基于三維可視性分析的商業(yè)綜合體空間布局研究
——以上海正大廣場為例

作者(Authors)：潘逸瀚，王楨棟（通訊作者）,2,3，陸毅

1. 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院（上海，200092），

2. 高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（上海，200092），

3. 生態(tài)化城市設(shè)計(jì)國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（上海，200092），

4. 香港城市大學(xué)建筑及土木工程系（香港， 999077），

5. 香港城市大學(xué)深圳研究院（深圳，518057）

21世紀(jì)以來，我國商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)進(jìn)入了商業(yè)綜合體時(shí)期，并逐漸取代了傳統(tǒng)的以商業(yè)街為核心的開發(fā)模式。商業(yè)開發(fā)的空間和業(yè)態(tài)布局也逐漸從二維線性平面的模式走向三維立體化的模式。

與此同時(shí)，在商業(yè)開發(fā)日趨立體化和復(fù)雜化的情況下，商業(yè)綜合體的空間和業(yè)態(tài)布局依舊以借鑒傳統(tǒng)成功案例和以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為主，缺乏科學(xué)合理的布局模式分析方法。[1]這導(dǎo)致許多商業(yè)綜合體經(jīng)營不善，店鋪空置率較高，亟需通過空間布局與業(yè)態(tài)布局的調(diào)整甚至改變來改變其經(jīng)營現(xiàn)狀。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，建筑信息化已成為必然趨勢，可視性分析作為一種空間分析的新方法，可以通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)確描述建筑空間，模擬真實(shí)空間屬性，從而通過計(jì)算預(yù)測使用者的行為選擇，進(jìn)而指導(dǎo)建筑的空間和業(yè)態(tài)布局。這種方法既可以用于預(yù)測設(shè)計(jì)方案的有效性，也可以針對既有項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)運(yùn)營中的問題，而非像傳統(tǒng)方法，僅僅依賴經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整布局。

1. 研究方法

二維可視性分析方法基于空間句法理論和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)理論發(fā)展而來，描述了空間位置相互之間的可視關(guān)系。方法以圖論為基礎(chǔ)，將建筑空間劃分為均值網(wǎng)格點(diǎn)，通過描述點(diǎn)與點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系來解釋空間中不同位置之間的相互關(guān)系。[2]（圖1）

例如，在計(jì)算空間中一點(diǎn)的可視性時(shí)，可以統(tǒng)計(jì)與其直接有視線連接的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，也可以計(jì)算此點(diǎn)與空間內(nèi)所有其他點(diǎn)之間的平均距離，同時(shí)從局部角度和全局角度描述點(diǎn)的可視性。

三維可視性分析方法在二維可視性分析方法的基礎(chǔ)上，拓展了垂直向度的可視性?？梢曅砸彩艿揭暰€屬性影響，視線距離決定了能否清晰的辨認(rèn)事物，而視線角度則決定了我們在正常平視狀態(tài)下能否看到上下方的事物。因此在計(jì)算中加入視線距離與視線角度作為權(quán)重。視線越長，清晰度越低，可見性越差。視線角度越大，越不容易在日常行走活動(dòng)中看到，可見性越差。

三維可視性的核心分析對象為可達(dá)空間1和可視對象2，在等距劃分后，可達(dá)空間被劃分為可達(dá)點(diǎn)，可視對象被劃分為可視點(diǎn)。三維可視性分析方法根據(jù)可視對象的不同可以分為兩種類型：

當(dāng)可達(dá)空間即為可視對象時(shí)，方法分為兩步驟：1）把所有可達(dá)的三維空間劃分成等距離的網(wǎng)格點(diǎn)，即可達(dá)點(diǎn)（圖2）。2）分析可達(dá)點(diǎn)互相之間的視線連接關(guān)系，并輔以計(jì)算（圖3）。

當(dāng)可達(dá)空間與可視對象不同時(shí)，方法分為三步驟：1) 把所有可達(dá)的三維空間劃分成等距離的網(wǎng)格點(diǎn)，即可達(dá)點(diǎn)（圖4）。2)把被觀看的對象劃分成等距離的網(wǎng)格點(diǎn)，即可視點(diǎn)（圖5）。3）分析可視點(diǎn)與可達(dá)點(diǎn)之間的視線連接關(guān)系，并輔以計(jì)算（圖6）。在下文中，我們將通過對上海正大廣場的實(shí)證研究，嘗試三維可視性分析方法在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，分析正大廣場中的可視性分布規(guī)律，以并總結(jié)商業(yè)綜合體空間布局規(guī)律。

2. 實(shí)證研究

上海正大廣場坐落在上海浦東陸家嘴黃金地段，周邊的城市道路包括北面的陸家嘴西路、東面的銀城西路、南面的名商路，以及西面的富城路。這一商業(yè)綜合體建筑由泰國正大集團(tuán)投資開發(fā)，由著名的美國捷得建筑事務(wù)所（The Jerde Partnership）設(shè)計(jì)，整個(gè)建筑單體長270米、寬121米，占地31000平方米，建筑面積240000平方米，地下三層，地上十層，總高53.4米，提供集購物、餐飲、休閑和娛樂于一體的現(xiàn)代化服務(wù)和設(shè)施。正大廣場從2002年竣工開業(yè)，至今有十二年，經(jīng)歷了“起死回生”：建成之初門庭冷落，運(yùn)營困難，直到2005年開始，通過不斷更新開發(fā)，才最終成為名副其實(shí)的上海知名商業(yè)地標(biāo)。[3]（圖7）

正大廣場共有八個(gè)外部接口，五個(gè)接口位于L1層（地面層）的北側(cè)、東側(cè)、東南側(cè)、南側(cè)和西北側(cè)，其中東北側(cè)和西北側(cè)的是主要接口，為接口廣場形式； L2層的西側(cè)有一個(gè)接口與濱江天橋相連； L3層的東側(cè)有一個(gè)接口與明珠環(huán)天橋（即陸家嘴二層步行連廊）通過自動(dòng)扶梯相連（圖8）；最后一個(gè)接口位于B2的東北側(cè)，與地鐵站直接相連。3（圖8）

正大廣場共有四組中庭，尺度功能各異，分別位于東西南北側(cè)。東側(cè)的中庭貫通B2至L8層，形狀上，由最初的橄欖形到L2層的圓形而后又逐層的變化；功能上，從B2層的交通型，到L2層變成綜合型。西側(cè)中庭是完全貫通L1至L10層的綜合型中庭，視線通透，能夠承載休憩娛樂、商業(yè)活動(dòng)等功能。南側(cè)的中庭貫通L3至L8層（圖11），與西側(cè)中庭和東側(cè)中庭分別在L3和L5層融合。北側(cè)中庭是貫通L1至L7層的功能型中庭，以交通為主，面積較小。（圖12）

2.1 公共空間可視性分析

此項(xiàng)分析中，可達(dá)空間與可視對象均為公共空間，因此只需將公共空間劃分為等距網(wǎng)格點(diǎn)，分析這些點(diǎn)之間的視線關(guān)系即可。分析結(jié)果以整合度表示，這代表了公共空間位置之間的視覺聯(lián)系緊密程度。

分析結(jié)果如圖13，網(wǎng)格從紅色變到藍(lán)色代表公共空間可視性的逐漸降低。可以發(fā)現(xiàn)，正大廣場中可視性最好的區(qū)域位于東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)三個(gè)綜合性中庭。這三個(gè)中庭面積較大，相互連通，形成了連貫的視線走廊。而北側(cè)中庭周圍可視性不佳，原因是北側(cè)中庭以交通為主，面積過小，而且視線易被扶梯遮擋，導(dǎo)致中庭周圍公共空間可視性降低。

正大廣場中公共空間可視性分布存在以下三個(gè)特點(diǎn)：1）以大中庭周圍為可視性最高點(diǎn)向四周呈逐漸降低的趨勢，但相鄰網(wǎng)格點(diǎn)可視性可能出現(xiàn)斷崖式變化，原因是在視線角度較大時(shí)，平面進(jìn)深的微小變化就可能對大量的視線形成遮擋。2）公共空間可視性受層數(shù)影響不大，可視性的主要變化在于實(shí)體障礙的形態(tài)，而不在于垂直距離的影響。而10層中庭高度，也就是50米的距離仍舊在清晰的視線范圍之內(nèi)。3）公共空間尺度越大，可視性越好。寬闊的公共空間增加了可達(dá)點(diǎn)的數(shù)量，既提高了單個(gè)點(diǎn)所能看到的可視性，也提升了空間整體的平均可視性水平。

2.2 店鋪可視性分析

在這部分分析中，可達(dá)空間為公共空間，可視對象為店鋪界面。首先將公共空間劃分為等距網(wǎng)格點(diǎn)，再將店鋪界面劃分為等距網(wǎng)格點(diǎn)，最后分析公共空間可達(dá)點(diǎn)看往店鋪界面可視點(diǎn)的單向聯(lián)系。分析結(jié)果以整合度表示，這代表了店鋪界面與公共空間之間的視覺聯(lián)系緊密程度。

分析結(jié)果如圖14，點(diǎn)越大代表店鋪可視性越高，點(diǎn)越小代表店鋪可視性越低。我們發(fā)現(xiàn)，可視性最好的店鋪集中分布在南側(cè)中庭，而公共空間進(jìn)深較大的東側(cè)和西側(cè)中庭的店鋪，雖然其相鄰的公共空間可視性不錯(cuò)，但店鋪本身的可視性并不算很好。在沒有中庭的一層中部，店鋪可視性也較好。正大廣場中店鋪可視性分布存在以下四個(gè)特點(diǎn)：1）同一層中，靠近中庭的店鋪可視性最好。中庭解放了上下層之間的視覺阻礙，將能看到店鋪的點(diǎn)拓展到非本層空間。2）越大的中庭周圍的店鋪可視性越好。越大的中庭解放了更多的視線阻礙，增大了更多公共空間的視域范圍。3）同樣在中庭周圍，走廊寬度越窄的店鋪可視性越高。走廊寬度過寬時(shí)，其他層的可達(dá)點(diǎn)往往只能看到店鋪外的公共空間，無法直接看到店鋪界面。4）同樣在中庭周圍，店鋪可視性受層數(shù)影響不大。由于視線只受障礙物遮擋的特性，可視性更受中庭形狀的影響，而非層數(shù)。

將店鋪按照業(yè)態(tài)分類之后，我們發(fā)現(xiàn)：餐飲店鋪主要分布在東西兩側(cè)中庭附近，可視性普遍較低。零售店鋪主要分布在中部中庭附近，此處店鋪的可視性普遍較高；但同時(shí)部分店鋪以百貨形式分布在北側(cè)中庭周圍，可視性較低。娛樂店鋪分布在高層，可視性處于綜合體內(nèi)普通水平。服務(wù)店鋪的分布較為均勻，可視性分布也沒有規(guī)律可尋。

3. 策略總結(jié)

在分析了公共空間和商業(yè)店鋪的可視性分布規(guī)律之后，我們總結(jié)出以下三條有關(guān)商業(yè)綜合體空間布局的設(shè)計(jì)策略：

1）尋找可視性和中庭尺度的平衡點(diǎn)來確定中庭大小。貫通的中庭可以使高層公共空間獲得與低層公共空間相近的可視性。但面積過小的中庭會(huì)導(dǎo)致能通過的視線角度較為局限，甚至超出平視范圍，無法提升可視性。面積過大的中庭會(huì)導(dǎo)致公共空間面積的縮小，降低整體可視性。

2）尋找可視性和走廊尺度的平衡點(diǎn)來確定走廊寬度。過寬的走廊會(huì)導(dǎo)致店鋪可視點(diǎn)無法被公共空間所觀看，店鋪界面的廣告作用喪失，吸引力下降。而過窄的走廊則會(huì)導(dǎo)致公共空間面積的縮小，降低整體可視性。

3）按照業(yè)態(tài)對可視性的要求來合理進(jìn)行業(yè)態(tài)布局。并非所有的業(yè)態(tài)都需要良好的可視性，而良好的可視性往往會(huì)付出大量的租售面積作為代價(jià)。因此需要將具有良好可視性的資源合理分配。需要通過視覺以吸引綜合體內(nèi)客流的店鋪放置在可視性較好的區(qū)域。憑借業(yè)態(tài)本身或是通過網(wǎng)絡(luò)等其他媒介吸引客流的店鋪則放置在可視性較差的區(qū)域。

在設(shè)計(jì)復(fù)雜而又立體的商業(yè)綜合體時(shí)，設(shè)計(jì)師需要對設(shè)計(jì)方案及時(shí)進(jìn)行三維可視性分析，計(jì)算空間尺度的改變對周圍公共空間可視性和店鋪可視性造成的影響，通過權(quán)衡可視性和公共空間尺度找到最優(yōu)化的空間布局方案和業(yè)態(tài)布局方案，借助數(shù)據(jù)計(jì)算來尋找最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

注釋：

1：使用者能夠抵達(dá)的空間，也就是可以發(fā)起觀看行為的空間，在商業(yè)綜合體中指所有的公共空間。

2：使用者觀看的主要對象，在商業(yè)綜合體中包括公共空間、店鋪界面、廣告招牌等視覺聚焦處。

3：L2層、L3層的入口與B2的入口是在正大廣場的改造中陸續(xù)添加的。

圖片及表格來源：

圖1 二維可視性分析圖示，圖片來源：Turner, A., Doxa, M., O'Sullivan, D., & Penn, A. (2001). From isovists to visibility graphs: a methodology for the analysis of architectural space. Environment and Planning B-Planning & Design, 28(1), 103-121.

圖8 正大廣場外立面，圖片來源：http://hefei.city8.com/house/1555676.html

其余圖片均為作者自繪或自攝。

[1] 薛白,Kayvan Karimi.基于VGA的商業(yè)綜合體公共空間可達(dá)性與業(yè)態(tài)布局關(guān)聯(lián)性研究——以深圳市為例[J].建筑技藝,2017(07):23-27.

[2] 陸毅,徐蜀辰.基于圖論的三維可視性分析及其應(yīng)用[J].時(shí)代建筑,2017(05):44-49.

[3] 王沁冰.商業(yè)綜合體的動(dòng)線更新研究——以上海的三個(gè)案例為例[D]，同濟(jì)大學(xué)，2015

[4] 王楨棟，張昀（2013），城市建筑綜合體的組合空間研究，新建筑

[5] 王楨棟，佘寅（2013），高密度人居環(huán)境下城市建筑綜合體協(xié)同效應(yīng)價(jià)值研究，城市建筑

[6] 王楨棟，李曉旭，闞雯，王沁冰（2014），城市建筑綜合體非盈利型功能的組合模式研究，哈爾濱：城市建筑

[7] 王楨棟，文凡，胡強(qiáng)（2014），城市建筑綜合體的城市性探析，北京：建筑技藝

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