻

涂装，应用最广泛，能赋予设施丰富的色彩和肌理，主要是通过在金属表面涂覆有机物高分子材料的涂层来得以实现，也被称为涂装。涂装后的金属可以获得一些高分子材料的特性，改变自身的物理性能，如金属表面涂过防锈涂层以后，抗氧化腐蚀的能力就会大大加强(图3-40)。

图3-40　塑料仿木纹户外公共座椅，表面油漆涂装未完成的设计效果醒目

塑料，是很好的成型材料，主要由高分子材料复合而成。透明、有光泽、耐冲击，具有质量轻、电绝缘性好、耐化学性好等特点。如常见的ABS、有机玻璃、PVC、PP、PE等，塑料在公共设施设计中运用相当广泛。塑料按照其加工特性可以分为热塑性塑料和热固性塑料两种。成型方法有：模压成型、注射成型、真空成型、延压成型和吹塑成型等。塑料材料在高温时会发生软化，这个时候利用其延展性非常容易塑造形态，是很好的塑性材料。

塑料材料一般是一次成型，但是为了提高其表面的美观性，可以对其表面进行二次加工，进行各种装饰处理。一类是表面机械加工，如喷砂、磨砂与抛光，能使材料获得不同程度的粗糙表面与花纹、图案，通过表面细腻的纹饰、肌理、光泽差异营造含蓄、柔和的美感。另一类是在塑料表面进行喷涂和丝网印刷。喷涂涂料附着在塑料表面进行着色，形成一定附着能力和强度的涂膜，并具有一定厚度。如果是金属涂层，那塑料就可以获得金属的质感和光泽。丝网印刷是塑料设施部件表面常用的外观装饰，包括平面丝印、曲面丝印两种。

另外，一些塑料还会用到编织工艺，这是一种由前卫艺术发展而来的工艺手段，将纤维、丝状材料按照一定的方法编织在一起，产生极富韵律与秩序感的肌理效果，如户外休闲设施中的织物、PE塑料座椅等。

二、公共设施的布置原则

公共设施是公共空间中重要的组成部分，是进行公共活动的物质和技术基础。公共设施的重要性一直被产品设计师所重视，它的功能形式、色彩、肌理、材质、工艺以及结构方式，往往是决定整个公共环境特色和实用功能的重要因素。公共设施设计在国外被列入工业设计产品的范畴，特别是对公共设施产品的形态、造型、材料、结构、加工技术等方面，投入了相当的精力和财力，创造出很多先进的公共设施产品。可以说，公共设施设计的先进与否，从某种程度上反映了一个国家的文明化程度和经济发展水平的高低，公共设施设计的发展前景将会十分广阔。

在公共设施设计的设计过程中应遵循一些基本布置原则：

1.人体尺度

公共设施的尺度要符合人体工程学的要求，应便于观看、便于挑选、便于存放；在造型、色彩、装饰和肌理方面要符合人的视觉传达规律。这主要是指在尺度上必须方便公众观看、使用，尤其是在高度尺寸上要适合，不能让使用者弯腰、垫脚；台阶踏步的高度与踏面宽度要合理，既要安全又不容易使观众疲劳；外表色彩要简洁大方，不能过于花哨，注重与公共空间环境的整体性相协调。

2.安全性

包括两层含义：一是公共设施本身的安全性，对于价值较高、精密程度较高的设施要考虑其稳固性，结构是否能够承受较大外力的人为破坏；二是使用者的安全，如公共设施外轮廓边角是否尖锐锋利，材质是否容易老化变脆碎裂，设备固定性能是否良好等。

3.灵活性

公共设施设计应便于安装摆放，便于布置，可以快速替换安装。除特殊设备外，一般注重标准化、系列化、通用化，要尽量做到可任意组合变化、互换性强、易运输、易保存。要注重结构的简单性和合理性，注重各类连接构件连接材料的研究，多用轻质化材料制造，以使生产加工方便、操作容易、拆装便捷(图3-41)。

图3-41　可以根据需要调整坐向的公共组合座椅

4.美观性

注重造型的简洁、美观，不做过多复杂的线脚与花饰，表面处理应避免粗糙、丑陋，也要防止过分华丽或产生眩光，整体应给人舒适感。

5.注重经济原则

避免过度浪费，尽量增加公共设施的使用率，突出其坚固、耐用，反复使用、一物多用等特点。尽可能少做一次性的设备，降低成本。总之，在注重经济条件的原则下，必须满足公共设施的使用功能，具有一定的审美意味，与公共空间大环境相融合(图3-42)。

图3-42　废旧轮胎制作的公共座椅，坚固耐用，充分做到物尽其用

三、公共设施的结构设计

结构是指设施物承重部分的构造。结构设计从某种意义说决定了公共设施的外观形态、使用功能以及安全稳定性因素，是抵御自然界对设计物生成的各种荷载。设施中的结构是一个形状的构造者，一个荷载的支撑者和一个材料的使用者。设计师在选择设施结构时要考虑：可以满足设施的多项功能要求；符合承载、变形、稳定的持久需要；能够与环境规划、建筑艺术融为一体；要合理用材，节约能源。

公共设施结构一般包括地面的固定结构和设施本身的结构。由于很多公共设施，如照明设施、指示设施和休息座椅，一般只需要与地面连接起固定作用，有的还要起到承载支撑作用，因此安全性、可靠性相当重要，设施本身与地面、原有建筑物的连接应确实可靠、牢固安全。

地面或墙面与混凝土结构之间一般要采用预埋件。设施连接部件可用焊接、螺栓或锚栓与地面、墙面中的预埋件连接，并注意将设施支撑座承受的荷载均匀地分散传递至下部结构，避免受力不均衡发生意外或缩短零部件使用寿命。有时也可采用质量合格的化学锚栓和植筋连接，严禁采用摩擦型膨胀锚栓连接。当无条件设置专用预埋件时，应采取其他可靠的连接措施，但必须通过受力计算与试验验证，以确保安全。当地基的土层柔软，上部荷载大而集中，采用浅基础已不能满足落地式广告牌结构对地基承载力和变形要求时，可考虑在地基处预制钢筋混凝土桩基础或对整个地基进行加强处理。由于公共设施设计的材料多种多样，从金属到非金属，从自然材料到人工材料、复合材料，所以其主体的结构形式也要多种多样。

(一)钢结构

主要使用钢板或型钢制成基本构件，根据使用要求通过焊接或螺栓连接等方法，按照一定规律组成的支撑结构。钢结构是小型公共设施采用的主要支撑构件，这些构件也可以通过各种连接形式组成中型或大型设施，如公共设施顶棚等。这些钢架结构按照不同类型分，常见的有钢框架结构、网架结构和网壳结构等。

(二)混凝土结构

混凝土是由水泥、水和骨料等按适当比例配制而成的一种经混合搅拌可以硬化成型的人造石材，是当今主流的土建材料。具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等特点，同时还具有抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽等优势，这使得混凝土在公共设施设计中也成为常用材料之一。混凝土有着类似石材的形象结构表现，且将石材的力度和厚重感的特点很好地继承和发展，这使得混凝土的结构表现更具有了区别其他材料的顿时和稳重感。混凝土结构主要指以混凝土为主要材料建造的工程结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。其优点是整体性能较好，可灌注成为一个整体；可塑性极强，可灌注成各种形状和尺寸的结构；耐久性和耐火性好；工程造价和维护费用低。不足之处是抗拉强度低，容易裂缝；自重比钢、木结构大；室外施工受气候和季节限制；新旧混凝土不易连接，修补难度较高。

清水混凝土与人直接接触的设施表层应用较多，又称为装饰混凝土。它与一般混凝土在材料上并没有不同，而是在灌浆、拆除模版后，不再粉刷、装饰、贴砖，保留下混凝土原本的质感，直接呈现出建筑材料的真实面貌。为了追求效果，在模版上由过去的木板改良，采用先进的铜板取代过去的传统木材模版。而制造出清水混凝土施工所使用的模板就称为“清水模”，这样能使拆掉模版后的混凝土表面没有一般混凝土表面粗糙、窝麻面、夹渣、锈斑和气泡，而保有光滑而细致的材质。只在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重。

日本是使用钢筋混凝土的大国，清水混凝土在各种建筑、设施中得到了广泛应用和发展，甚至形成了自己独特的建筑审美风格。如建筑设计大师安藤忠雄就对清水混凝土情有独钟，作品中时常看到(图3-43)。

图3-43　安藤忠雄设计的Church of light——光之教堂，建筑造价极低，墙壁及家具处理得十分简朴，并保留了粗糙表面的质感，空间以坚实的混凝土墙围合，创造出绝对黑暗空间，阳光从墙体上的垂直和水平方向的开口渗透进来，从而形成著名的“光的十字架”——抽象、洗练和诚实的空间纯粹性，达成对神性的完全臣服

如今，随着材料技术的发展，人们已经发现混凝土具有节能的潜力，世界上很多水泥生产厂家开始研发新型混凝土，出现了很多混凝土新品种。如有自凝式，不需外力震动即可凝固；加热变色、甚至是可以塑造惊艳曲线和薄如纸张的表面(图3-44)。

图3-44　水泥公共座椅，坚固耐用质感朴实

(三)砌体结构

以砌体为主制作的结构，包括砖结构、石结构和其他材料的砌块结构。这种结构容易就地取材，可以由黏土烧制成砖，天然石材加工成石板，或由工业废料压制成具有良好耐火性和耐久性材料。施工时不需要磨具模板和特殊的施工设备，砌起的砖墙或石墙具有很好的隔热保温性能，是很好的围护结构，承重性能良好。缺点是自重大，耗材良多，与钢架结构相比强度较低，抗震性能较差(图3-45)。

图3-45

(四)木结构

木材是一种取材容易、加工简便的结构材料，具有自重轻，便于安装、拆卸、运输，可以多次使用等优点。木结构是指单独由木材或主要由木材承受载荷的结构，通过自身榫接或金属连接件连接、固定(图3-46)。由于木材是天然材料，所以木构件受木材本身的条件限制，多用在民用和中小型工业厂房的屋盖中。

图3-46　木质结构的公共座椅，利用胶合板粘接和铆接的曲线变化

木结构施工工期短，施工适应能力强，是唯一可再生的主要建筑材料，环保性能远远高于砖混结构和钢结构。另外，木结构自身材料具有优异的保暖性，人们在使用时能感受到其冬暖夏凉的特性，结构稳定性能良好，相对于其他材料而言具有极强的柔韧性，环境耐候性好，是公认的环保绿色材料。

(五)膜结构

主要是由多种高强度复合薄膜材料(PVC、Teflon等)和加强构件(钢架、钢索等)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形态，作为覆盖结构出现，能够承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。这种结构具有轻盈流动的现代技术材料的特性，质轻、透光性好、便于清洁，安装、拆卸施工方便，在现代化娱乐设施、景观设施设计中运用较广(图3-47)。

图3-47　小区张拉膜结构遮阳亭，美观轻盈

(六)玻璃幕墙

主要由支撑结构与玻璃组成，相对主体结构有一定的位移能力，可以局部替换，具有轻巧美观、不易污染、节约能源的特点。玻璃幕墙主要适合应用在要求具有良好采光的建筑外表面、展厅、博物馆、机场、车站等。主体结构是钢构件、铝框、钢索、型钢、玻璃等，这些材料具有现代感，常常会给城市形象的发展带来惊喜，成为地标建筑。如1993年贝聿铭设计的法国卢浮宫广场上的金字塔，已经成为继举世闻名的埃菲尔铁塔之后的巴黎新形象。而法国史特拉斯堡的“现代艺术美术馆”，日本东京“国际会议中心”，1996年建成的中国“上海大剧院”等，都是玻璃幕墙结构运用的经典之作。设施设计中玻璃幕墙多用全玻璃式，有玻璃金结构、单柱式支撑结构、拉杆式支撑结构等类型(图3-48、图3-49、图3-50、图3-51、图3-52)。

图3-48　法国卢浮宫广场上，卢浮宫博物馆的金字塔出入口

图3-49　法国斯特拉斯堡的现当代艺术博物馆，位于斯特拉斯堡市历史街区的中心伊尔河岸，采用的是驳接系统进行玻璃与结构连接

图3-50　日本东京国际会议中心是一座设计新颖、规划完善的商办复合式建筑，为东京新地标

图3-51　中国上海大剧院点支式玻璃幕墙结构，轻巧典雅，极富美感

图3-52　户外防紫外线玻璃顶棚长廊

四、公共设施的色彩设计

视觉因素是公共设施设计的重要元素，造型与色彩组成了整个视觉空间的外观。就感觉而言，色彩比形状能够产生更直接、更强烈的影响。色彩往往是先声夺人，所谓先看颜色后看花，七分颜色三分形的说法就是色彩对视觉效果作用的最好表述，要对公共设施的色彩进行设计，首先需要弄明白色彩的两项基本知识。

(一)色彩的成因及个性

物体表面色彩的形成取决于三个方面：光源照射、物体自身反光性、环境对物体本身的色彩影响。

1.认识光与色

色是光的分解，光为色之母。牛顿早在1666年用三棱镜所做的光学实验就告诉我们光可以分为七色，根据光波的波长不同可以决定色相的差别，光波的振幅决定色彩的明暗，这些决定色彩效应的物理特性是应该首先弄明白的问题。色与光的关系表现在它们的相互依存、互相影响。我们借助光才能看到色彩，在标准的白色光和中等强度的光纤中，容易反映真实的物像本色。实际上这种理想的情况并不多见，一日当中早中晚的光源色变化很大，于是就有了光源色对色彩的影响问题。光源对色彩的明暗影响最为直接，强光使固有色变淡，光线不足会使固有色的色彩倾向含糊、变暗；强光还会加大明暗反差，减少色调过渡层次。就像摄影师为了获得逼真、清晰的高品质画面，对光线要求极为讲究。公共设施设计也是一样，例如，夕阳会给整个公共环境罩上一层暖色基调，如果过于强调设施局部色彩与整体的冷暖色对比，就会失去整体的协调性。此外，在光照下的亮部与暗部，色彩倾向有一定的变化规律，一般来说亮部与暗部的冷暖变化成反比。

2.色彩的空间感

我们都有过对天空的观测经历，空气似乎是无色的，积之太厚则呈现蓝色，所以远处的景物总会被蒙上一层蓝紫色，这是所谓空间的透视色彩。大气的色彩也同时淡化了明暗对比，模糊色彩的边界，色彩对比强度和边界的清晰程度也会影响色彩的空间距离感。这些特征反映在色彩关系中，就可以转为色彩的空间距离感，这是自然现象通过视觉经验转化为特有的视觉心理反应。故以蓝色为中心的冷色调具有被推远的感觉，以橘红色为中心的暖色调具有拉近的感觉。此外，经验还告诉我们色彩的明暗程度，才是色彩收缩与膨胀感的决定因素，调节配色之间的对比面积及明暗变化可以有效改变物像的收缩与膨胀感，而根据冷色具有被推远的距离感而盲目推出冷色具有收缩感明显是不科学的。色彩空间就是这样源于自然现象和视觉经验，弄明白了这些，就会知道在设计中各取所需。例如，在小小的空间中，用什么样的色彩关系进行公共设施的配色处理，可以有效获得扩大空间的视觉效果；用什么样的色彩关系进行公共设施设计可以有效减少场地太过空旷、起到突出主要设施的视觉效果等。

(二)色彩的风格表情特征

色彩具有不同的表情与风格特征，人们已有共识。然而色彩如何传达感情，表达情感的方式如何，则众说纷纭。抽象的色彩如何与人们的情感特征发生联系，是设计前需要弄明白的一个关键问题。

对各种颜色进行感情或心理方面的定性，是大同小异的普遍做法。需要明辨色彩自身的性质和社会附加作用这两个不同的性质和界限。比如红色具有温暖、热烈、积极的视觉心理倾向，这是色彩自身特点。至于红色究竟是象征革命还是暴力，是喜庆还是恐怖，这是不同社会影响的结果，这种延伸意义没有定论，因此必须根据地域文化、民俗习惯在设计伊始就明确界定。

在进行公共设施设计时需注意以下设计问题：

联想同人们的诸多感受形成通感，成为传达情感的中介和寄托的载体。色彩与语言表达不同，它不能直接抒发生活之情。我们可以研究同感性相关联的形式风格特征，例如形成明快、华丽、素雅等不同的风格特点。也可以间接表达喜悦、悲伤、沉静等情调。但是它无法表达更为负责的思想内涵，不如诚实、狡猾、正直与善良等。

注意色彩关系的相互作用性。色彩的风格与情调，需要经过综合的色彩关系来表现，色彩的感情效应需要在各要素的对比和相互关系中整体呈现。所以要从色彩关系中分析色彩，只有在整体色彩关系中才能真正了解色彩的实效(见表3-3)。

表3-3　色彩的联想及情感

(三)色彩的几种表现手法

1.色彩的秩序化

在公共场合，公共设施的秩序化布局尤为重要，如何做到井然有序，处理好色彩关系配置是最直接有效的解决办法。色彩的秩序化是协调色彩的有效手段，它对调节色彩关系的作用具体表现在两个方面。一方面，将杂乱无章的色彩根据某种内在规律进行有序排列。例如根据色相环上的秩序，根据明暗度的渐变安排色彩关系，形成渐变的色彩序列，这样可以使邻近色的性质接近，避免过强的反差，使色彩的矛盾和冲突趋于平缓。另一方面，形成秩序化的规律后，很容易为视觉所把握，效果统一、形式简化、一目了然。去掉杂乱感而形成和谐的秩序，可以满足视觉心理的需要。图中的设施设备众多，如果没有色彩的秩序化排列，必然杂乱无章。色彩的渐变推移缓冲邻近色规范协调，具有节奏感的艺术效果(图3-53、图3-54)。

图3-53　俄罗斯Bicota239工厂二层通道采用醒目的柠檬黄作为主色调，减轻了视觉空间狭长压抑之感，整个空间因色彩变得明快起来

图3-54　俄罗斯Bicota239工厂内部按照不同的工作程序进行色彩区域分割，主色调以柠檬黄和橙色贯穿其中，整个灰色工作区显得井然有序、规范整洁

在设计秩序色时要避免另一种偏向，简单的色彩推移不能满足多样化的需要，可以在机械化的秩序中加以调整和变化。如在保持秩序的前提下加上有规律的变化，设置多种秩序系列，相互交错，有机结合，虽然局部变化很多，整体秩序依然存在，从而实现形式多变、灵动的效果(图3-55)。

图3-55　俄罗斯Bicota239工厂暖色调中的冷色点缀

2.边缘色的处理和大面积的点缀色

无论是图形还是色彩，边缘都是极为敏感的部位。图形边缘最能显示外形特点，色彩的边缘是对比最强烈的地方，也是色彩关系的要害部分。大面积的平涂色彩并置在一起，会产生强烈的对比。可以适当保持距离或在两种颜色中间使用中性色，或者掺杂其中，达到一种过渡或缓冲效果。

也可以通过添加点缀色进行调整，影响原有的色相，改变色彩的明暗度，调整色彩对比关系。一般来说，点缀色可以是底色朝着自身的性质转化。对于变化程度的控制，可以由点缀色的大小和密集程度来决定。点缀色还可以在原有的色彩基础上进行色彩关系的调整，如局部修改，起到丰富色彩感觉的补救作用。效果明显，改变迅速，成本低廉。例如在商业街区的一些商店多采用五颜六色、高饱和度的招牌来吸引消费者的注意(图3-56)。

图3-56　俄罗斯Bicota239工厂外景，密封管道的深色背景上运用大量简单的几何图形，打破了原有视觉形式的单调与乏味，饱和、丰富的色彩使管道醒目而活泼

3.准确把握色彩冷暖关系在色彩表现中的意义

色彩的冷暖关系是色彩性质上的一种区分。所谓冷暖关系是色彩对比中的相对概念，不宜理解为色彩固有的定性，这样理解有利于处理好色彩冷暖关系。例如，把红黄类色相归属于暖色，是对总体倾向的归纳，在这些暖色调中，还可以进一步区分柠檬黄比重黄冷、朱红比玫瑰红偏暖等特点。也就是说，色彩的冷暖关系是在对比中呈现出来的。这种更精细、也更概括的色彩性质归类，可以树立相对比较的观念，在比较中调整色彩关系，在同类色相中区分色彩心理倾向。例如，在橄榄绿与翠绿之间分辨不同的冷暖倾向，关注这种冷暖变化可以使色彩性质更准确，更具精确的表现力。有关冷暖关系的另一个意义，是它的宽泛性。冷暖关系常常用于表述一种色彩心理倾向，无论对于色调处理，还是对于表述方面，都有独到的意义。举个例子，在蓝色、绿色、紫色和黄色构成的色彩关系中，如果以蓝色、绿色为主，总是色彩倾向偏冷，不宜称为蓝色调，但可以概括为冷色调，这就是对整体倾向的把握。在处理整体色彩关系时，这种概括性的认识十分有益。根据这个道理，当我们用电脑调整色彩关系时，可以不改变色彩之间的明暗反差关系和色阶的阶差，而使整体色调发生某种倾向性的变化。保持各局部色彩之间的其他关系不变，着眼于整体色调的控制，这也是冷暖关系在应用中的价值。

总之，公共设施的色彩处理，必须经过综合考虑设施所处的功能目的、具体位置、面积、环境要求、地方传统、用户习惯等因素，根据传达的不同意义再做整体的规划。进行环境设施色彩设计既要符合城市色彩的要求，又要满足其自身对色彩的要求，好的设施色彩不仅是自身功能属性的一种加强，还是城市和谐环境的重要组成部分，为城市及周边环境添彩。