基于空間句法的歷史街區(qū)空間優(yōu)化策略研究*
——以徐州市中樞街為例

文/深圳大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 張 嵐

中國礦業(yè)大學(xué)建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院 丁一丹 張馨予

中國礦業(yè)大學(xué)人工智能研究院 趙迪斐

1 研究背景

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速推進(jìn)，我國城市發(fā)展進(jìn)入由增量擴(kuò)張到存量優(yōu)化的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)，大面積拆舊建新已無法滿足新時(shí)代規(guī)劃建設(shè)的要求。空間形態(tài)反映了一定時(shí)期內(nèi)自然、社會(huì)、歷史、文化對(duì)歷史街區(qū)的多重影響，是特定時(shí)代背景下的建設(shè)縮影，盲目的開發(fā)重建將導(dǎo)致文化風(fēng)貌破壞及地域共鳴缺失。為深入探究城市歷史街區(qū)空間的優(yōu)化策略，本研究基于空間句法理論，運(yùn)用Depthmap軟件對(duì)街區(qū)空間進(jìn)行定性與定量分析，并基于分析結(jié)果提出空間優(yōu)化策略。

2 研究對(duì)象與研究方法

2.1 研究對(duì)象

中樞街是徐州市老城區(qū)具有代表性的歷史街區(qū)，位于淮海西路以南，中山南路以西，是全市中心地帶。街區(qū)東西長約600m，南北寬約70m，業(yè)態(tài)聚集，人流量大，是重要的商業(yè)樞紐。1912年左右，梁中樞先生投身徐州教育事業(yè)，于1920年7月英年早逝，后經(jīng)政府批準(zhǔn)，更名街道二府街為“中樞街”，至今已有百余年歷史。隨著徐州城市建設(shè)不斷推進(jìn)，中樞街地塊建筑密度逐漸增加，大型建筑增多，但整體街道格局并未改變（見圖1）。整個(gè)區(qū)域由中樞街與中樞南街2條核心街道構(gòu)成，中樞街以南主要為居民區(qū)，中樞街以北多為商業(yè)辦公類建筑（見圖2）。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，整個(gè)街區(qū)民用建筑加建較多，建筑與設(shè)施老化落后，衛(wèi)生環(huán)境較差，居民趨于老齡化。歷史街區(qū)伴隨著歲月流逝，雖然建筑老舊，但其結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑肌理、材質(zhì)等均為無可替代的記憶實(shí)體，極具空間優(yōu)化與更新價(jià)值。因此，本研究基于空間句法原理，針對(duì)中樞街的空間形態(tài)展開量化分析并探究優(yōu)化策略。

1區(qū)域肌理演變

2區(qū)域建筑功能分析

2.2 研究方法

空間句法理論解析建筑空間和城市空間，用于量化分析建筑組團(tuán)與人文社會(huì)關(guān)系的空間形態(tài)組成。1984年，比爾·希利爾等出版的《空間的社會(huì)邏輯》中正式提出了空間句法理論，開啟了城市量化研究的新途徑。1997年，首屆國際空間句法研討會(huì)在倫敦舉辦，標(biāo)志著空間句法理論在世界各國廣泛傳播。1985年，我國出現(xiàn)了最早對(duì)于空間句法理論的系統(tǒng)介紹，對(duì)空間句法的研究也逐漸出現(xiàn)。至今，已涌現(xiàn)了許多空間句法理論在城市、規(guī)劃與設(shè)計(jì)的應(yīng)用案例。

空間句法的研究對(duì)象主要為建筑內(nèi)部平面和城市布局。其核心觀點(diǎn)認(rèn)為，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響因素并非個(gè)體要素，而是在整體上受到整體空間元素的控制，因此，應(yīng)當(dāng)將整體作為其活動(dòng)與發(fā)展的影響因素展開分析與研究。利用抽象拓?fù)潢P(guān)系對(duì)空間進(jìn)行線性研究，剝離各類無關(guān)因素的影響，量化子空間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)，探究其地位和作用?？臻g句法理論的定量分析應(yīng)用主要包括軸線分析法、視域分析法、人流群聚分析法、線段分析法、凸空間分析法等。由于凸空間分析法多用于建筑內(nèi)部等微觀空間的分析，線段分析法側(cè)重于宏觀城市空間距離、交會(huì)點(diǎn)等因素的分析，因此本研究主要運(yùn)用前3種分析方法。

3 空間分析

3.1 軸線分析

軸線分析法是空間句法中最常用的分析方法，強(qiáng)調(diào)通過人的運(yùn)動(dòng)感知空間的特征。比爾·希利爾認(rèn)為，軸線是空間中某點(diǎn)所能看到的最遠(yuǎn)距離，是在一維方向小尺度空間的延伸。軸線代表人的視線及人在空間移動(dòng)中伴隨的轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行軸線分析時(shí)，將每條軸線當(dāng)作節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，并進(jìn)行量化計(jì)算。

3.1.1 整合度分析

整合度指區(qū)域空間單元與其他空間的聚集程度，代表單元間的可達(dá)性，可反映某個(gè)街道空間聚集人流的能力，并基于此進(jìn)一步分析街道在區(qū)域中的地位。通常整合度明顯高于其他空間的單元能夠成為整個(gè)區(qū)域的公共交互空間，并且整個(gè)區(qū)域以此為核心節(jié)點(diǎn)拓展與演化，可分為全局整合度與局部整合度。由軸線分析法計(jì)算得出的整合度分析圖可知，區(qū)域內(nèi)部的中樞街與中樞南街可達(dá)性最高，整合度約為2.3。綜合調(diào)研情況可知，區(qū)域內(nèi)商業(yè)主要分布于中樞街與中樞南街，車輛與行人流通量大，與計(jì)算結(jié)果相匹配。因此，在街區(qū)空間優(yōu)化中應(yīng)當(dāng)保持原有主要路網(wǎng)與肌理，優(yōu)化區(qū)域社區(qū)與巷道的可達(dá)性，進(jìn)一步提高整合度。

3.1.2 智能度分析

智能度是全局整合度與連接度的擬合度，表達(dá)從局部空間理解全域的可行性。連接度則表示單元空間與區(qū)域空間的連接程度，連接度高則表示其在區(qū)域空間的滲透性強(qiáng)。如果局部空間范圍內(nèi)連通度較高，在整體上連接度也較高，則整個(gè)區(qū)域是清晰且可理解的，因此也是智能空間。反之，非智能空間很難把握整體區(qū)域的概念。

在智能度分析中，將x軸設(shè)定為全局整合度，y軸設(shè)定為局部整合度，y=a+bx，計(jì)算兩者是否具有相關(guān)性。其中R2為擬合度，R2數(shù)值越高說明二者相關(guān)性越高。當(dāng)R2小于0.500時(shí)，可認(rèn)定兩者相關(guān)性較低，當(dāng)R2大于0.500時(shí)，可認(rèn)定兩者具有相關(guān)性且相關(guān)性較高。如圖3所示，x、y參數(shù)趨于正相關(guān)，R2約等于0.515，表示中樞街全局可理解度較高。其中圖左側(cè)藍(lán)色點(diǎn)陣密集，對(duì)應(yīng)到整合度分析圖中，說明區(qū)域內(nèi)部分道路智能度較低，需進(jìn)行路網(wǎng)梳理。同時(shí)圖片右側(cè)點(diǎn)陣稀疏，紅色點(diǎn)對(duì)應(yīng)中樞街與中樞南街智能度高。

3基于空間句法的街區(qū)智能度分析

3.1.3 協(xié)同度分析

在協(xié)同度分析中，將x軸定義為全局整合度，y軸定義為局部整合度，擬合出R2的值。R2值越高表明趨于整合度和局部整合度的相關(guān)性越強(qiáng)，且區(qū)域系統(tǒng)趨向于單一核心結(jié)構(gòu)，有利于人群聚集。當(dāng)N=3時(shí)，R2值偏低，暖色點(diǎn)如紅色點(diǎn)和黃色點(diǎn)距離回歸方程擬合線較遠(yuǎn)。但隨著N值增大，R2值逐漸趨近于1。綜合回歸方程可以得出，當(dāng)N=9時(shí)，R2約等于0.96，具有極高的協(xié)同度，人流與車流之間空間特征良好。因此，該區(qū)域?yàn)樾【埸c(diǎn)單核心結(jié)構(gòu)，從局部來看，小范圍區(qū)域存在與外部街道相對(duì)隔離的情況，從全局來看，人群聚集在中樞街與中樞南街，商業(yè)價(jià)值極高，如圖4所示。

4基于空間句法的街區(qū)協(xié)同度分析

3.1.4 共生度分析

該分析中，將x軸定義為全局整合度，y軸定義為選擇度。選擇度表示空間單元抵達(dá)其他空間單元的可選路徑數(shù)量，選擇度越高，表示其他空間單元抵達(dá)該空間單元的便捷度越高。如圖5所示，R2約為0.40，相關(guān)性較低，說明區(qū)域全局整合度與選擇度不匹配。故該歷史街區(qū)更多傾向于使居民和游客在商業(yè)區(qū)流動(dòng)，與穿越街區(qū)的其他人流相互分離。通過分析可得，中樞街與中樞南街業(yè)態(tài)分布密集，具有較好的商業(yè)空間與交流空間，可選擇度較高，穿行人流較大。同時(shí)，共生度可表示局部空間承載該區(qū)域混合功能的大小，R2越大，說明該區(qū)域承載的混合功能較多，否則該區(qū)域承載功能具有單一性。

5基于空間句法的街區(qū)共生度分析

3.2 視域分析

空間句法中所研究的視域?yàn)槎S空間，指的是視點(diǎn)在其所處水平面的可見范圍。視域分析法通常用于局部空間的分析，例如歷史街區(qū)、居住區(qū)、校園等城市局部區(qū)域空間與環(huán)境，其分析結(jié)果優(yōu)于其他方法?；谙袼攸c(diǎn)陣網(wǎng)格模擬行人，可以獲得每個(gè)像素網(wǎng)格之間的視線深度。在分析圖中，視域優(yōu)劣通過像素顏色的冷暖來表示，顏色越暖表示視域越優(yōu)，該區(qū)域越容易被人看見，越容易發(fā)生社會(huì)活動(dòng)，反之，冷色區(qū)域容易被人忽視。

如圖6所示，中樞街與中樞南街交會(huì)處以東區(qū)域，視域最佳，該區(qū)域應(yīng)選擇為重點(diǎn)優(yōu)化空間，用以吸引人流進(jìn)入場地并發(fā)生商業(yè)活動(dòng)。其次，在局部建筑圍合區(qū)域，全局視線深度較高，以商業(yè)建筑為主，需加強(qiáng)街區(qū)互視的作用。

6基于空間句法的街區(qū)視域分析

3.3 人流群聚分析

人流群聚分析是通過軟件模擬街道空間內(nèi)的人流活動(dòng)分布規(guī)律并通過像素冷暖表示人流信息，相對(duì)暖色區(qū)域可以反映較多的人流經(jīng)過和停留次數(shù)，因此具有匯集人流的功能。反之，則表示該空間對(duì)人群的吸引較弱，無法匯集人流。如圖7所示，中樞街街道區(qū)域人流匯集功能較強(qiáng)，說明該區(qū)域開敞性良好，有利于促進(jìn)穿越、停留和交往等活動(dòng)的發(fā)生。綜合視域分析可知，中樞街與中樞南街交會(huì)處以東區(qū)域，視域良好、人流匯聚，宜設(shè)置公共交流與休閑區(qū)，增加區(qū)域的可停留性。同時(shí)可通過梳理道路等方法，提高徐海道署所處區(qū)域匯聚能力。其次，中樞街中段位置易發(fā)生擁堵，應(yīng)從業(yè)態(tài)和導(dǎo)視系統(tǒng)方面加強(qiáng)管理。

7基于空間句法的街區(qū)人流群聚分析

4 優(yōu)化策略

由上述分析可知，區(qū)域中心街區(qū)即中樞街整合度較高，空間智能且具有協(xié)同性，視域良好，具備人流吸引力。區(qū)域北部商業(yè)密集，但可達(dá)性較差，視域閉塞，不具備人流匯聚功能。區(qū)域南部居住區(qū)密集，建筑與設(shè)施老舊，居住品質(zhì)較低，衛(wèi)生環(huán)境較差，車流人流混行。因此，基于實(shí)地調(diào)研與空間句法分析區(qū)域空間特質(zhì)與現(xiàn)狀問題，在存量更新基礎(chǔ)上提出針對(duì)該歷史街區(qū)的空間優(yōu)化策略。

4.1 街巷空間整合

通過量化分析與重新認(rèn)知街巷形態(tài)、空間及建筑可知，中樞街區(qū)域業(yè)態(tài)眾多，已初步具備發(fā)展成為繁華商業(yè)樞紐的條件。區(qū)域核心街巷、中樞街與中樞南街整合度高，交通便捷。但中樞街北側(cè)商業(yè)部分道路整合度及智能度較低，嚴(yán)重阻隔中樞街與其他城市主干道之間的交通滲透。同時(shí)，北側(cè)區(qū)域內(nèi)高層商務(wù)建筑較多，低層建筑多為地方特色餐飲，以致視域相互干擾。因此，在空間優(yōu)化中，應(yīng)首先整合街巷空間，明確道路等級(jí)，疏通巷道交通，將中樞街人流進(jìn)一步引入巷道商業(yè)空間，增加商業(yè)空間積極面，激活區(qū)域空間。

4.2 建筑存量修補(bǔ)與生態(tài)修復(fù)

近年來，徐州市規(guī)劃逐漸進(jìn)入存量優(yōu)化階段，因此對(duì)于中樞街空間優(yōu)化也應(yīng)秉承存量修補(bǔ)原則，避免大拆大建。由于該區(qū)域建筑年代久遠(yuǎn)，設(shè)施老舊，違規(guī)加建較多，嚴(yán)重影響街區(qū)風(fēng)貌，而且中樞街與中樞南街人流群聚密集，應(yīng)為存量改造的重點(diǎn)，主要包含建筑修補(bǔ)與生態(tài)修復(fù)2個(gè)方面。建筑修補(bǔ)應(yīng)深入挖掘區(qū)域文脈，修整沿街商業(yè)建筑破損立面，增強(qiáng)街巷秩序與美感，提升界面連續(xù)性。其次，區(qū)域之中存留多處省級(jí)文物保護(hù)單位，對(duì)其采取保護(hù)措施的同時(shí)，應(yīng)著重思考重塑歷史共鳴與場所精神。中樞街區(qū)域歷史悠久，古樹林立，但景觀破碎，難以有機(jī)融入完整的城市綠化系統(tǒng)。因此，生態(tài)修復(fù)應(yīng)合理解決老城區(qū)域綠地系統(tǒng)割裂的問題，建立自上而下的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并自下而上地進(jìn)行維護(hù)與更新，銜接城市綠地與街區(qū)景觀。

4.3 公共空間營造

公共空間營造是吸引人流并發(fā)生社會(huì)活動(dòng)的重要因素。因此，在優(yōu)化建筑空間與生態(tài)空間的同時(shí)，增強(qiáng)街區(qū)公共空間秩序尤為重要。中樞街片區(qū)地處中心片區(qū)，占地面積不大但存有3個(gè)主要公共建筑，分別為淮海西路基督教堂、徐州市風(fēng)化街中心小學(xué)和徐海道署，片區(qū)兼容宗教、教育與歷史三方面主題。在保留并優(yōu)化現(xiàn)有公共空間的同時(shí)，提出以下策略：①主要街巷增加導(dǎo)視系統(tǒng)與公共基礎(chǔ)設(shè)施，打造具有歷史街區(qū)特色的視覺設(shè)計(jì)與建筑小品，豐富空間層次；②中樞南街東側(cè)視域良好，人流密集，故在該地塊建立口袋公園，營造公共開放空間，解決原有居住區(qū)與商業(yè)街綠色空間不足的問題，增強(qiáng)綠化滲透。

5 結(jié)語

空間句法作為一種空間分析工具，能客觀地定性與定量分析歷史街區(qū)空間特征。本研究引入空間句法理論，以徐州市中樞街為例，開展軸線分析、視域分析與人流群聚分析，得出該區(qū)域核心空間單一，雖然整合度不一，但整體道路肌理可達(dá)性良好。最終結(jié)合實(shí)地調(diào)研提出街巷空間整合、建筑存量修補(bǔ)與生態(tài)修復(fù)及公共空間營造等策略，以優(yōu)化城市空間。