基于人体健康的居住区慢跑步道设计研究
引言
城市居民工作生活节奏快速，多数城市居民闲暇时间被压缩、分散，长期疲劳得不到放松使得各种职业病、慢性疾病等随之而来。因此，城市居民对健康越来越重视。根据居民对健康的需求和对慢跑等健身活动的持续关注，居住区作为居民日常户外活动最便捷的场所，其内部跑步道等健身空间的设计必不可少。
一、居住区跑步道类型选择
1.1居住区跑步方式选择
2015年，《中国跑者调查报告》显示超过80%的跑者属于健康跑跑者，竞速跑跑者、娱乐跑跑者占比较低（如图1.1）。2017年，报告显示我国最喜欢的训练方式是慢跑，人数比例达到93%。且健身跑是一种在有效心率区(120-140次/min)内的慢跑运动，所以从全国跑步大数据分析，慢跑是最受欢迎的跑步形式。
图1.1 2015年爱燃烧等机构发布《中国跑者报告》的跑步偏好统计
1.2跑步对人体健康的影响
2015-2017年的《中国跑者报告》显示，我国大部分人群对跑步的需求是强身健体和减肥塑身。而居住区内不同年龄段的跑步人群，他们对强身健体和减肥塑身的需求都不同。
图1.2 2016年《中国跑者报告》对跑步原因的统计分析
1.2.1跑步对青年人健康的影响
青年人，身心长期处于繁忙的学习和沉重的工作、生活压力中，他们对于健康的需求是希望改善身体和心理的亚健康状态。
跑步的有氧代谢，能够刺激身体内部皮质激素和脑啡肽类物质的分泌，加快骨髓生成白细胞的速度，增强吞噬细胞的能力，使病原体在体内无法长期存留；促使大脑产生使人身心愉悦的物质如多巴胺、内啡肽和肾上腺素，有利于消除烦恼，抑制不良情绪；且《运动生理学》一书中提出，跑步30分钟之后脂肪的供能比例上升，糖供能比例下降（如图1.3），而居住区的跑步人群大多未经过专业训练，想要跑步持续30分钟以上只有降低跑速，因此，慢跑作为一种有氧运动能够促进人体从整体到细胞分子自上而下的协调，摆脱亚健康状态，是最适合青年人的跑步方式。
图1.3 有氧运动供能图示
图片来源：《运动生理学》
1.2.2跑步对中老年人的影响
中老年人对于健康的需求是希望能够减少三高、心脑血管等疾病的发生。慢跑运动时能够加速糖元的有氧代谢，促进葡萄糖进入肌肉等组织利用增加，能够明显降低血糖；慢跑运动时，血液循环加速，流经心脏的血液量增加，使得心脏得到更多的养料和氧气供应，心肌收缩力加强，收缩与舒张程度更加完全，血液流入与流出会更加稳定，减少血管的血液承受压力，从而降低血压，所以说慢跑对高血压有着明显的控制作用。
慢跑过程中有氧代谢可以提高高密度脂蛋白受体的基因表达水平，使低密度脂蛋白水平下降，高密度脂蛋白水平上升，促进脂肪代谢；使运动后胎盘组织肥胖基因的表达量显著提高，活性瘦素生成增加，抑制肥胖的发生；能够控制白色脂肪细胞的数量与体积,提高棕色脂肪细胞的功能,增强体内热量平衡的调节能力, 从而预防和控制肥胖的发生与发展。
所以说慢跑的方式是满足老年人健康需求的。
1.3总结
综上所述，慢跑作为居住区各年龄段人群接受度最广的运动方式，且最能够满足居住区内各年龄段跑步人群的强身健体和减肥塑身的需求，所以慢跑是最有利于居住区居民身心健康的跑步形式。居住区的跑步道应以慢跑步道设计为主。
二、居住区慢跑步道环境对人体健康的影响
慢跑受环境和天气因素影响较大，环境条件的好坏对跑步人群的身体和心理的健康有着不同的影响，经过调查发现，慢跑步道场地设计、环境颜色、材质、植物和照明都对人体的健康有着较大的影响。
2.1慢跑步道健身场地设计对人体健康的影响
美国《哈佛大学报》上的一项统计数据表明，每天跑步者的受伤比例为30%-80%，最常见“跑步伤”是因为跑步过程中重复动作和关节肌肉承受压力所致。而明尼苏达Team USA的首席教练丹尼斯·巴克(Dennis Barker)指出，不经热身的肌腱和韧带是紧绷而缺少弹性的，极易造成细微的撕裂和发炎。可以发现，热身运动对跑步人群的健康有着重要影响。
热身运动包括慢跑前、后的拉伸运动。慢跑前拉伸运动能够使体温上升2-3%，并且持续时间长达45分钟，增加肌肉和韧带的弹性、伸展性，降低跑步损伤的概率，同时通过升高体温，加快身体能量供应速度，让肌肉在运动时得到更多的养分，快速代谢掉乳酸，减缓运动时的疲劳酸痛感，防止肌肉、骨胳、关节、心肺等因从静止状态而突然进入运动状态而产生不适。慢跑后如果不拉伸，肌肉会长时间处于缩短的状态，长时间会使得肌肉僵硬，弹性降低，造成运动损伤。所以，慢跑前后的拉伸运动对人的身体健康有着重要的影响。
2.2慢跑步道环境颜色对人心理健康的影响
颜色的物理光刺激会对人的生理产生直接影响而诱发不同的情感。不同颜色所发出的光的波长不同，当人眼接触到不同的颜色，大脑神经做出的联想跟反应也不一样，不同的颜色可通过视觉影响人的内分泌系统,从而导致人体荷尔蒙的增多或减少,使人的情绪发生变化。研究证明，红色光谱最长，容易使人兴奋、紧张和激动；人的眼睛对绿色光的反应最平静，具有镇静神经、降低眼压、解除眼疲劳、改善肌肉运动能力等作用。
塑胶跑道采用红色面层，可以激发跑步人群的热情和兴奋度, 使之精力充沛, 产生积极的增力作用,减弱厌跑等情绪，使人产生进取精神。而慢跑步道两侧绿色植物的种植，在慢跑过程中，使绿色光进入人眼，使人有放松感，能镇静情绪, 产生愉快的心情, 并在一定程度上减少疲劳。且经科学证明，绿色对降低心率有十分显著的效果, 有助于运动后的恢复。
图2.2居住区慢跑步道环境颜色构成示意
2.3植物对人体健康的影响
城市的空气含有汽车尾气、灰尘、细菌等有害物质，当其浓度达到一定量时，在慢跑时随着呼吸进入人体，超过了白细胞的杀菌能力，易导致感冒和呼吸系统等疾病。苏俄列宁格勒大学教授B.P.Toknnh博士发现植物有防御霉菌和细菌的系统，可以发出芬多精，消灭周围环境中的如伤寒, 霍乱, 白喉等病原菌。芬多精是所有树种共同含有的物质，它是一种芳香性碳氢化合物，存在于植物的根茎叶中。芬多精不仅能够消灭病菌，还能够降低空气中的尘螨，对人体的呼吸系统有着极大的益处。
慢跑运动耗氧量极大，慢跑者对空气中的氧含量的高低极为敏感，当大气中的氧气少于１８％时，人就会产生缺氧的症状，从而损害健康。植物通过光合作用释放氧气，光合作用越强，释放氧气越多，所以应该选择生长旺盛、叶量大、叶形阔、光合作用强的植物种类。
2.4铺装材质对对人体健康的影响
慢跑时全身的重量会集中在脚上，硬的铺装材质会造成人体骨骼关节伤害，所以从健康的角度出发，居住区慢跑步道应具有较好的弹性。通过对材料选择，相比较彩色混凝土，塑胶跑道具有更好的弹性，有利于慢跑者速度和技术的发挥，降低摔伤率。
但塑胶跑道施工工艺的不当会对人体的健康产生影响。一般塑胶跑道采用双组份施工工艺，再加入催化剂之后铺设。组分中含有二异氰酸酯，毒性较大。但是在生产中，极易和空气中的氢化合物反应，转化为无毒物质。所以塑胶跑道对人体健康的影响主要在施工现场加入的催化剂上。劣质的塑胶跑道催化剂会含有化学物质“氯化石蜡”，这种化学物质遇到高温后会散发出氯离子，对人体有一定的危害。其次，劣质催化剂还可能含有过量的有机金属化合物，如铅等。皮肤与这种塑胶跑道长期接触后，铅会渗透进身体内部，造成铅中毒。所以在施工过程中，应对塑胶跑道催化剂进行严格检验，使用重金属含量正常的有机金属化合物催化剂或环保型催化剂。
2.5照明对人体健康的影响
调查发现，跑者跑步的时间集中在晚上7点至10点，所以为保证慢跑运动的安全顺利进行，合适的跑道照明是必要的。
夜晚光照过强，会引起眩光，对慢跑者视觉造成强烈刺激，长期在这种环境下慢跑，会引起视觉功能下降，且严重者甚至会出现瞬间环境细节感知和能力丧失等现象。其次，夜晚过度照明，会影响褪黑素的分泌。如果夜间人体接收到过度光照，会使褪黑素的分泌发生障碍，从而导致人体的昼夜节律变化紊乱。不仅会导致大脑及各器官不能充分休息，机体抵抗力下降，更会引起包括失眠、心慌、头晕头痛、记忆力减退等症状，进而还会产生高血压、神经衰弱等疾病。同时居住区夜晚光照过度，还会对建筑内居住的人的昼夜节律产生影响。
三、居住区慢跑步道景观设计
3.1居住区慢跑步道设计
3.1.1选线
居住区道路系统分为车行道路、消防道路、宅间道路和园路。一般情况下，考虑到交通安全，应对机动车和行人路线进行分流，为保证居民不被噪音干扰，慢跑步道应距住宅楼有一定的距离，且园路一般宽度设计为1.5m，宽度较窄，无法长时间满足慢跑步道步憩的需求，所以居住区内慢跑步道一般结合消防道路进行设计。
图3.1慢跑步道和消防道路结合设计
3.1.2形状
慢跑步道的布局应注意连贯性、简洁性，平滑线条连接，尽量避免出现断续、连续弯度过大的情况。环形是人们在第一地点出发和结束慢跑行为的最常见的路线形态，也最受使用者欢迎，能够减少走“回头路”，是符合居民求异喜新心理需求的布局形式。
3.1.3尺度
2015年，爱燃烧虎扑跑步、和上海跑步者联合发布《中国跑者报告》，显示超过65%的人群选择一个人跑（如图3.2）；2017年爱燃烧、KEEP和跑步学院联合发布的《中国跑者报告》，显示跑步人群53%是夫妻，32%是单身。可以总结出共同跑步人数一般为1-2人，故慢跑步道宽度为1.2m—1.5m。
图3.2 2015《中国跑者报告》跑步习惯图示
3.1.4铺装
根据铺装材质、颜色对人健康的影响，综合项目成本控制，居住区慢跑步道铺装材质选择见下表3-1：
表3-1 居住区慢跑步道铺装材质表
3.2居住区慢跑步道功能空间设计
居住区慢跑步道旁应设计健身场地和休憩场地。
慢跑步道的健身场地综合考虑慢跑人群的动态和静态拉伸运动设施需求。动态拉伸运动，主要依靠自身的动作一般不借助器械，需要预留一定的空场地进行运动；静态拉伸运动在慢跑结束后对全身的肌肉进行拉伸，对腿部和背部肌肉拉伸时需要借助扶手，需要布置压腿杠（如图3.3）和肋木设施（如图3.4）。
图3.3（左）健身器械——压腿杠
图3.4（右） 健身器械肋木和背部拉伸运动示意
美国匹茨堡大学研究人员对3.4万名65岁以上老人的研究发现，走路速度在每秒0.8米以上的老人，实际寿命比平均预期寿命长。本课题以最适宜老年人健康的健步走速度0.8m/s，散步速度0.6 m/s，每10min的健步活动会进行休息来计算，老年人的疲劳距离为360—480m，由于结合消防道路设计的慢跑步道还具有散步、遛狗等附属功能，所以应每隔至少360m设计休憩场地。
居住区慢跑运动多以1—2人结伴成行，休憩时多以人群的形式进行交谈、活动。考虑到人们的心理安全需求，在休憩座椅后一般用植物、景墙等围挡或在旁边栽植大乔木形成浓阴有一定的遮蔽效果，同时根据不同空间需求控制座椅的间距。 (如图3.5)。
图3.5 休憩座椅摆放使用类型：2-5人小群体（1）（3）；
1-2人（2）图片来源：《大众行为与公园设计》
3.3居住区慢跑步道景观空间设计
慢跑步道景观空间是由慢跑步道、功能空间景观及其他景观实体三部分构成的。因此，在设计慢跑景观时，不仅要注意慢跑跑道及其附属景观区域的空间设计，还要结合周边的景观，注重跑道两侧空间的开合变化和植物的季节性变化，在关键节点设计视觉焦点，营造视线的动态变化，使慢跑者在慢跑路线中运动时，能看到连续变换的视觉景观，使人们在慢跑时提升心理的愉悦度和轻松感。
图3.6居住区慢跑步道两侧开敞和封闭的景观空间对比
3.4居住区慢跑步道种植设计
居住区慢跑步道植物种植选择规则式(步道行道树)与自然式(带状绿化)结合的植物布置形式，营造丰富的植物景观空间。
植物种类以无毒、无刺的乡土树种为主，选择叶量大、叶形阔、光合作用能力强的常绿和落叶植物混合种植。
行道树选择表面有绒毛、气孔多、枝叶茂密等能吸收有害颗粒的、减弱噪音、易成活的植物类型。健身场地周边增加针叶类常绿植物的种植。休憩场地周边增加有季相变化、芳香类和吸引蜂蝶的植物种类。
3.5居住区慢跑步道照明设计
根据照明对人体健康的影响，居住区慢跑步道照明应遵循以下原则：
（1）慢跑步道与消防道路结合，灯具应选择带遮光罩的高杆灯，安装高度大于4m，水平照度8lx，不宜把没有遮挡的裸灯设置在视平线上，避免眩光；控制灯具光线投射角度，在居住建筑窗户外表面产生的垂直面照度熄灯前不应大于10lx，熄灯后不应大于2lx。
（2）慢跑步道与园路结合，灯具应选择较低处照明，照度为5-8lx，避免眩光。
图3.7 居住区慢跑步道照明示意
（3）健身场地照明要有足够的水平照度和垂直照度，同时要有足够的均匀度。休闲场地照明应满足交流、观赏和安全需求。见表3-2。
表3-2 居住区慢跑步道健身场地和休憩场地照明要求
3.6居住区慢跑步道标识设计
居住区慢跑步道标识应包括以下内容，见表3-3：
表3-3 居住区慢跑步道标识内容
图3.8慢跑步道标识示意
四、结语
居住区慢跑步道的设计对人体健康有着重要的影响，作为景观设计人员，应从健康角度出发，考虑慢跑步道运动健身和休闲娱乐等的“步憩”需求，从慢跑步道本身、功能空间、植物、照明、环境色彩等多方面多维度设计，形成符合现代人身心需求的慢跑步道系统。
