城市高層住區居民選擇的避難場所空間特征研究

張小勇 戴慎志 ZHANG Xiaoyong, DAI Shenzhi

0 引言

防災避難場所（Disaster-mitigation emergency congregate shelter）是指用于因災害產生的，避難人員集中進行救援和避難生活，配置應急保障基礎設施和應急輔助設施的避難場地及避難建筑，簡稱避難場所[1]。在經歷了汶川大地震的慘烈教訓之后，眾多相關的法律法規相繼出臺，避難場所的規劃和建設日益受到全國各地的高度重視。隨著2003年北京市建成我國首個應急避難公園——北京元大都城垣遺址公園，上海、深圳、重慶、南京、武漢、成都等城市相繼開展了避難場所的規劃和建設。縱觀近年各大城市避難場所的規劃和建設，大多數城市重視避難場所的空間規劃，而忽視了避難主體——居民的避難行為和避難需求。在地震發生時，居民的疏散避難是一個以人為主體、空間為客體的活動。避難場所的規劃和設計應以人的避難需求為出發點，結合人在疏散避難時的行為特征，在空間上合理地布局避難場所和疏散通道，提高疏散避難的效率，讓人在最短的時間進入安全的避難場所。因此，從人的避難需求和避難行為視角出發，分析和研究居民選擇的避難場所空間特征，可以提高避難場所規劃和設計的科學性，具有很高的理論和實踐意義。

1 研究背景

以人作為切入點研究避難場所在國內起步較晚，最早開始類似研究的是日本學者。早在20世紀50年代，戶川喜久二就開始研究火災中避難人群的行為，以指導百貨店、商場、劇院等公共建筑疏散樓梯和避難設施的設置[2]。隨著研究的深入以及20世紀90年代后幾次大規模地震災害的發生，有關避難行為的研究顯著增加。研究內容主要包括居民的避難意識對避難場所選擇的影響[3]；避難過程中避難人員的避難行為類型[4]；阪神大地震后居民避難行為的分析結果[5]等。2000年以后，對避難行為和避難需求的研究日益細化，主要內容包括地震時緊急避難行動的預測與模擬[6]、群體避難行動中高齡者和殘障者步行行動特征[7]、居民在地震發生時的避難行為模式[8]、避難弱者的避難行為特征[9]等。

國內臺灣地區由于受地震災害的威脅較大，相關研究開展得較早，研究的重點主要關注地震發生后，居民逃生避難的時空變化特征[10]、大規模人群的避難特征[11]；避難場所選擇的影響因素[12]、不同人群的避難速度[13-14]等。大陸地區對地震災害的研究始于1990年代，早期的研究文獻數量很少，主要為借鑒日本的經驗。2000年以后，尤其是汶川大地震以后，國內對于避難行為和避難需求的研究逐步增多，主要集中于避難場所的選擇[15]、避難場所選擇的影響因素[16]、避難場所的可達性[17]、避難場所的服務效率[18]等。

國內針對避難場所相關的研究起步較晚，相關知識積累較少，研究儲備不足，對我國現階段避難場所規劃和設計的引領性和指導性較弱。避難場所規劃和設計還處于探索階段，規劃師往往重視人口規模、空間布局、設施配置等空間、物質方面，而忽視了避難行為的主體——人的避難需求和避難行為特征。從人的需求和行為特征為出發點，針對避難場所的相關研究在國內還很少。

2 研究方法和數據來源

2.1 研究方法

行為地圖（Behavioral mapping）是1970年由Ittlelson等人提出并發展起來的，用于記錄發生在所設計的建筑物中的行為，以幫助設計者把設計特點與行為在時間和空間上連接起來。行為地圖方法是通過觀察個體的行為并將行為與建筑環境的各部分相聯系的一種方法，具體做法是先由研究人員對行為進行編碼，并將行為發生的實際地點和頻率標定在一個按尺度繪制的平面地圖上，以幫助設計者將設計要點與行為的時間、空間相結合。行為地圖具有5個優點：平面圖清晰明了；對目標個體的行為有觀察、有數據、有描述，在位置上有明確的標定；使用日常表，說明觀察與記錄持續的時間；觀察與記錄均有科學的程序指導；利用符號編碼及統計、數據系統，以最少的時間和人力獲得所需的觀察記錄。早期的行為地圖是通過紙筆記錄的方法收集數據，多用于較小尺度的環境，如對一個房間的觀察。目前，行為地圖的方法經常被應用于研究學校、城市廣場、博物館等。

本文通過對樣本住區的居民進行問卷調查，要求居民將選擇的避難場所和前往避難場所的路徑簡單地標示在提供的地圖上，以便后期對居民選擇的避難場所進行相關的分析和研究。

2.2 樣本的選擇、實地調研和問卷調查

2.2.1 案例城市的選擇

南京市的地震災害主要表現為：次數少、頻度低；強度小，主要以小震的方式釋放能量；地震活動在時間上具有一定的周期性；地震受斷裂構造控制，在空間分布上具有方向性和重復性；從震源深度來看，多為淺源地震，地震受鄰域及海域影響較大等特點[19]。在2016年6月實施的新一代《中國地震動參數區劃圖（GB18306-2015）》中南京市11個區，除了郊區極其個別的鎮以外，地震動峰值加速度均為0.1 g，地震加速度反應譜周期均為0.35 s。按照最新的《建筑抗震設計規范（GB50011-2010）》（2016年版）抗震設防烈度與設計基本地震加速度值的對應關系，南京市屬于抗震設防烈度7度地區。

根據《中國地震動參數區劃圖（GB18306-2015）》中對國內大陸地區主要城鎮所對應的抗震設防烈度進行統計和分析，其中，6度區城鎮總計1 246個，占國內大陸地區城鎮總數的43.6%；7度區（包括0.15 g區域）城鎮總計1 158個，占國內大陸地區城鎮總數的40.5%；8度區（包括0.30 g區域）城鎮總計447個，占國內大陸地區城鎮總數的15.6%；9度區城鎮總計9個，占國內大陸地區城鎮總數的0.3%。由中國地震動峰值加速度區劃圖中也可以看出，我國抗震設防烈度7度的地區主要集中在中部和東南沿海地區（圖1）。

南京市作為我國東部地區抗震設防烈度為7度的城市，其城市和地震災害的特征具有一定的典型性和代表性，可以作為研究我國中東部地區、七度抗震設防烈度的案例城市。其研究成果可在同為7度抗震設防烈度的中東部地區城市中推廣和應用，如杭州、合肥、徐州、寧波、揚州、蘇州、常州等城市。因此，本文選取南京市作為研究7度抗震設防烈度地區避難場所規劃研究的案例城市。

2.2.2 樣本住區的選擇（1） 高層住區與城市一般區域的差異性①高強度的城市開發

隨著中國城市化進程的不斷加快，中國城市人口的大規模增長，在2011年底，中國的城市人口就超過總人口的50%。根據國家統計局2017年1月公布的統計數據，2016年中國的城鎮化率達到了57.35%。由于生態環境的限制、國家發展戰略的控制等原因，城市用地規模的增長逐漸滯后于城市人口規模的增加，城市用地資源越來越緊缺，再加上高層建筑施工技術的逐漸普及、建造成本的逐漸降低、房地產開發商對商業利益的追求，導致了城市中高層住區的建設成為城市住宅開發建設的主要部分。尤其是在城市中心城區，新建的住區基本為高層住區，且基本為高層高強度開發的住區。高層住區由于住區內部的住宅均為高層建筑和超高層建筑，住區的開發強度都比較大。

②高密度的人口集聚

隨著城市化率的增長，農村人口不斷轉變為城市人口，而城市人口增長的速度遠超過城市用地規模的增長率，就必然造成城市人口密度的增加。住區規模不斷增長，開發強度不斷增加，住區的人口規模不斷增加，人口集聚的密度也不斷增大。高強度的住區開發必然帶來高密度的人口集聚，城市住區尤其是高層住區的人口密度高于城市一般地區的人口密度。

圖1 中國地震動峰值加速度區劃圖（中國地震動參數區劃圖（GB18306-2015））

表1 樣本住區概況一覽表

③全時域的人員停留

與城市的其他區域不同，高層住區一年365天、一天24小時均有人員長時間停留。城市的其他地區在工作日和節假日、白天和夜晚長時間停留的城市居民數量會發生巨大變化。城市的功能主要包括居住、工作、游憩和交通4大部分，其中只有居住地區在全時域有人員長時間停留。工作地區在工作日人口密度大，在節假日人口密度小，甚至沒有人員長時間停留；游憩地區則正好相反，在工作日人口密度小，在節假日人口密度大；交通地區在每天的交通高峰期、節假日高峰期人口密度大，在其他時間段人口密度小。這些地區在白天人口密度高，在晚上人口密度小，甚至沒有人員長時間停留。

圖2 樣本住區區位圖

（2） 樣本住區的選擇

本文以南京市高層住區為研究對象，主要調查居民在地震發生時選擇的緊急避難場所的情況。高層住區在南京市數量多、分布廣，是一種典型的現代居住空間類型。高層住區內部人口密度大、開發強度高、安全避難資源短缺、避難空間需求量大、避難問題較為突出，具有很強的代表性和典型性。本文在南京市選取了12個高層住區進行實地調研和問卷調查。樣本住區位于南京市不同的地區，基本覆蓋了整個中心城區；住區用地規模存在一定的差異，用地規模在1—15 hm2不等。樣本住區也具有一些共同的特征，住區均為高強度開發的高層住宅；建設年代均在2000—2015年之間等（圖2，表1）。

2.2.3 實地調研和問卷調查

作者對12個高層住區進行了實地調研和問卷調查，主要調研了住區的用地規模、內部空間結構、出入口、住區周邊道路交通組織等。每個高層住區發放問卷60份，共計720份，共回收665份有效問卷，問卷有效率為92.36%，平均每個樣本住區的有效問卷數量在55份左右。

3 居民選擇的避難場所空間特征分析

3.1 避難距離

3.1.1 空間直線距離

空間直線距離是指人從所處的位置到避難場所在空間上的直線距離。空間直線距離一方面反映了高層住區周邊潛在避難場所資源的分布情況，另一方面也反映了居民選擇避難場所的遠近程度。

從表2中可以看出，選擇的避難場所空間直線距離在0—100 m區間的居民所占的比例最高，占總人數的38.84%；在101—200 m區間的居民占總人數的22.33%；在201—300 m區間的居民占總人數的23.9%；300 m以內的居民累計占總人數的85.06%。在301—400 m區間的居民僅占總人數的5.35%；在401—500 m區間的居民僅占總人數的3.46%；500 m以內的居民累計占總人數的93.87%。500 m以上區間的居民僅占總人數的6.13%。從分析中可以看出，大部分居民選擇的避難場所都離自己比較近，表現為就近避難的特征。因此，緊急避難場所的服務半徑以300 m為宜，基本可以滿足85%以上居民的需求；最大不應超過500 m，基本可以滿足將近95%居民的需求。

3.1.2 實際疏散距離

實際疏散距離，是指人從所處的位置到避難場所實際行走的路線長度。實際疏散距離通常會受到高層住區內部建筑和道路布局、住區出入口位置、避難場所位置、城市道路布局以及城市河流等許多因素的共同影響。實際疏散距離通常會大于空間直線距離。

從表3中可以看出，選擇的避難場所實際疏散距離在0—100 m區間的居民所占的比例最高，占總人數的32.39%；在101—200 m區間的居民占總人數的18.71%；在201—300 m區間的居民占總人數的19.65%；300 m以內的居民累計占總人數的70.75%。在301—400 m區間的居民占總人數的10.69%；在401—500 m區間的居民占總人數的8.49%；500 m以內的居民累計占總人數的89.94%。在501—600 m區間的居民占總人數的2.99%；在601—700 m區間的居民僅占總人數的10.69%；在700 m以上區間的居民僅占總人數的1.57%；500 m以上區間的居民占總人數的10.06%。從分析中可以看出，大部分居民選擇的避難場所的實際疏散距離不超過500 m。因此，緊急避難場所的實際疏散距離也不宜過長，應控制在500 m以內，基本可以滿足將近90%的居民的需求。

表2 居民選擇的避難場所空間直線距離分布區間表（單位：%）

表3 居民選擇的避難場所實際疏散距離分布區間表（單位：%）

3.2 可達性

從居民選擇的避難場所空間直線距離和實際疏散距離之間的對比可以發現，各個高層住區實際疏散距離均不同程度地大于空間直線距離，而兩者之間的差距存在明顯差異。例如，在盧龍山莊，居民選擇閱江樓風景區綠地作為避難場所，其空間直線距離為124 m，而由于城市河流的阻隔其實際疏散距離高達450 m，實際疏散距離為空間直線距離的3.63倍。在世茂濱江新城，居民選擇希爾頓酒店前的綠地作為避難場所（圖3），其空間直線距離為140 m，而由于世茂濱江新城在這個方向上沒有出入口，居民必須通過鄭和中路的出入口出去繞行到避難場所，實際疏散距離高達924 m，實際疏散距離為空間直線距離的6.6倍。因此，將居民選擇的避難場所的實際疏散距離和空間直線距離之間的比值來代表避難場所的可達性。比值越小，代表避難場所越易于到達，可達性就越高；比值越大，表明繞行的距離越大，代表避難場所越難以到達，可達性就越低。

圖3 世茂濱江新城避難場所可達性分析圖

圖4 居民選擇的避難場所可達性統計圖

圖5 星雨華府居民選擇的避難場所集聚點分布圖

從圖4中可以看出，弓箭坊高層居住小區居民選擇的避難場所可達性最高，實際疏散距離為空間直線距離的1.25倍；濱江世茂新城選擇的避難場所可達性最低，實際疏散距離為空間直線距離的2.32倍。其中87.54%居民選擇的避難場所實際疏散距離和空間直線距離之間的比值在1—2之間，說明絕大部分居民選擇的避難場所可達性相對較好。但是也有12.46%居民選擇的避難場所實際疏散距離和空間直線距離之間的比值在2—3之間，說明這些避難場所存在明顯的阻隔因素，需要較為復雜的迂回繞行，可達性較差。

3.2.1 影響因素

高層住區周邊避難場所的可達性與避難場所的位置、周邊城市道路交通的布局、住區出入口的設置、住區內部空間和交通布局以及城市河流等阻隔因素相關。實際疏散路線的迂回和繞行是降低避難場所可達性的主要原因，其中造成迂回和繞行的主要因素是住區出入口的設置和城市河流、地形高差、快速路等阻隔因素。如果在避難場所的方位住區沒有出入口，居民必須先從其他方向的出入口離開住區，再通過城市道路繞行到避難場所；如果避難場所與住區之間有城市河流、地形高差、快速路等阻隔因素，居民只能迂回通過橋梁、階梯等穿過這些阻隔因素，再繞行到避難場所，這將大大降低避難場所的可達性。例如，圣淘沙花城的西部有大面積的綠地可以作為避難場所，而由于地形的影響，綠地的標高比圣淘沙花城要高6—7 m，住區在西部主要為擋土墻，沒有設置出入口。居民如果要前往綠地避難，必須先通過虎踞北路的出入口離開小區，向北繞行一段距離才能夠到達綠地，大大降低了綠地的可達性。

3.3 均衡性

3.3.1 集中性

集中性是指當地震發生時，居民逃出建筑物，許多居民集中向同一個避難場所進行疏散避難的特性。出于從眾心理和以家庭為單位的集體疏散避難，居民容易在一些避難場所形成集聚效應，隨著該地點人數的增多，會吸引更多的居民前來避難，從而造成大量居民在一個避難場所集聚的現象。居民集中的避難場所在空間上被稱為集聚點。本文將聚集的居民數量超過高層住區居民15%的避難場所定義為集聚點。居民選擇在集聚點中避難的數量越多，表明避難場所的集中性越強；反之，則越弱。

在12個高層住區中，宋都美域錦園和世茂濱江新城沒有形成明顯的集聚點，其他10個高層住區的避難場所均表現出一定程度的集中性。從表4中可以看出，圣淘沙花城居民選擇避難場所形成的集聚點數量最多，占總避難場所的比例也最高，達到71.43%；選擇集聚點的居民占總人數的比例也最高，達到83.33%。弓箭坊高層居住小區、蘇寧睿城和星雨華府居民選擇避難場所形成的集聚點數量最少，其中星雨華府集聚點占總避難場所的比例最低，為16.67%。而避難場所集中度最高的為星雨華府，集中度高達3.7；仁恒江灣城和中海鳳凰熙岸次之，集中度分別為2.49和2.1；其他高層住區集中度均在1—2之間（圖5）。

3.3.2 分散性

分散性是指當地震發生時，居民逃出建筑物，向不同的方向和不同的避難場所進行疏散避難的特性。居民選擇的避難場所越多，表明避難場所的分散性越強；反之，則越弱。

從圖6中可以看出，宋都美域錦園的居民選擇的避難場所數量最多，有16個，分散性最強；弓箭坊高層居住小區的居民選擇的避難場所數量最少，只有5個，分散性最弱。

3.3.3 影響因素

居民選擇的避難場所的集中性和分散性與高層住區避難場所空間分布的均衡性和潛在的避難場所資源的多少密切相關。如果避難場所空間的均衡性較差，居民都向一兩個方向疏散避難，避難場所的集中性則相應較高；避難場所空間的均衡性較好，居民會選擇各自有利的方向疏散避難，避難場所的分散性則相應較高。如果高層住區周邊潛在的避難場所資源較少，居民將會集中在一兩個規模較大的避難場所，避難場所的集中性則相應較高；高層住區周邊潛在的避難場所資源較多，居民會分散到各個避難場所疏散避難，避難場所的分散性則相應較高（圖7）。

表4 高層住區居民選擇的避難場所數量統計表

4 結論與討論

對高層住區居民選擇的避難場所的避難距離進行分析和研究可以發現，在發生地震時，居民選擇的緊急避難場所隨著距離的增加選擇人數顯著減少，在空間上表現為明顯的就近避難的特征。居民選擇作為緊急避難場所的空間直線距離85.06%集中在0—300 m區間，93.07%集中在0—500 m區間；居民選擇作為緊急避難場所的實際疏散距離70.75%集中在0—300 m區間，89.94%集中在0—500 m區間。因此，緊急避難場所的服務半徑不應大于500 m，宜控制在300 m左右；緊急避難場所的實際疏散距離不應大于500 m。

居民選擇的避難場所在空間上可達性存在較大的差異，約90%的避難場所的空間直線距離與實際疏散距離的比值在1—2之間，約10%的避難場所的空間直線距離與實際疏散距離的比值超過2，在整體上避難場所的可達性較好。影響避難場所可達性的因素主要包括避難場所的位置、周邊城市道路交通的布局、城市河流等難以跨越的阻隔因素、住區出入口的設置以及住區內部空間和交通布局等。其中城市河流等難以跨越的阻隔因素、住區出入口的設置是影響避難場所空間可達性最主要的因素。尤其現在的居住區都是封閉型住區，住區周邊都有圍墻阻隔，居民進出住區都必須經過出入口。

在避難場所的規劃和設計中，應與城市的用地功能規劃、城市交通規劃統籌協調，避難場所的選址應盡量靠近服務人口集中的地區，并緊鄰城市主要道路，以提高避難場所的可達性。地塊內部的規劃和設計應與周邊避難場所的空間布局相協調，地塊的出入口應與周邊避難場所的方位相一致。沒有條件設置出入口的地區可以考慮設置緊急出入口，在平時保持關閉狀態，在地震發生時緊急開啟作為人員疏散避難的出入口。

避難場所在空間上應分布均衡，并考慮集中性和分散性。居民避難時會選擇不同的避難場所，這些避難場所在空間上就表現為分散性。而有些避難場所由于自身的優勢，吸引了許多居民前往避難，形成集聚點。因此，集中性和分散性是避難場所的兩個不同的方面。居民對避難場所的選擇行為在整體上是分散的，而在局部上又是集中的。同時，對城市居民來說，分散避難是必然的，它可以提高避難效率，提升避難場所的服務水平，避免過多居民集中在一個避難場所產生過度擁擠的現象。

圖6 居民選擇的避難場所數量統計圖

圖7 宋都美域錦園居民選擇的避難場所分布圖

在避難場所的規劃和設計中應采用大集中、小分散的空間布局結構。大集中，是指在城市整體空間范圍內，應采取集中的避難方式。這樣既可以提高避難場所的使用效率，也可以降低避難場所建設和配套設施的成本。小分散，是指在局部地區或較小的空間地域范圍內，應采取分散的避難方式，避難人員根據自身的具體情況，各自選擇最適合自己的避難場所。同時，避難場所的分散布局，可以避免大量同一地區的避難人員朝一個避難場所集中，造成這一地區的避難通道擁擠甚至堵塞，降低整體的避難效率。

避難場所的規劃和設計最終的目標是在災害發生后，為居民提供一個安全的避難和救援的空間。通過分析居民選擇的避難場所空間特征，研究居民的避難需求和避難行為特征具有極其重要的意義。它可以為避難場所的規劃和設計在服務半徑、可達性、空間選址和空間布局方面提供科學指導和理論支撐。

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