探究寒地公共空间的设计方法

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1、空间句法与环境模拟的引入

能够得到各种空间的任意时间节点或时间段的准确环境信息。根据人的活动特征设计公共空间。居住区公共空间的布局直接影响居民的日常户外活动，而物理环境的好坏最终取决于人在活动时的感受，居住区的公共空间的设计既要满足人的需求，又不能与所处的光环境相悖。而这种公共空间设计的关键是，在方案生成之前，预测人们对特定建筑空间外部的公共空间的普遍使用特征，从而将不同功能与形态的公共空间，合理布置在用地中。以上两者的实时交互设计。

2、空间句法理论的引入

用数学模型来描述空间，并将结果以可视化的方式表达出来，用以预测和判断空间对人的行为的影响。Depthmap是英国UCL大学研究并设计的空间句法软件，目前在国内相关研究较少。Depthmap的研究范围很广，小到建筑室内空间的深度图，大到城市甚至国家的空间整合度，其在居住区公共空间所发挥的作用就是，通过空间的数字化表达，模拟其对人的行为影响的一般规律，从而部分代替长期的行为观察。

3、环境模拟技术的运用

城市空间的物理环境，充满了复杂性、可变性和不确定因素，居住空间亦是如此，不同的建筑布局，均能对物理环境产生不同的影响。这种复杂性已远远超出设计者经验或手动计算的范畴，物理环境数字模拟技术，为科学、准确的建筑与规划可持续设计提供了可能性。影响居住区公共空间的环境因素主要包括风、光、热、声。相关的模拟软件多种多样，最常用的有EcotectAnalysis和CFD流体动力学系列软件。

4、典型居住区冬季公共空间设计方法优化

以哈尔滨某居住区为例

4.1研究对象的选取

研究对象为哈尔滨市某居住小区的局部地段，建成时间为2012年。据寒地气候特征，将研究时间范围确定为11月1日至翌年3月31日。本例着重介绍物理环境中的日照环境与空间句法的结合，其他物理环境的运用过程类似，在此不做赘述。利用Depthmap研究公共空间属性对研究范围平面进行处理，仅保留建筑和外围边界，使用Depthmap中的AxialMap功能，小区户外空间被转译为轴线图，将得到的轴线图进一步计算，通过rungraphanalyses操作，得到体现空间整合度的Integrationmap，整合度表达了系统中某一空间与其它空间的离散程度，空间的整合度越高，空间可达性越强，整合度越低则相反。如图每条轴线都有自己的整合度属性值，轴线颜色反应了整合度的高低，偏向红色的值高，偏向蓝色的值低。通过ReducetoFewestLineMap命令得到概括性轴线图，使之与居住区现有的公共空间叠合。从公共空间的分布和交通流线来看，规划方案的空间结构与模拟结果大部分相符。选取不同整合度的轴线与方案中不同类型公共空间的交叉点作为分析点，通过对所选分析点的空间整合度和太阳辐射强度的模拟和数据比对，得到与公共空间使用情况相关的日照环境评价。为得到分析点的整合度值，需要对轴线图进行VisibilityGraph分析，得到可视整合度图，公共空间的每一个细分单元均计算了整合度值，分析点各项数据如表所示对居住区公共空间的日照辐射情况进行模拟，根据寒地居住区公共空间冬季使用时间分布特点，选取每日三个时间段进行研究：晨练时间8:00~10:00，午后活动时间12:00~14:00，傍晚活动时间14:00~16:00。采用的算法是特定时段的日均辐射量模拟计算，得到不同时段太阳辐射的等值线图利用Ecotect的数据分析功能，计算各分析点冬季每月逐时平均太阳辐射值，对数据进行处理，分别得出各点日均太阳辐射值的堆积面积图表。可以看出，分析点冬季日照辐射强度分布随时辰变化差异很大。

4.2模拟结果综合分析

利用已得到的分析点太阳辐射数据，计算三个时段的冬季日均辐射强度，结合Depthmap计算得出的分析点空间整合度，描述各分析点冬季环境特征。A点：整合度高，各个时段的太阳辐射都较强，适宜布置小区主要公共空间；B点：整合度较低，各时段太阳辐射都较弱，不适宜布置大的公共空间，可考虑布置绿化或停车；C点：整合度较高，傍晚的辐射强度较强，且紧邻学校，适合作为儿童活动场地；D点：整合度较高，午后的太阳辐射较强，结合道路适合布置小公共空间，供居民午后休闲散步、交谈等活动。E点：整合度低，午后和傍晚的太阳辐射强度相对较低，而晨间太阳辐射较强，适合布置开放性较弱的公共空间，供组团居民晨练健身。

4.3设计优化结合

冬季全天平均日照辐射图，空间整合度分布图及各时段的太阳辐射情况，对现有公共空间布局提出优化策略：A点核心公共空间可以向西扩展，以充分利用良好的日照环境；D点所在交通空间两侧应结合两侧开敞空间布置座椅等设施；E点代表的各北侧组团小广场应尽量靠向北侧建筑，且适合布置运动设施；B点代表的交叉口空间类型宜布置景观绿化或停车场。

5、结论

将空间句法和数字模拟的策略引入到公共空间环境的设计研究中来，用EcotectAnalysis和Depthmap两种软件分别对公共空间的物理环境和空间结构进行模拟和分析，并将二者首次结合起来，根据不同数据间的关联，得出任意空间位置的最优日照适应性设计依据，并证明了两种策略综合使用的可能性。

作者：赵天宇 李昂 单位：哈尔滨工业大学