空間句法下城市形態的可持續發展研究

文/黃梓棟 中央財經大學管理科學與工程學院 北京 102200

“城市形態”是城市發展內生因素的外在空間體現，是城市居住區內在政治、經濟、社會結構和文化傳統在城市居民點、城市平面形式、內部組織、建筑和建筑群體布局等方面的反映。“城市形態”是時間和空間的結晶，形態是城市聚落演化中最持久的遺存。在城市規劃和發展的漫長歷史中，只有一些城市形態的部分結構元素能夠被繼承和延續。“城市形態”也是城市規劃、建筑、地理、景觀等方面的熱點領域。不同學科的研究者從宏觀、中觀、微觀、建筑、空間、環境、生態的多重空間層次、學科視角解讀城市形態。

1、城市形態定義及內容研究

1.1 概念界定

“城市形態”在不同學科語境中具有不同的空間尺度、概念外延和內涵。當前對城市形態的理解可分為“城市布局形態”、“城市結構形態”和“城市肌理形態”三類。

1.1.1 城市布局形態

伯恩和威廉姆斯指出，“城市布局形態”是指城市各要素的空間形式和布局，是城市的物質空間布局和發展模式。大部分的研究人員希望通過回歸“緊湊型城市”實現可持續發展的經濟,社會和環境,倡導綠色出行方式，使用緊湊的城市形式,改善公共交通,提高資源使用效率,維護社會正義、公共設施服務水平,促進當地經濟的發展。

1.1.2 城市結構形態

從地理學的角度來看，城市形態是各種空間理念和活動所形成的空間結構的外在體現。城市形態包括城市空間形態、人類活動和土地利用的空間組織、城市景觀描述和類型學分類體系等。同時，城市形態的演變也被認為是各種內部因素影響的結果。

1.1.3 城市肌理形態

城市肌理在國內研究中仍存在諸多空白。與前兩種類型不同，“城市肌理形態”更注重形態元素的中觀和微觀層面。城市肌理形態一方面是不同尺度下建筑環境的組合；另一方面也受到文化背景和制度條件、歷史進程等影響。

1.2 城市形態研究進展

中國對于城市形態的研究大致可分為三個歷史階段：1990年前、1990年至2002年、2003年至今。

2003年以來，城市形態研究技術和方法的探索取得了很大的進展。城市形態分析技術和方法的應用主要集中在“結構分形”、“空間句法”和“微觀模型”三個領域。大多數研究者通過城市邊界分形分析來計算和比較不同城市的邊界維度，以評價城市發展及其演變的緊湊性和分散性。空間句法方法的應用是近年來國內外城市形態分析研究的熱點。

2、空間句法下的城市形態研究

目前，許多研究成果中提出了緊湊、密度、多樣化、混合用地和綠色交通的概念，或將城市形態劃分為地帶性城市、網格化城市、不規則城市、單中心或多中心模式。然而，對于可持續的城市形態仍然沒有達成共識。不言而喻，空間句法的理論和方法對城市可持續發展形態的研究具有重要意義。空間組構概念與形態、功能密切相關，是界定可持續發展城市形態的關鍵因素之一。

2.1 空間句法技術

在城市空間形態的定量分析中，主要的定量指標有：(1)連接值(2)控制值(3)深度值(4)融合度(5)智力值。實踐證明，幾何描述方法最簡單，分形理論則較為復雜，空間句法內涵復雜，技術簡單。廣泛的理論和方法都以空間句法作為基礎,它是以空間整體和局部形態為基點的科學分析方法,研究城市空間的社會邏輯形態和城市社會形態的邏輯形式,然后從網絡空間的角度來看,有機分析,評價并設計土地使用、交通、經濟收入、犯罪、密度等因素與城市空間形態的互動作用。

2.2 空間句法的運用

在分析城市形態分析中的空間句法功能時，可以從空間句法推導出相應的連接圖，并從連接圖推導出一系列的形態分析變量。主要量化指標有：(1)連接值(2)控制值(3)深度值(4)集成度(5)可理解度。

空間句法在城市形態分析中得到了廣泛的應用。首先，在城市系統中使用空間句法。例如，集成度值可以用來預測人流的空間分布，也可以用來分析犯罪。其次空間句法在城市交通網絡分析中的應用。例如，通過對句法變量的分析，揭示了城市空間形態演化的內在機理，評價了城市交通網絡的合理性。

2.3 可持續城市形態

在上世紀末，可持續發展的概念被提出。雖然概念不是特別清晰，解釋也有很多，但它進一步促進了城市形態學的擴展。什么是可持續的城市形態?人們再次反思城市形態與其功能的關系。在設計上，緊湊、較高密度、多元化、混合用地、綠色交通模式等概念或口號被重新解讀為“可持續的城市形態”。

當前，可持續城市形態所闡述的引導性原則：緊湊、高密度、多元化、混合用地、綠色交通等，這些都是對超低密度擴張、功能單一“死城”，嚴重依賴私家車等城市問題的回應。緊湊的城市形態是可持續的，這一觀點在很大程度上得到了認同。隨著城市形態變得緊湊，它將減少人們的出行距離，減少產品、能源、材料和水等的運輸距離，減少環境污染，促進人們的交流，增加城市的活力。它體現在限制城市擴張，提高發展強度和密度。因此，較高密度是評價城市形態的另一個重要指標，它包括人口密度和建筑密度。

空間句法理論和方法是根據人們的活動空間,如空間布局,連接城市空間形態的角度等,提出了空間網絡結構在很大程度上決定和影響人車流分布,從而影響土地使用、建筑環境、犯罪活動,社會活動,交通尾氣污染因素的空間分布,這些因素反過來又影響著人車流的分布，進而改變空間，使城市形態適應社會經濟因素。

在解決這個問題的過程中，Bill Hillier提出兩點：首先，空間是由物質形式定義的，人的生命是在空間中，即“空間”是物質形式和功能的“媒介”;其次，在活動的過程中，人們會嘗試去構建或理解一個空間的肌理，即每個空間之間的整體關系。雖然這種關系非常復雜，但它并不一定是被精確地或有意識地感知到的。第二點也意味著空間本身具有功能和形式。人的活動受空間肌理的影響，人的活動產生空間肌理。所以，形式和功能是不可分割的。

空間句法利用“空間”來連接城市的物質形態和功能。經過30多年的研究和實踐，物質形態和功能在一定程度上是通過空間相互關聯的。“空間”與物理學中的“場”相似。“場”把物質形態的力量傳遞給人，形成城市的功能。其中，需要平衡的關系是空間和交通。在空間建模的過程中,空間結構隱含形態因素,如長度、寬度和角度不同的街道,它與交通空間幾何分布和程度將描述交通之間的關系,將直接關系到城市形態設計和交通規劃,并將有助于評估和支持可持續交通的城市形態的設計。

結論：

在可持續城市形態的探索中，空間句法的理論和方法認為形態與功能是不可分割的。城市空間的組織結構既體現形態又體現功能，能夠揭示形式與功能的互動關系。城市形態雖然在不斷的演變,但并不是說某個特定的城市形態就是可持續發展，然而,空間組構可以從整個網絡的角度衡量每一個特定的城市形態,不同尺度的空間網絡,尤其是其組構方式揭示了旅游和不同的人在不同規模城市中心交通服務半徑,使我們能夠有效、準確地測量混合用地、緊湊密度和綠色交通原則，彌合城市設計與交通規劃之間的差距。毋庸置疑，這是一種評價和設計可持續城市形態的新方法。