健康建筑理念下“模度”在图书馆室内设计中的应用——以中国农业大学西区图书馆室内设计为例

勾希琦 肖涛 张明杰 GOU Xiqi XIAO Tao ZHANG Mingjie

勒·柯布西耶的“模度”理论一直是众多设计师研究内容之一，研究从“模度”理论基本原理出发，分析理论与设计实践之间的应用性，借鉴基本理论的数学计算法，推导出适合中国农业大学西区图书馆使用者在各空间内活动的基本尺度模度，由人的使用尺度延伸到空间尺度，实现对现代图书馆室内设计尺度的控制。

健康建筑；
模度；
室内设计；
数学计算法

在全面推进健康建设理念的大目标下，2021年正式实施的T/ASC 02—2021《健康建筑评价标准》强调以人为本，深化人的重要性，提升了心理、行为等元素对健康建设的重要作用，内容体系由空气、水、营养、光、运动、舒适度、声环境、材料、精神和社区等部分组成。本文引入勒·柯布西耶的“模度”理论，重点对其中的舒适度、精神方面进行分析，从“模度”尺度的角度对图书馆设计进行深入剖析。“模度”的历史发展继承了欧洲关于人体尺度的标准，具有历史根源；
斐波纳契等比数列的应用，使其具有科学的严谨性；
黄金分割的基本理论表明其建立在经典美学原则之上，具有美学价值；
勒·柯布西耶的大量设计作品应用了此理论，体现其实践性；
各方理论家对此体系的验证、由此提出的质疑，也使此理论具有一定的争议性。

1.1 “模度”理论发展渊源

维特鲁威在《建筑十书》中认为神庙建筑应与人体比例相对应，认为人体比例是完美的，脐是人体比例的中心，以此中心画圆可让四肢均在此圆形之上，从头顶至脚底的尺度与双臂平端的尺度基本一致。因此后世的建筑理论家便先后对此理论进行验证，出现多版“维特鲁威人”，但均未解释比例尺度与人体的关系。直到达·芬奇比较精准地将方、圆、人三者合理结合形成统一的图示，其以人体躯干为中心不动，分别绘制了身体直立平端的方形态和双腿叉开双臂上扬的圆形态，将两种形态结合形成人体比例的雏形关系，这种结合还无法全部用数学量化（见图1）。勒·柯布西耶在此基础上进行深入研究，通过欧洲常见的两种工具“直角规线”结合“黄金分割”解答了方、圆与人体比例的数字关系，形成一套完整的人体度量体系——“红蓝尺”（见图2）。

1达·芬奇绘制的“维特鲁威人”

2勒·柯布西耶的人体度量体系——“红蓝尺”

1.2 “模度”红蓝尺理论体系概述

从勒·柯布西耶人体模度的最终图示可清楚地看到其与维特鲁威人的关系，把一个方形居中两等分，以矩形中点底部连接斜对角画弧与底边延长线相交，延长的边与原边形成1/0.618黄金分割比，这就是“直角规线”的画图方式，把原中点的另一端与延长线的长边焦点相连后，作垂直继续与长边延长线相交，得到的新延长线总长度与原方形边相比为2倍，长边取中线后可形成4个高度，分别对应人体的膝、脐、头、举，成为其“模度”的基本雏形（见图3）。比例网格基本实现了数学与人体比例的对应关系，但这4个尺度并不够精细，尚无法真正作为标尺使用。

3“直角规线”推导比例关系

黄金分割法是解决该问题的最简单方式，也与斐波纳契等比数列达成一致，进一步强化了精细化数学与黄金分割之间的关系。脐高度划分的上半身与下半身的比值为0.618/1，设下半身高度为1，则举手的高度为2，人的身高则为1+0.618，脐高度刚好为举手高度的中间位置。勒·柯布西耶通过黄金分割比进一步细分该比例，从头顶身高向下细分，以求得最小尺寸系列，每次得数均保留小值，大值进一步按照0.618/1的比例细分，形成前2个数之和等于第3个数的关系，即形成了红尺。红尺在精细度上还不够覆盖身体的全部比例关系，特别是第一个分割脐与头顶的尺度，于是勒·柯布西耶引入举高的2倍高度作为起始高度向下进行细分，引用同样的分割比关系，形成与红尺体系相同却又不同的细化尺度划分形成蓝尺。红尺与蓝尺的相互交叠使人体尺寸划分足够细致精密，完善了其“模度”理论体系。

1.3 “模度”理论的历史评价

“模度”理论经过勒·柯布西耶多年的实践完善，成为建筑设计的尺度典范，在提供任何一个独立数据时，便可拥有一整套精确的模度标准，但存在如下瑕疵。

1）理论设定的人物均为成年男性，若将女性作为模度理论的核心则会出现比例失调的结果。

2）在空间模度的适用性方面，勒·柯布西耶认为只在建筑尺度范围内才能使用，尺度超过视觉范围400m及细微到无法识别的尺度均不在适用范围，这导致其在城市规划项目中遇到难题。

3）“模度”的应用过程中易忽略使用者心理尺度，如在贾乌尔住宅设计中，空间高度通过模度计算采用2.26m，致使内部感觉非常压抑。

“模度”理论本身只是设计过程中创造美的工具，但并不能带来美，勒·柯布西耶也反对将模度教条化，绝不能认为任何设计只要运用该理论就是美的；
空间尺度很大程度上取决于人的心理因素；
另外“模度”理论有其自身的不完善之处，无论是理论推演上的微差，还是实际使用中经常出现的小数，均将导致设计师在设计和实践中遇到一定波折。

中国农业大学西区图书馆项目（以下简称“农大图书馆”）是校园类改造设计项目，旨在通过改造设计改善图书馆使用环境，提高图书馆使用效率，更好地适应学生读书、查阅、讨论、休闲等行为的需求。总体改造面积9000m2，目前图书馆格局封闭，配套设施无法满足学生使用习惯及未来多功能的需要；
设计最大限度扩展了公共区，形成开放式多功能空间，将固定书架下移以最大程度预留自由学习空间，并保留功能的相对独立性。

2.1 “模度”体系在尺度上的应用延伸——“新红蓝尺”

根据勒·柯布西耶的“模度”理论，以目前我国北方大学生的男女平均身高1683.2mm为标准得到身体各部位主要比例，形成红尺物理尺度与蓝尺空间尺度（见图4），蓝尺高度2080，1285，795mm，加上红尺高度1680，1040，640，395，244mm，分别对应身体位置单手举高、胸高、垂手高、身高、脐高、扶手高、平坐高、低坐高（见图5），因此可确定身体活动的主要尺度，根据这些基本数据推算出适合学生使用的空间尺度。

4新红蓝尺

5新红蓝尺对应身体高度

2.2 近人尺度与“模度”体系的结合

在不考虑工作人员的前提下，农大图书馆内学生行为可分为3种：学习、交流、休闲，具体可划分为独立学习、服务办理、查阅、小组讨论、餐饮、交谈等，因此需对近人尺度的主要行为尺度进行梳理，以适合学生使用的需求，根据红蓝尺的相关数据提取公共服务尺度、书架取书尺度、阅读学习尺度，其他部位细化尺寸可依照此方式类推，由此可得到一系列适合农大图书馆学生的使用尺度。

1）单人阅读高度的设定来自红蓝尺中红尺正常坐下扶手高度640mm，以及蓝尺795mm相减后的黄金分割比值，按照模度取小留大的原则得到的尺寸，且满足正常平坐395mm的高度，以及人体工程学桌面下空间不低于580mm的基本需求（见图6）；
单人桌阅读平面尺寸的设定按照人与人间距不低于1000mm统计，则在新模度的核算下，单人桌的尺寸为1000mm×620mm，四人桌的尺寸为2000mm×1240mm。

6单人阅读尺度

2）查阅取书的尺度设定根据新模度中人可以抬高手的最高蓝尺2080mm推算，得到人可以拿到书比较舒服的高度为1800mm，由此书架的整体高度可设定为2100mm，取书也需要考虑通道和转身的基本宽度，按照1000mm的双人流宽度预留，这也是与身高约1/2的关系，与阅读桌呈系统比例关系（见图7）。

7书架取书尺度

3）查阅借还书和服务功能比例近似，查阅借还书功能按站立查阅考虑，则人比较舒适的位置尺度在1040mm脐高的位置，但在使用过程中，操作面往往需要与使用者呈斜视角以达到合适的视线观察角度，因此在红蓝尺的再次细分方面，选取红尺1040mm脐高和蓝尺795mm垂手高二者根据模度细分取小留大，得到933～1040mm的浮动尺度范围（见图8）。对于立式操作台而言，比较舒适的尺度仍然是人体黄金比例的脐高位置，服务台内部则要根据坐式或立式服务划分尺度关系，并需考虑不同操作台的宽度，餐饮服务台需考虑浮动范围，因为需对应不同身高的使用人群（兼顾残疾人），如795～1040mm的范围高度设定高低台（见图9）。

8查阅借还书尺度

9服务台、餐饮台尺度

2.3 空间尺度与“模度”体系的结合

勒·柯布西耶的模度理论是以人为尺，通过人体度量活动空间，使空间使用更为合理，将人身的黄金分割延伸至空间中，特别是与人关系密切的小型空间非常适用。当空间超过一定尺度已无法以人身为尺时，“模度”理论则更倾向于一种“黄金分割比”的使用本身，是一种美感的直接产生，而衡量这种美感对错与否的标尺则是视觉要求和心理需求，因此面对不同的空间运用“模度”理论的方式也不尽相同。

在农大图书馆主要公共区室内设计中，整体理念一方面来自中国农业大学深厚的历史文脉，工农学三者的有机结合及理论与实践的相互促进所取得的辉煌历史成就；
另一方面也探究我国的文化脉络，从中提取明式家具简洁古朴的线条感及宋代瓷器的圆润轻盈感，将二者在农大图书馆的基调下整合，主背景墙以仿宋瓷的效果设计了麦穗浮雕，与大厅正中的抽象麦穗拼花形成对比关系（见图10），明式家具的线条感贯穿各主要空间，强化空间连续性的同时彰显农大本身的文化底蕴（见图11）。

10主背景墙效果

11主入口效果

图书馆平面规划采用从建筑到室内的由外而内的设计模式，从建筑标准轴线网6.6m出发，形成横竖交织的方形井字格，因为建筑本身为54m×54m的方形状态，室内设计沿用建筑本身1∶1的方形比例（见图12），分别以1∶1的方形状态、1∶2的半比例状态进行平面空间划分，形成中心对称、斜向轴对称的布局形式。为体现空间敞开的设计初衷，以轴对称的方式布置了19m×19m的方形接待前厅，2个核心筒及服务台功能则均以1∶2的比例方式布置划分，而沙发区、休闲区分别采用4个方形的布置方式，这种1∶1及1∶2的布局模式对于体现图书馆安静的空间感具有积极意义。对于近人使用的空间，如讨论间的尺度布局则采用模度比例分隔方式排布。室内设计高度为3.2m，对于人体举高的2.08m高度的比值约为黄金分割比，而人本身的高度1.68m也接近空间高度的一半，这也与功能布局的另一个原则契合。讨论间是以轴线的一半作为基本宽度，屋长则是按黄金分割比形成长宽比5.4∶3.3，这种由外而内的设计布局方式同勒·柯布西耶设计的昌迪加尔高等法院的设计手法一致，通过建筑轴线划分获得建筑基本模数单元，再将建筑内部按照比例取整划分，而近人尺度则采取模度的黄金分割比。如前厅接待的服务台尺度设计，按照1040mm的标准脐高，而前面的金属木条置物架高度则为795mm，是人手臂自然下垂的高度，天花的分割模度也是如此，设计时也同时需考虑材质本身的模数关系，在达到良好效果的同时满足最优材料配比（见图13）。

122层平面布置

13接待前厅效果

在健康建筑理念已全面推广且深入人心之际，健康建筑理念强调以使用者作为评价标准，其中特别强调人的空间舒适度、精神等方面的评价，同样对于“模度”理论的新发展，模度设计具有极其现实的意义，模度的设计理念契合当今装配式设计加工的基本要求，可大幅降低材料损耗，提高设计及安装效率，有利于节能减排并降低维护成本，提高材料及家具的使用频率。通过挖掘“模度”理论在当今健康建筑背景下的发展潜力，借助延伸的“模度”工具，结合勒·柯布西耶经典数学手法，实现对现代图书馆室内设计尺度的控制，对于其他类型项目设计也具有可借鉴的现实意义。

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