基于空間句法的歷史街區(qū)公共空間吸引力評價對比
——以煙臺市朝陽街、奇山所城為例

隋杰禮,魯旭旻,吳 松,韓兆鵬

(1.煙臺大學(xué)建筑學(xué)院,山東 煙臺264005;2.青島騰遠(yuǎn)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司,山東 青島266101)

1 研究背景與研究對象

1. 1 研究背景

1933年,國際現(xiàn)代建筑學(xué)會第一次將“歷史街區(qū)”這一概念寫入了《雅典憲章》,憲章規(guī)定具有歷史價值的建筑和歷史街區(qū)應(yīng)受到嚴(yán)格保護(hù),不得加以破壞。1978年頒布的《華盛頓憲章》中對歷史地段的保護(hù)內(nèi)容、原則和方法作了更為詳盡的闡述。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化步伐加快的今天,歷史文化名城、歷史文化街區(qū)的保護(hù)和發(fā)展日益受到人們的關(guān)注。自1982年公布第一批國家歷史文化名城開始,我國逐步形成了歷史文化名城、歷史文化名鎮(zhèn)、歷史文化名村、歷史文化街區(qū)、傳統(tǒng)風(fēng)貌區(qū)的多層次保護(hù)體系,同時出臺一系列法律法規(guī),歷史文化保護(hù)成為一個重要研究課題[1]。2013年,中國政府網(wǎng)發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于同意將山東省煙臺市列為國家歷史文化名城的批復(fù)》,其中歷史街區(qū)保護(hù)更新受到高度重視。

1. 2 研究對象

朝陽街及奇山所城是煙臺市歷史最悠久的兩處重點(diǎn)歷史街區(qū)(圖1)。朝陽街建于煙臺開埠后,是煙臺近代歷史的一個縮影。奇山所城則可以追溯到明代,是煙臺城市最早的發(fā)祥地。2012年,煙臺市市政府對本片區(qū)域本著保護(hù)性更新的原則進(jìn)行改造,煙臺市審議通過的實(shí)施方案中對朝陽街歷史街區(qū)的改造主要從四個方面進(jìn)行[2](圖2):修建沿街界面受損嚴(yán)重的區(qū)域;修復(fù)沿街建筑物的外立面;保護(hù)修繕局部受損的建筑以及在不改變街區(qū)整體風(fēng)格的情況下,重新設(shè)計(jì)已拆除的區(qū)域。奇山所城歷史街區(qū)以居住功能為主,街區(qū)整體布局規(guī)整,十字軸線為核心結(jié)構(gòu), 公共空間數(shù)量較少,改造方案在保留街區(qū)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上置入多個節(jié)點(diǎn),“線”與“點(diǎn)”構(gòu)成面域空間,最大化提升公共空間吸引力[3](圖3)。本文旨在對比性研究,以空間句法理論為基礎(chǔ),對改造前后的歷史街區(qū)公共空間吸引力進(jìn)行評價對比分析,檢驗(yàn)執(zhí)行的改造方案的成效。

圖1 研究對象

圖2 朝陽街歷史街區(qū)總平面規(guī)劃

圖3 奇山所城歷史街區(qū)總平面規(guī)劃

2 空間句法應(yīng)用的相關(guān)研究

空間句法的概念最早由英國倫敦大學(xué)HILLIER教授提出,是一種用于研究空間組織與人類社會之間關(guān)系的理論與方法[4]。1974年,HILLIER首次用“句法”一詞解釋空間布局的規(guī)律[4]。后有學(xué)者以塞浦路斯的法馬古斯塔市為研究對象,探討通過空間句法明確城市道路網(wǎng)絡(luò)中最合邏輯的路線來研究城市網(wǎng)絡(luò)問題的可行性[5]。ALKAMALI等以阿曼馬斯喀特省的老城大穆特拉為研究對象,利用DepthMapX軟件對馬斯喀特擴(kuò)張前后的老城區(qū)進(jìn)行局部整合度計(jì)算,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[6]。TANG提出一種基于大數(shù)據(jù)空間句法的生態(tài)城市開放式街區(qū)結(jié)構(gòu)規(guī)劃方法[7]。XU等利用空間句法對歷史街區(qū)的空間和體驗(yàn)品質(zhì)進(jìn)行評估[8]。楊滔通過結(jié)合城市設(shè)計(jì)相關(guān)理論、GIS技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖論等方法,研究城市空間網(wǎng)絡(luò)的基本幾何規(guī)律,揭示了功能和空間效率在城市、街區(qū)等不同尺度中的匹配機(jī)制,為空間句法從多尺度研究城市空間形態(tài)做出貢獻(xiàn)[9]。張藝鴿等以借助空間句法的整合度、連接度、深度等參量,對城市公園區(qū)域防控進(jìn)行分析,得出兩個公園的空間結(jié)構(gòu)特征與防控重點(diǎn)區(qū)域[10]。研究表明,空間句法在公共空間設(shè)計(jì)研究方面起著積極的作用。

3 空間句法的基本思想及研究變量選取

3. 1 空間句法

空間句法是以幾何拓?fù)鋵W(xué)為理論基礎(chǔ)的研究空間本體的理論,它不關(guān)注物理形式,而是關(guān)注空間本身[11],其基本思想包括三點(diǎn):① 空間的自然法則:空間本身受制于幾何法則,因而有其自身的幾何規(guī)律;② 個人與社會對空間的影響:人類運(yùn)用空間關(guān)系感知和參與社會生活,并達(dá)到社會經(jīng)濟(jì)目的[12];③ 空間對個人與社會的影響:空間的組合方式是有限的,其在一定程度上會限制人們運(yùn)用空間關(guān)系。

3. 2 研究變量選取

空間句法提供了一種量化分析城市和建筑空間拓?fù)湫螒B(tài)的方法,該方法演化出多個具有特定意義的形態(tài)變量值。本研究旨在對比歷史街區(qū)公共空間吸引力,因而抽取空間句法中表示遮蔽性、可視性和空間可讀性的三個變量作為評價分析的參數(shù),分別為視覺限定效果、視線整合度和視覺可理解度。

(1)視覺限定效果(Visual Clustering Coefficient,VCC):表示某個元素s的被遮蔽程度[13]。假設(shè)空間系統(tǒng)中某元素s,距離s一個視線深度的區(qū)域內(nèi)包含k個元素,距離s兩個視線深度的區(qū)域內(nèi)包含K個元素。計(jì)算公式為

(1)

簡單地說,如果一個元素,與它相距一個視線深度的元素數(shù)量較少,但是在這個視域范圍內(nèi)活動一步,兩個視線深度內(nèi)的元素數(shù)量明顯增多,那么,這個元素被嚴(yán)重遮蔽。

(2)視線整合度(Visual Integration,VI):反映空間內(nèi)各點(diǎn)所能被其它區(qū)域看見的程度。數(shù)值越高,越容易引起人們注意[14]。

(3)視覺可理解度R:反映整個空間系統(tǒng)的可讀性。Connectivity(Co)表示的是從某一個元素向四周看,一共能看到多少個其他元素,Integration[HH](In)表示該元素需要多少轉(zhuǎn)折可以看到空間其他元素。In值高,表示轉(zhuǎn)折少,其計(jì)算公式為可理解度越高,越容易從局部空間推斷出整個空間系統(tǒng)[15]。

(2)

4 朝陽街、奇山所城歷史街區(qū)改造前后的公共空間吸引力評價對比分析

根據(jù)2014年谷歌地圖及規(guī)劃圖,繪制朝陽街-奇山所城歷史街區(qū)改造前后對比圖(圖4、圖5),隨后導(dǎo)入Depthemap軟件,設(shè)置1m×1m的點(diǎn)陣網(wǎng)格,將歷史街區(qū)公共空間分割為一定數(shù)量的視域節(jié)點(diǎn),繼而進(jìn)行歷史街區(qū)公共空間視域分析。

圖4 朝陽街歷史街區(qū)改造前后

圖5 奇山所城歷史街區(qū)改造前后

4. 1 朝陽街歷史街區(qū)改造前后的公共空間吸引力評價對比分析

4. 1. 1 視覺限定效果 公共空間關(guān)注的是空間在其所處環(huán)境中的滲透能力,視覺限定效果表示空間的界限對空間的約束能力,視覺限定效果弱,說明空間邊界對其約束力弱,空間的滲透能力強(qiáng),換言之,該空間比較開放。查看圖6和表1,偏紅橙色的是VCC值大于0.79的遮蔽嚴(yán)重的空間區(qū)域,其開放程度較弱,改造前占比為61.41%,改造后占比為35.09%;VCC值小于0.50的是偏藍(lán)色的遮蔽較輕的空間區(qū)域,其開放程度較強(qiáng),改造前占比為4.03%,改造后占比為8.69%;VCC值為0.50～0.79之間的為正常區(qū)間值,改造前占比為34.60%,改造后占比為56.22%。由此可知,改造前絕大多數(shù)公共空間的開放性較差,改造使其中一部分公共空間的被遮蔽程度得到緩解。主要原因在于朝陽街歷史街區(qū)的邊際空間及房屋庭院空間存在著強(qiáng)烈的視線遮擋,改造方案將違建的構(gòu)筑物拆除,在拆除區(qū)域重新進(jìn)行空間設(shè)計(jì),設(shè)置集標(biāo)志性與休閑功能為一體的景觀節(jié)點(diǎn),提高空間的可識別性,吸引游客駐足。

表1 朝陽街歷史街區(qū)改造前后空間視域限定區(qū)間

圖6 朝陽街歷史街區(qū)改造前后視覺限定效果強(qiáng)弱對比

選取最具代表性的四個公共空間進(jìn)行視覺限定效果強(qiáng)弱值的對比,如圖6,分別為南入口廣場、開埠廣場、洋行廣場、客棧廣場,從表2中的對比結(jié)果可知,這四個廣場的開放性在改造后均有不同程度的提高,具體改造做法如下[2]:

表2 公共空間改造前后VCC值

(1)南入口廣場:由于南廣場狹窄的道路無法迅速地將游客引入歷史街區(qū),改造對廣場空間進(jìn)行了重新規(guī)劃,拆除了朝陽街西側(cè)的居民樓,修建了絲業(yè)博物館與近代工業(yè)博物館的入口空間,使廣場與長安胡同直接相連,成為內(nèi)街,便于游人從東西兩側(cè)及朝陽街主街進(jìn)入。

(2)開埠廣場:位于朝陽街北段末端,與外部車行路相接,是街區(qū)內(nèi)最大的歷史廣場,作為街區(qū)核心游覽空間,要滿足大量游客集散,改造方案在該處進(jìn)行人車分流設(shè)計(jì),將車流引至廣場外側(cè),廣場內(nèi)部構(gòu)建游客漫步空間。根據(jù)地勢,通過地面鋪設(shè),將廣場劃分為東、西兩個小廣場。借由重建天主教堂,或新建煙臺開埠博物館,激活廣場活力。通過在廣場入口處設(shè)計(jì)下沉空間及樹木陣列,使之形成冥想空間及休閑場所,不僅增加了空間可識別性,同時也吸引游客駐足。

(3)洋行廣場:洋行廣場位于街區(qū)內(nèi)部,屬于內(nèi)部休憩廣場。改造前廣場中違規(guī)搭建很多,導(dǎo)致視野不佳,改建方案以敦和洋行為中心,拆除違建,通過多條步道連接海岸街和招德街,構(gòu)成一個內(nèi)部商業(yè)區(qū)。

(4)客棧廣場:在拆除內(nèi)部障礙物后,按照地勢將其分為東、西兩個區(qū)域,并在中心設(shè)置小型噴泉作為過渡,東區(qū)靠近朝陽街,通過恢復(fù)沿街商業(yè)建筑,鋪設(shè)硬質(zhì)鋪地,營造商業(yè)休閑氛圍;西區(qū)以靜為主,圍繞樹陣,安置座椅,形成游客休憩空間。廣場與朝陽街之間通過寬約5米的道路連接,同時周邊巷道從東、西、南、北四個方向延伸到廣場中心區(qū)域,使得朝陽街、客棧廣場、巷道融合貫通,吸引更多的人群涌入。

4. 1. 2 視線整合度 從圖7中可以看到非常明顯的視線層次以及空間的滲透性。紅色區(qū)域的視線整合度最高,最容易被看到,其次是黃色區(qū)域,藍(lán)色部分是視線整合度最低的區(qū)域。結(jié)果顯示,朝陽街的視線整合度最高,從視域的分布來看,朝陽街西側(cè)區(qū)域的視線整合度整體上高于東側(cè)區(qū)域,這是由于西側(cè)區(qū)域的街巷空間尺度接近于現(xiàn)代城市,而東側(cè)區(qū)域大多是小尺度的院落肌理。

圖7 朝陽街歷史街區(qū)改造前后視線整合度對比

從圖7可知,改造后朝陽街南側(cè)面向北馬路的區(qū)域整合度有所提高,南入口廣場的設(shè)置起到一定效果,而朝陽街北部的開埠廣場的視線整合度并沒有隨著廣場面積增大而提高,開埠廣場不僅是歷史街區(qū)重要的歷史文化節(jié)點(diǎn),也是歷史街區(qū)的入口之一,匯聚大量人流。視線的低可達(dá)性與人群的聚集不能形成良好的交互,這是未來需要解決的問題。朝陽街東西兩側(cè)的洋行廣場與客棧廣場的整合度較改造前有提升,但也沒有形成整合度核心,雖然改造中拆除了部分搭建,疏通了道路,但是原本空間隔離嚴(yán)重,視線與空間的遮擋只能在一定程度上得到緩解。

將VI值匯總得到表3,歷史街區(qū)視點(diǎn)排布特征為兩頭少、中部多,說明歷史街區(qū)整體空間的視線可達(dá)性一般?？梢栽谝暰€整合度一般的區(qū)域修建休憩娛樂場所,激活街區(qū)活力,在視線可達(dá)性差的區(qū)域安置監(jiān)控,提高安全性[16]。

表3 朝陽街歷史街區(qū)改造前后視線整合度區(qū)間

4. 1. 3 視覺可理解度 街區(qū)空間不是一覽無遺的,使用者進(jìn)入街區(qū)時不可能立即理解全貌,需要在其中不斷行走,以小尺度空間的不斷聯(lián)系在頭腦中逐漸塑造街區(qū)整體的形象,因此,使用者對于某個空間的理解是由該空間的局部推斷出的,而視覺可理解度表示的正是使用者根據(jù)可視的局部空間推斷整個空間網(wǎng)絡(luò)的可能性[17]。在視覺可理解度分析圖(圖8)中,每一個點(diǎn)代表它所在空間平面圖像素點(diǎn)模型中的凸空間,X軸表示VI值,Y軸表示連接度,兩者回歸方程的回歸系數(shù)即視覺可理解度值。回歸系數(shù)(R2)大于0.5,表示從可視的局部推斷整體的可能性很高,即使用者可以比較容易地理解街區(qū);R2小于0.5,表示使用者較難理解街區(qū)整體空間,很可能在街區(qū)中迷路。

圖8 朝陽街歷史街區(qū)改造前后視覺可理解度分析

從圖8可以看到,圖中的散點(diǎn)被劃分為兩個區(qū)域,前半部分藍(lán)色區(qū)域的散點(diǎn),表示的是連接度與視線整合度都很低的空間,即歷史街區(qū)內(nèi)部的盡端巷等空間。改造前的R2值為0.214 447,改造后為0.373 995,雖然改造后的視覺可理解度高于改造前,但連接度與整合度的相關(guān)度仍然較低,游客對于歷史街區(qū)整體空間的理解仍有難度。

4. 2 奇山所城歷史街區(qū)改造前后的公共空間吸引力評價對比分析

4. 2. 1 視覺限定效果 根據(jù)圖9、表4可知,圖中偏藍(lán)色部分為視線受阻較弱區(qū)域,其VCC值低于0.50,改造前占比為1.86%,改造后為2.32%,二者相差不大;中間過渡色的VCC值在0.50～0.79之間,改造前占比為25.41%,改造后為33.28%;偏紅色部分為視線受阻嚴(yán)重區(qū)域,其VCC值高于0.79,改造前占比為72.73%,改造后為64.40%,占全局視點(diǎn)總數(shù)絕大部分,說明奇山所城歷史街區(qū)整體空間視線受阻嚴(yán)重,開放性差,改造使得一部分被遮蔽嚴(yán)重的公共空間轉(zhuǎn)為一般,但還遠(yuǎn)達(dá)不到良好,如街區(qū)內(nèi)的幾個城隍廟的視線遮擋就比較嚴(yán)重。

表4 奇山所城歷史街區(qū)改造前后空間視域限定區(qū)間

圖9 奇山所城歷史街區(qū)改造前后視覺限定效果強(qiáng)弱對比

4. 2. 2 視線整合度 進(jìn)行街區(qū)的可視性分析可以發(fā)現(xiàn):中央十字街是街區(qū)中可視性最強(qiáng)的區(qū)域,與它相鄰的街道的可視性次之,同時向著街區(qū)內(nèi)部遞減;廣場本身的視線整合度高于其相鄰的街巷空間及交叉口空間。根據(jù)圖10、表5可知,盡管經(jīng)過改建,小部分視野不佳的公共空間得到改善,但是歷史街區(qū)整體空間的視線可達(dá)性并沒有得到很大的提高,改造對于視線幾乎沒有影響。

表5 奇山所城歷史街區(qū)改造前后視線整合度區(qū)間

圖10 奇山所城歷史街區(qū)改造前后視線整合度對比

4. 2. 3 視覺可理解度 根據(jù)視覺可理解度分析圖(圖11)可知,奇山所城歷史街區(qū)改造前R2值為0.57,改造后R2值為0.69,圖中的散點(diǎn)呈現(xiàn)出相對連續(xù)且具有明顯斜率的回歸線,可理解程度很高。但這樣的分析結(jié)果其實(shí)是與現(xiàn)實(shí)相背離的,事實(shí)上,游客很難從可視的局部空間推斷整個街區(qū)的空間系統(tǒng),在歷史街區(qū)中,游客很容易迷路。主要原因是“街”空間對分析結(jié)果有很大影響,所城里大街等主要街道具備高整合度與高連接度。散點(diǎn)圖中前端藍(lán)色區(qū)域代表盡端巷,盡端巷空間之間的連接值差別不大,而整合度值有一定的差距。排除“街”空間的影響,盡端巷空間和“巷”空間的連接值與整合度值擬合程度很低,這就解釋了分析結(jié)果與現(xiàn)實(shí)相背離的原因。

圖11 奇山所城歷史街區(qū)改造前后視覺可理解度分析

5 結(jié) 語

朝陽街歷史街區(qū)本身呈現(xiàn)出核心放射的狀態(tài),空間系統(tǒng)呈現(xiàn)出顯著的“豐”字形格局,即以朝陽街作為主軸,由主軸向外延伸出支路,再不斷地向下一層級發(fā)展延伸,以這種方式發(fā)展、結(jié)合,最后形成一個整體。對其進(jìn)行視域分析時,發(fā)現(xiàn)改造對于視線的影響不大,雖然提高了四處主要節(jié)點(diǎn)空間的開放性,但大多數(shù)公共空間的可視性與開放性沒有明顯改善。原因在于主要節(jié)點(diǎn)之間缺乏銜接,節(jié)點(diǎn)空間所輻射的范圍較小,單個節(jié)點(diǎn)空間的活力不足以滲透到周邊公共空間。因此,在進(jìn)行歷史街區(qū)改造時,應(yīng)通過擴(kuò)展內(nèi)部公共空間,連通支路,強(qiáng)化各個節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)程度,形成以街巷聯(lián)系大小廣場的收放有致的公共空間體系。

對奇山所城歷史街區(qū)進(jìn)行視域分析時,發(fā)現(xiàn)改造設(shè)計(jì)并沒有在很大程度上改善公共空間的視線遮擋情況。盡管在街區(qū)東北角新建景觀節(jié)點(diǎn),修復(fù)街區(qū)內(nèi)歷史建筑,但很少有游客到達(dá),主要原因是迂回曲折的道路導(dǎo)致公共空間的可視性和可達(dá)性低,這也是傳統(tǒng)歷史街區(qū)的固有特點(diǎn)。游客在游覽時由于居住區(qū)深度過大,同種類型的空間大量重復(fù),時常出現(xiàn)迷路現(xiàn)象。因此,應(yīng)減少居住區(qū)窄巷、盡端巷空間,將部分巷道拓展成公共廣場,減少居住區(qū)的深度,讓游客更方便地從主街進(jìn)入內(nèi)部公共空間,擴(kuò)大游客使用的范圍。

本文選取空間句法中視覺限定效果、視線整合度和視覺可理解度三項(xiàng)變量,對改造前后的歷史街區(qū)公共空間吸引力進(jìn)行量化評價對比分析,初步獲取理論層面的一些對比結(jié)果。今后將考慮把空間句法與POI大數(shù)據(jù)、GIS技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用GIS技術(shù)對歷史街區(qū)內(nèi)不同類型POI業(yè)態(tài)要素進(jìn)行可視化分析,并基于空間句法深度、整合度、可理解度等參數(shù),從更多的維度上分析歷史街區(qū)路網(wǎng)特征,篩選出影響歷史街區(qū)吸引力的主要路段,針對具體路段提出更為精準(zhǔn)的改善提升策略用于指導(dǎo)實(shí)踐。