探究寒地公共空間的設計方法

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1、空間句法與環境模擬的引入

能夠得到各種空間的任意時間節點或時間段的準確環境信息。根據人的活動特征設計公共空間。居住區公共空間的布局直接影響居民的日常戶外活動，而物理環境的好壞最終取決于人在活動時的感受，居住區的公共空間的設計既要滿足人的需求，又不能與所處的光環境相悖。而這種公共空間設計的關鍵是，在方案生成之前，預測人們對特定建筑空間外部的公共空間的普遍使用特征，從而將不同功能與形態的公共空間，合理布置在用地中。以上兩者的實時交互設計。

2、空間句法理論的引入

用數學模型來描述空間，并將結果以可視化的方式表達出來，用以預測和判斷空間對人的行為的影響。Depthmap是英國UCL大學研究并設計的空間句法軟件，目前在國內相關研究較少。Depthmap的研究范圍很廣，小到建筑室內空間的深度圖，大到城市甚至國家的空間整合度，其在居住區公共空間所發揮的作用就是，通過空間的數字化表達，模擬其對人的行為影響的一般規律，從而部分代替長期的行為觀察。

3、環境模擬技術的運用

城市空間的物理環境，充滿了復雜性、可變性和不確定因素，居住空間亦是如此，不同的建筑布局，均能對物理環境產生不同的影響。這種復雜性已遠遠超出設計者經驗或手動計算的范疇，物理環境數字模擬技術，為科學、準確的建筑與規劃可持續設計提供了可能性。影響居住區公共空間的環境因素主要包括風、光、熱、聲。相關的模擬軟件多種多樣，最常用的有EcotectAnalysis和CFD流體動力學系列軟件。

4、典型居住區冬季公共空間設計方法優化

以哈爾濱某居住區為例

4.1研究對象的選取

研究對象為哈爾濱市某居住小區的局部地段，建成時間為2012年。據寒地氣候特征，將研究時間范圍確定為11月1日至翌年3月31日。本例著重介紹物理環境中的日照環境與空間句法的結合，其他物理環境的運用過程類似，在此不做贅述。利用Depthmap研究公共空間屬性對研究范圍平面進行處理，僅保留建筑和外圍邊界，使用Depthmap中的AxialMap功能，小區戶外空間被轉譯為軸線圖，將得到的軸線圖進一步計算，通過rungraphanalyses操作，得到體現空間整合度的Integrationmap，整合度表達了系統中某一空間與其它空間的離散程度，空間的整合度越高，空間可達性越強，整合度越低則相反。如圖每條軸線都有自己的整合度屬性值，軸線顏色反應了整合度的高低，偏向紅色的值高，偏向藍色的值低。通過ReducetoFewestLineMap命令得到概括性軸線圖，使之與居住區現有的公共空間疊合。從公共空間的分布和交通流線來看，規劃方案的空間結構與模擬結果大部分相符。選取不同整合度的軸線與方案中不同類型公共空間的交叉點作為分析點，通過對所選分析點的空間整合度和太陽輻射強度的模擬和數據比對，得到與公共空間使用情況相關的日照環境評價。為得到分析點的整合度值，需要對軸線圖進行VisibilityGraph分析，得到可視整合度圖，公共空間的每一個細分單元均計算了整合度值，分析點各項數據如表所示對居住區公共空間的日照輻射情況進行模擬，根據寒地居住區公共空間冬季使用時間分布特點，選取每日三個時間段進行研究：晨練時間8:00~10:00，午后活動時間12:00~14:00，傍晚活動時間14:00~16:00。采用的算法是特定時段的日均輻射量模擬計算，得到不同時段太陽輻射的等值線圖利用Ecotect的數據分析功能，計算各分析點冬季每月逐時平均太陽輻射值，對數據進行處理，分別得出各點日均太陽輻射值的堆積面積圖表。可以看出，分析點冬季日照輻射強度分布隨時辰變化差異很大。

4.2模擬結果綜合分析

利用已得到的分析點太陽輻射數據，計算三個時段的冬季日均輻射強度，結合Depthmap計算得出的分析點空間整合度，描述各分析點冬季環境特征。A點：整合度高，各個時段的太陽輻射都較強，適宜布置小區主要公共空間；B點：整合度較低，各時段太陽輻射都較弱，不適宜布置大的公共空間，可考慮布置綠化或停車；C點：整合度較高，傍晚的輻射強度較強，且緊鄰學校，適合作為兒童活動場地；D點：整合度較高，午后的太陽輻射較強，結合道路適合布置小公共空間，供居民午后休閑散步、交談等活動。E點：整合度低，午后和傍晚的太陽輻射強度相對較低，而晨間太陽輻射較強，適合布置開放性較弱的公共空間，供組團居民晨練健身。

4.3設計優化結合

冬季全天平均日照輻射圖，空間整合度分布圖及各時段的太陽輻射情況，對現有公共空間布局提出優化策略：A點核心公共空間可以向西擴展，以充分利用良好的日照環境；D點所在交通空間兩側應結合兩側開敞空間布置座椅等設施；E點代表的各北側組團小廣場應盡量靠向北側建筑，且適合布置運動設施；B點代表的交叉口空間類型宜布置景觀綠化或停車場。

5、結論

將空間句法和數字模擬的策略引入到公共空間環境的設計研究中來，用EcotectAnalysis和Depthmap兩種軟件分別對公共空間的物理環境和空間結構進行模擬和分析，并將二者首次結合起來，根據不同數據間的關聯，得出任意空間位置的最優日照適應性設計依據，并證明了兩種策略綜合使用的可能性。

作者：趙天宇 李昂 單位：哈爾濱工業大學