基于空間句法的濱海防災(zāi)公園空間效能研究
——以煙臺(tái)市濱海廣場(chǎng)為例

李思穎 LI Siying 陳澤胤 CHEN Zeyin

1 研究背景

城市防災(zāi)避難空間是為公眾提供安全避難的場(chǎng)所空間[1]，其中，防災(zāi)公園是城市重要的防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施[2]，其空間效能影響著防災(zāi)功能的發(fā)揮和防災(zāi)效率。目前，我國(guó)對(duì)防災(zāi)公園的研究主要集中于防災(zāi)公園的建設(shè)指標(biāo)、選址適宜性等方面，分析方法以定性描述為主；但對(duì)災(zāi)時(shí)防災(zāi)公園內(nèi)部空間組織方式的合理性缺乏相關(guān)探討[3]?？臻g句法是空間量化分析的理想工具，被廣泛應(yīng)用于街道、建筑和城市公共空間等相關(guān)領(lǐng)域的研究中[4-5]。本研究針對(duì)濱海防災(zāi)公園空間效能評(píng)估問題，創(chuàng)新性引入空間句法理論以建立更加全面的定量模型；并采用平災(zāi)結(jié)合方法以契合人群避災(zāi)的兩個(gè)階段，為后續(xù)的防災(zāi)公園設(shè)計(jì)和改造提供科學(xué)建議。

2 研究區(qū)域概況

近年來，煙臺(tái)主城區(qū)內(nèi)大量公園與廣場(chǎng)被改造為防災(zāi)避難場(chǎng)所，但從布局角度來看，存在配置不均衡、服務(wù)水平低等問題（圖1）。作為濱海城市，煙臺(tái)的防災(zāi)公園中約有20%臨近海岸，由于改造的不徹底性，空間組織及設(shè)施配置往往難以滿足需求，因此，探討現(xiàn)有防災(zāi)公園避災(zāi)效能的提升，具有重要意義。本文所研究的煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)，便是不可或缺的濱海避災(zāi)空間。

圖1 煙臺(tái)市防災(zāi)公園大致分布示意圖

濱海廣場(chǎng)位于煙臺(tái)市中心沿海區(qū)域（圖2），2004 年起對(duì)公眾免費(fèi)開放，成為人們休閑健身、文化娛樂、親水的城市級(jí)公園。公園的東、西、南三側(cè)被居住用地、商業(yè)用地和公共服務(wù)設(shè)施用地環(huán)繞，其中，南側(cè)為中心商業(yè)區(qū)，且附近有2 處醫(yī)療中心，醫(yī)療條件較好。

圖2 煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)平面衛(wèi)星圖

廣場(chǎng)周邊多為老舊小區(qū)，居住人口密度大，且住宅區(qū)內(nèi)部缺少臨時(shí)避難空間；周邊學(xué)校與綠地雖具有一定的避災(zāi)功能，但規(guī)模較小，避災(zāi)能力有限。濱海廣場(chǎng)的避災(zāi)空間主要覆蓋煙臺(tái)山社區(qū)、海岸路社區(qū)、進(jìn)德社區(qū)、東花園社區(qū)、民生社區(qū)、航院社區(qū)，且避災(zāi)人群來向以南側(cè)、東側(cè)為主，恰好填補(bǔ)了濱海區(qū)域居民的防災(zāi)需求，因此，提高其防災(zāi)能力尤為重要（圖3、4）。

圖3 煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)周邊避災(zāi)設(shè)施分布圖

濱海廣場(chǎng)占地面積17 hm2，以綠地為主，廣場(chǎng)群、綠地群交錯(cuò)分布。由于濱海廣場(chǎng)內(nèi)建筑面積較大，依據(jù)人均2 m2的規(guī)劃原則，防災(zāi)避險(xiǎn)有效面積僅10.1 hm2，在災(zāi)時(shí)僅可容納5 萬人。其內(nèi)部空間形態(tài)和道路布局合理性較低，會(huì)削弱人們對(duì)空間的感知，甚至使其疏散和聚集能力不強(qiáng)，亟待進(jìn)行深入論證和合理改造（圖5、6）。

圖5 煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)交通流線圖

3 研究方法與研究框架

20 世紀(jì)70 年代，希利爾（Bill Hillier）教授率先提出了空間句法理論。這是以幾何拓?fù)鋵W(xué)為基礎(chǔ)，將復(fù)雜空間形態(tài)進(jìn)行量化分析的一門技術(shù)[6]。它強(qiáng)調(diào)空間之間形成的拓?fù)潢P(guān)系，認(rèn)為空間是遵循一定組織關(guān)系的離散系統(tǒng)[7]。空間句法方法能夠用具有差異性的空間形態(tài)分割方法來量化研究空間，進(jìn)而將整體空間分割為可感知的小尺度空間，并研究空間內(nèi)部及其之間的組合關(guān)系。

圖4 煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)周邊住宅分布圖

本次研究利用基于空間句法的Depthmap 軟件，采用軸線模型與視域模型（VGA）方法進(jìn)行分析，并對(duì)應(yīng)人群在防災(zāi)公園中避災(zāi)的兩個(gè)階段，即：人群從災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移到入口的階段，以及人群從入口進(jìn)一步快速疏散到防災(zāi)公園中的棚宿區(qū)等功能性區(qū)域的階段。軸線模型可以較好地判斷空間的軸線拓?fù)潢P(guān)系，并分析宏觀層面的外部聚集和疏散；視域模型能在微觀層面分析濱海廣場(chǎng)防災(zāi)空間的內(nèi)部組織的疏散避災(zāi)效率。在建模前，利用AutoCAD 軟件繪制契合兩類模型需求的平面圖，并注重將建筑物、水體、灌木林地等無避災(zāi)能力的空間及沿海受海水影響的空間排除在建模范圍外。

結(jié)合濱海廣場(chǎng)空間的功能特點(diǎn)及空間句法的參數(shù)特性，重點(diǎn)選取連接度（connectivity）、整合度（integration）兩項(xiàng)指標(biāo)，并基于個(gè)體建模（Agent-based modelling），建立完整的分析框架（圖7）。其中，連接度用以分析空間系統(tǒng)內(nèi)部及之間的疏散情況；整合度可分析空間系統(tǒng)內(nèi)部及之間的可達(dá)性與聚集性。本文采用平災(zāi)結(jié)合的分析方式，分別分析平時(shí)的使用效能及災(zāi)時(shí)的使用效能，兩者加以比較，更契合防災(zāi)公園平災(zāi)結(jié)合的特征。

圖6 煙臺(tái)濱海廣場(chǎng)日常功能圖

圖7 研究技術(shù)路線圖

4 基于空間句法的防災(zāi)空間效能分析

4.1 外部可達(dá)性分析

外部可達(dá)性側(cè)重于人群從災(zāi)害空間轉(zhuǎn)移到防災(zāi)公園入口階段的便捷性，可利用軸線模型及整合度、連接度指標(biāo)進(jìn)行分析。由于不存在平時(shí)與災(zāi)時(shí)道路層面的差異，本階段不探討平災(zāi)結(jié)合理念。

（1）整合度反映空間系統(tǒng)中某一空間在整體中的中心性?？臻g的整合度越高，可達(dá)性就越高，中心性也越強(qiáng)，越容易集聚人流；在避災(zāi)空間中，意味著容易到達(dá)與轉(zhuǎn)移。由圖8可以看出，濱海廣場(chǎng)南部整合度較高，而濱海廣場(chǎng)周邊整合度一般。這表明其周邊人流聚集性不高，即濱海廣場(chǎng)整體偏離其防災(zāi)服務(wù)區(qū)的整合中心，可達(dá)性不足。

圖8 濱海廣場(chǎng)全局整合度分析圖

（2）連接度是指空間系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)與之相連節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；系統(tǒng)的連接度為系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)連接度的總和?？臻g的連接度越高，滲透性越好；在避災(zāi)空間中就意味著效能高，易于疏散。由圖9 可以看出，濱海廣場(chǎng)遠(yuǎn)離滲透度高的道路，故災(zāi)害時(shí)難以發(fā)揮疏散效能。

圖9 濱海廣場(chǎng)連接度分析圖

（3）利用Depthmap 建立局部與整體空間之間的協(xié)同關(guān)系，進(jìn)而判斷空間的可理解度及整體與局部的融合度。研究采用半徑為3 的局部整合度與全局整合度作散點(diǎn)圖，發(fā)現(xiàn)R2＞0.5，意味著兩者協(xié)同性偏低，對(duì)應(yīng)急疏散有一定的負(fù)面影響（圖10）。

圖10 濱海廣場(chǎng)協(xié)同度散點(diǎn)圖

4.2 內(nèi)部可達(dá)性分析

4.2.1 連接度分析

濱海廣場(chǎng)的平災(zāi)差異（圖11、12）在于：部分平時(shí)不向公眾開放的公司內(nèi)部通道、觀光專用通道和出入口在災(zāi)時(shí)會(huì)應(yīng)急打開，原東西兩側(cè)出入口也會(huì)將臨時(shí)路障裝置移除，并開放另一主入口F，以便避災(zāi)人群的轉(zhuǎn)移。

圖11 濱海廣場(chǎng)平時(shí)連接度圖

災(zāi)時(shí)整體可達(dá)面積比平時(shí)更大，通過建立連接度分析可知：在所有空間中，A 空間的平災(zāi)連接度均最強(qiáng)，公園人群在避難時(shí)較易疏散于此；而其他空間的滲透性較低，防災(zāi)空間效能整體偏低。

西側(cè)區(qū)域建筑密集，避難空間破碎，連接度與辨識(shí)度更差，無法作為防災(zāi)空間使用；B 草坪綠地本可作為應(yīng)急棚宿區(qū)，但其內(nèi)部道路彎曲度高，缺乏主通道，導(dǎo)致疏散效果較差，且主入口過于狹窄。

4.2.2 整合度分析

通過建立全局整合度、局部整合度與協(xié)同度分析（圖13、14），可以看出：災(zāi)害發(fā)生時(shí)，主要避災(zāi)空間A、B 的全局整合度比平時(shí)高，局部整合度低，且協(xié)同程度較低。這說明空間的整合程度存在較大差異，空間避災(zāi)效能差異大，且主要體現(xiàn)在東西差異，即西部建筑區(qū)整合度極低，東部廣場(chǎng)活動(dòng)區(qū)整合度較高。

圖12 濱海廣場(chǎng)災(zāi)時(shí)連接度圖

圖13 濱海廣場(chǎng)平時(shí)全局整合度與局部整合度關(guān)系圖

圖14 濱海廣場(chǎng)災(zāi)時(shí)全局整合度與局部整合度關(guān)系圖

圖15 濱海廣場(chǎng)平時(shí)人群活動(dòng)分布模擬圖

圖16 濱海廣場(chǎng)災(zāi)時(shí)人群活動(dòng)分布模擬圖

具體來看，北部沿海帶狀空間的整合度最高，人群災(zāi)時(shí)避難易于聚集于此；但由于該區(qū)域?yàn)I海，為避讓海水漫灌，大部分無法作為避災(zāi)空間。其次，A 空間的整合度較高，可作為應(yīng)急棚宿區(qū)；其他如B、G 這類面積較大、但不易到達(dá)和聚集的空間，防災(zāi)性能較差，可用作應(yīng)急停機(jī)坪，但無法作為應(yīng)急聚集避難區(qū)。整個(gè)區(qū)域中，D—A 空間（即包括兩者間的通道空間）的整合度較高，是整個(gè)公園中最易于進(jìn)入的空間，在更新中可擴(kuò)大該空間，進(jìn)一步提升整合度。

4.3 基于個(gè)體建模

基于個(gè)體建模，判斷平災(zāi)時(shí)人群在濱海廣場(chǎng)內(nèi)的活動(dòng)軌跡，能直觀地反映避災(zāi)人群的穿越活動(dòng)和分布（圖15、16）。災(zāi)時(shí)濱海廣場(chǎng)人群最易識(shí)別和聚集的空間集中在D—A—B和C 處。這是由于災(zāi)時(shí)臨時(shí)空間和出入口開放，比平時(shí)的空間形態(tài)更為連續(xù)，但缺少了一處濱海聚集點(diǎn)，且西側(cè)區(qū)域內(nèi)也未有明顯聚集和活動(dòng)，形成了單軸D—A—B 的空間人群活動(dòng)模式。其空間避災(zāi)層面的不利體現(xiàn)在3 個(gè)方面：①A 空間作為中間節(jié)點(diǎn)，其強(qiáng)通行性削弱了防災(zāi)聚集功能，更有可能作為通道型空間；②B、G 空間較為狹小且游樂設(shè)施、雕塑等遮擋物眾多，不方便人群開展避災(zāi)活動(dòng)；③南側(cè)面向住宅區(qū)的F 空間不方便人們進(jìn)入，會(huì)對(duì)防災(zāi)公園的空間效能產(chǎn)生負(fù)面影響。

可以看出，盡管濱海廣場(chǎng)在平時(shí)能以層次豐富的空間給游客以不同的體驗(yàn)，但其中不連貫、不敞開的空間不利于災(zāi)時(shí)人群疏散；且狹小的入口和不連貫的通道雖不會(huì)對(duì)平時(shí)的人群活動(dòng)產(chǎn)生影響，但在避災(zāi)時(shí)會(huì)影響人群的識(shí)別和聚集，使空間效能降低。

5 優(yōu)化策略

5.1 調(diào)整路網(wǎng)結(jié)構(gòu)

經(jīng)分析可知，濱海廣場(chǎng)避災(zāi)效能較低的主要原因之一是道路為迎合平時(shí)游憩需求而較為曲折，缺乏主通道，影響了疏散功能。為提升南部居民區(qū)的疏散能力，建議在濱海廣場(chǎng)南側(cè)增設(shè)或拓寬5 個(gè)出入口，并對(duì)彎曲的游園通道進(jìn)行統(tǒng)一梳理，形成兩條貫穿性較強(qiáng)的南北向道路（圖17）。該改造有助于提升A、B 兩處主要避災(zāi)區(qū)域的避難能力，可促進(jìn)人群在災(zāi)害發(fā)生時(shí)優(yōu)先選擇新增的通道進(jìn)行疏散，也能較好地組織起平時(shí)的游玩人流。

圖17 濱海廣場(chǎng)路網(wǎng)調(diào)整前后穿越度對(duì)比

此外，建議拆除西側(cè)建筑區(qū)的部分花壇和高大樹木，以可進(jìn)入、不遮擋視線的草坪替代；并在預(yù)留建筑倒塌空間的基礎(chǔ)上保障歷史建筑前的道路空間與小型聚集空間，以此來同時(shí)保障平時(shí)的游憩需求與災(zāi)時(shí)的避災(zāi)需求。

5.2 改善空間節(jié)點(diǎn)形態(tài)

防災(zāi)公園的功能對(duì)空間形態(tài)要求各異，空間避災(zāi)功能安排一般集中于中心地帶，而邊緣空間在安排避災(zāi)功能時(shí)存在局限性[3]。針對(duì)濱海廣場(chǎng)防災(zāi)空間災(zāi)時(shí)組織的不足，同時(shí)考慮平時(shí)活動(dòng)的適宜性，本文選取兩處中心空間節(jié)點(diǎn)A1和 B1、一處入口空間節(jié)點(diǎn)F1和一處邊緣空間節(jié)點(diǎn)G1（圖18、19），提出改造建議。這幾處空間節(jié)點(diǎn)在整合度、連接度層面各有劣勢(shì)，具有一定的代表性；在改造后，可通過整合度和連接度的分析，進(jìn)一步探尋改造的有效性。

圖18 濱海廣場(chǎng)節(jié)點(diǎn)空間調(diào)整前后整合度對(duì)比

圖19 濱海廣場(chǎng)節(jié)點(diǎn)空間調(diào)整前后連接度對(duì)比

（1）A1節(jié)點(diǎn)空間是主要的避難場(chǎng)所，需要容納來自多個(gè)方向的避災(zāi)人群，目前可達(dá)性較高，已成為整合度和連接度的局部高點(diǎn)。其改造重點(diǎn)為：增設(shè)棚宿區(qū)和應(yīng)急指揮所功能，同時(shí)增加?xùn)|、南方向的滲透，并通過拓寬連接空間適當(dāng)弱化其通行功能。

（2）B1節(jié)點(diǎn)空間原本可達(dá)性低，不適宜作為集散避難空間和防災(zāi)通道，加之位于改造的主通道上，建議將該空間內(nèi)均勻分布的花壇取消，以地面趣味鋪裝代替，提高其整合性和可達(dá)性，使其成為南側(cè)主入口進(jìn)入的人群防災(zāi)聚集的備選空間。

（3）F1節(jié)點(diǎn)原為以欄桿限定的入口空間，入口處人群的聚集度、疏散度較低，建議改變其狹長(zhǎng)的空間形態(tài)，盡量敞開，便于人群疏散避災(zāi)。

（4）G1節(jié)點(diǎn)空間是建筑前小廣場(chǎng)，布置有大面積花壇。該空間具有一定方向性，但優(yōu)勢(shì)未發(fā)揮，不利于人群的流動(dòng)，應(yīng)移除花壇以改變空間形態(tài)，在災(zāi)時(shí)可以疏導(dǎo)人群流動(dòng)，方便其作為避災(zāi)轉(zhuǎn)移空間。

6 結(jié)語

由于目前對(duì)防災(zāi)公園的空間效能分析缺少定量研究，本文重點(diǎn)從微觀角度入手，利用空間句法進(jìn)行分析，為防災(zāi)公園的空間布局提供改造思路，也為濱海防災(zāi)空間的更新與效能提升提供微更新層面的參考。就本案例而言，濱海廣場(chǎng)不能滿足沿海老舊住宅區(qū)和辦公人員的避災(zāi)需求，具有改造的必要性。分析得知其缺點(diǎn)集中在3 個(gè)方面，即：與城市聯(lián)系薄弱，聚集、疏散能力低，南側(cè)住宅區(qū)入口較少；廣場(chǎng)內(nèi)的老建筑有效面積不足，整體穿越度低；廣場(chǎng)內(nèi)部道路狹窄，避災(zāi)空間碎片化，整體融合度和連通性較低。對(duì)此，筆者提出空間改造策略，一方面，通過空間句法分析人們使用空間的感知，調(diào)整路網(wǎng)結(jié)構(gòu)；另一方面，通過合理配置耐火植物、增加設(shè)施等措施來改善空間節(jié)點(diǎn)形態(tài)，提高空間的防災(zāi)效能。