城市公園安靜休息區(qū)選址的參數(shù)化設(shè)計方法研究★

吳 軍，田晨旭，萬 達，李鵬波

(天津城建大學(xué)建筑學(xué)院，天津 300384)

公園安靜休息區(qū)是城市公園景觀功能的重要組成部分，它不僅為游客提供休息場所，而且能夠呈現(xiàn)優(yōu)美的靜態(tài)景觀，滿足人們游憩的需求。在公園規(guī)劃設(shè)計中，安靜休息區(qū)的景觀一般是利用原有地形地貌、樹木森林、溪流河湖等自然景觀，配以人文要素，創(chuàng)造使人流連忘返的意境。

公園安靜休息區(qū)的位置布局受到地形、水體、植被等自然要素以及人文要素等多種復(fù)雜要素影響。傳統(tǒng)的公園規(guī)劃設(shè)計主要依靠設(shè)計師的經(jīng)驗，根據(jù)地形圖或現(xiàn)場調(diào)研的感受來確定安靜休息區(qū)的位置。這種方法是根據(jù)設(shè)計師的感性認知，以定性分析的方法來確定要素之間的影響和關(guān)系，不能準(zhǔn)確的衡量和評價要素之間的權(quán)重，設(shè)計方法具有一定的主觀性，設(shè)計結(jié)果具有偶然性[1]。

參數(shù)化設(shè)計方法借助計算機技術(shù)，通過量化設(shè)計場地的地形等數(shù)據(jù)，以設(shè)計結(jié)果為目標(biāo)，量化多種復(fù)雜要素的影響指標(biāo)，構(gòu)成參數(shù)化設(shè)計規(guī)則，運用相關(guān)的算法，實現(xiàn)對設(shè)計結(jié)果的優(yōu)化選擇，提高了設(shè)計的科學(xué)性、客觀性[2]。因此，參數(shù)化設(shè)計方法對多種復(fù)雜要素影響下的公園安靜休息區(qū)位置布局有非常重要的指導(dǎo)性，開展參數(shù)化設(shè)計研究將有助于其位置選擇的合理性和科學(xué)性，為公園景觀設(shè)計節(jié)省人力物力，為游客的休閑游憩活動提供良好的場地選址。

1 公園安靜休息區(qū)選址的影響要素

公園中安靜休息區(qū)一般可以分為休憩交流區(qū)和休閑活動區(qū)兩種類型。休憩交流區(qū)以休息、交談等活動為主，面積較小，游人密度大，分散在公園的各處；休閑活動區(qū)的面積較大，游人以觀賞、晨練等安靜的活動為主，游人密度小，在公園的幽靜區(qū)域。為保證游人活動不受干擾，安靜休息區(qū)一般會布置在環(huán)境圍合、景觀美好、生態(tài)優(yōu)良，少受公園其他活動區(qū)干擾的區(qū)域。因此，公園安靜休息區(qū)的選址應(yīng)考慮以下三方面要素的影響。

1.1 區(qū)域位置

為保證安靜休息區(qū)的功能，安靜休息區(qū)位置應(yīng)避開以活動為主的功能區(qū)，如喧鬧的兒童活動區(qū)、青少年活動區(qū)、體育活動區(qū)，同時也要避開人流集中的公建和廣場，以及公園周邊的城市道路等。

據(jù)測定，在通過18 m的林帶后，聲音可減少40 dB。在30 m寬林帶內(nèi)隨著林帶寬度的增加，林帶的降噪效果越明顯[3]。為保障安靜休息區(qū)免受其他區(qū)域的影響，安靜休息區(qū)以遠離出入口及邊界20 m為宜；距離城市二級及以上道路要達到30 m以上；與其他喧鬧區(qū)域之間要有隔離，或者至少有18 m以上的林帶作為隔離帶。

1.2 地形

地形具有自然分割空間的功能。起伏的地形圍合成一定的空間，有效地將安靜休息區(qū)和其他功能區(qū)隔離開；地形上的植被能夠降低其他區(qū)域噪聲的影響，從而構(gòu)建安靜、悠閑的環(huán)境氛圍。因此，安靜休息區(qū)一般選擇在有一定地形起伏的區(qū)域，如山地、谷底等環(huán)境最為理想[4]。為方便游人的到達及相關(guān)活動的開展，公園的地形坡度不宜過大，緩坡和中坡是安靜休息區(qū)的適宜區(qū)域(見表1)。

表1 公園用地坡度表

1.3 水體

平靜的水面能夠給人以穩(wěn)定、安寧的感覺。在湖、塘等靜態(tài)水邊，開闊的水面能夠形成悠遠的視野，平靜的水面能夠形成水中倒影，加上湖邊豐富的植被景觀，能夠形成優(yōu)美的風(fēng)景。這樣的環(huán)境下，人們往往會安靜下來，享受一種寧靜的狀態(tài)。因此，水體附近適宜作為安靜休息區(qū)的選址區(qū)域。

開闊視野情況下，正常人的清晰視距，從遠處可以欣賞到水景的距離為20 m～30 m，一般不超過40 m～50 m；對于曲折變化的溪流和岸線變化豐富的開闊水面，曲折度小的岸線給人們帶來安靜、穩(wěn)定的感覺，而曲折度大的岸線給人們帶來刺激、活潑的感覺，更加適合娛樂活動區(qū)的選址要求。

2 安靜休息區(qū)選址的參數(shù)化設(shè)計思路

2.1 Rhino+Grasshopper平臺的優(yōu)勢

參數(shù)化設(shè)計平臺選用Rhino+Grasshopper平臺，Rhino是一款強大的建模軟件，適用于各類大小的場地模型。Grasshopper是Rhino的插件，具有開放性，可編輯性，可實時反饋調(diào)整結(jié)果等特點[5]。Grasshopper插件能夠輔助設(shè)計師在Rhino中完成從數(shù)據(jù)分析到建模再到可視化表達的整個設(shè)計過程，并獲得實時的設(shè)計結(jié)果，有助于設(shè)計方案的推敲和完善。

2.2 參數(shù)化設(shè)計思路

安靜休息區(qū)選址的參數(shù)化設(shè)計是通過建立目標(biāo)與場地之間的聯(lián)系，根據(jù)公園設(shè)計規(guī)范及學(xué)科理論，量化多種復(fù)雜要素的影響，確定要素的逐級篩選優(yōu)化，構(gòu)建針對目標(biāo)的設(shè)計規(guī)則，建立參數(shù)化邏輯模型[6]。

通過導(dǎo)入場地數(shù)據(jù)，構(gòu)建地形模型，運用Grasshopper的相關(guān)算法，分析場地信息，確定安靜休息區(qū)選址影響要素的相關(guān)規(guī)則以及參數(shù)，進行安靜休息區(qū)的初步選址。由于公園規(guī)劃設(shè)計中各功能分區(qū)的選址各有需求，且各自有不同的規(guī)劃設(shè)計的，因此各功能區(qū)之間的位置選擇和設(shè)計內(nèi)容不可避免地會產(chǎn)生沖突。在安靜休息區(qū)選址初步確定后，還要與其他功能區(qū)進行疊加、篩選，以優(yōu)化選址結(jié)果(見圖1)。

3 天津水西莊公園安靜休息區(qū)選址

3.1 公園概況

水西莊公園位于天津市紅橋區(qū)，占地約25.6 ha。場地現(xiàn)為一處空地，擬開發(fā)為紅橋區(qū)區(qū)級文化公園。場地北側(cè)道路為紀(jì)念館道，東側(cè)為咸陽路和西河橋立交橋，西南側(cè)為千里堤路，南側(cè)與子牙河堤岸公園隔路相望(如圖2所示)。

3.2 設(shè)計方法

3.2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

導(dǎo)入場地地形數(shù)據(jù)信息：首先對場地地形測繪圖的數(shù)據(jù)進行整理，關(guān)閉地物數(shù)據(jù)層(現(xiàn)狀樹木、垃圾桶、電線桿等地物數(shù)據(jù))，保留高程點、等高線、規(guī)劃水岸線、規(guī)劃出入口范圍等圖層，然后將DWG格式導(dǎo)入Rhino，建立場地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)模型(見圖3)，并在Grasshopper中識取場地的高程點、等高線、水岸線等基本信息。

3.2.2 場地分析

位置分析：公園北側(cè)的紀(jì)念館路為城市三級道路，西南側(cè)的千里堤路為城市三級道路，東側(cè)的咸陽路為城市三級道路，西河橋為城市二級道路，距離公園較近，對公園產(chǎn)生的噪聲影響相對較大。

地形分析：從場地測繪圖可以看出，場地內(nèi)部地勢較為平緩，最高處高程為8.70 m。在Grasshopper中運用坡度分析運算器對水西莊公園進行坡度分析，坡度在0.025°～19.381°(0.05%～35%)之間。整體地勢較為平坦，局部地區(qū)坡度較大(見圖4)。

水體分析：公園現(xiàn)狀場地內(nèi)有一低洼處，規(guī)劃水系岸線已基本完成。在Grasshopper中識取水岸線，通過岸線曲折度進行水面空間分析，運用比值算法(見圖5)，得到水岸線曲折度的分析結(jié)果：數(shù)值變化為1.00～1.96(見圖6)。公園水岸線較長，整體曲折度變化較大，圓圈內(nèi)代表篩選后岸線急促的區(qū)域。

3.2.3 設(shè)計規(guī)則

規(guī)則是進行參數(shù)化設(shè)計的運算依據(jù)，因此需將安靜休息區(qū)的多種影響要素進行量化，確定相應(yīng)影響要素的參數(shù)化設(shè)計規(guī)則[7]。根據(jù)前述影響要素分析，結(jié)合場地現(xiàn)狀和現(xiàn)有規(guī)劃內(nèi)容，確定水西莊公園安靜休息區(qū)選址的影響要素為：位置要素、地形要素、水體要素。

位置：遠離三級城市道路邊界20 m，遠離出入口所在邊界20 m，遠離東側(cè)二級道路邊界30 m。

地形：根據(jù)場地地形特點，選擇坡度在2.86°～14°(5%～25%)坡度范圍的區(qū)域作為選址區(qū)域。

水體：根據(jù)觀賞水景的視線范圍，安靜休息區(qū)中心距離水岸線的距離在20 m以內(nèi)；根據(jù)觀賞水景的感受，選擇曲折度小的岸線附近作為選址區(qū)域。

3.3 安靜休息區(qū)選址結(jié)果

1)確定位置要素選址的參數(shù)化設(shè)計：根據(jù)安靜休息區(qū)選址遠離出入口、城市道路的規(guī)則，在Rhino中選取公園邊界線和規(guī)劃的出入口范圍，利用偏移，獲得遠離出入口所在邊界和周邊道路的安靜休息區(qū)選址范圍(如圖7所示)。

2)疊加地形要素選址的參數(shù)化設(shè)計：地形坡度篩選參數(shù)確定為2.86°～14°(5%～25%)(見圖8)，得到地形要素影響的安靜休息區(qū)選址范圍(見圖9)。與位置要素影響的選址區(qū)域進行疊加處理(為方便觀察，以圓形圖例標(biāo)注安靜休息區(qū)的位置點，圓形半徑為10 m)，得到基于位置、地形要素影響的安靜休息區(qū)初步選址區(qū)域(如圖10所示)。

3)疊加水體要素選址的參數(shù)化設(shè)計：根據(jù)觀賞水景的視線范圍規(guī)則，以20 m的視線范圍為參數(shù)，在位置、地形要素影響的選址區(qū)域的基礎(chǔ)上，疊加水體運算器進行篩選，得到基于位置、地形、水體要素影響的安靜休息區(qū)基礎(chǔ)選址區(qū)域(見圖11)。

根據(jù)觀賞水景感受的規(guī)則，按照水岸線曲折度進行優(yōu)化篩選。與前期水體曲折度的分析進行疊加處理，避開水岸線曲折度大的篩選區(qū)域，得到優(yōu)化的綜合安靜休息區(qū)選址區(qū)域(見圖12)。

4 結(jié)論與展望

在水西莊安靜休息區(qū)選址的參數(shù)化設(shè)計方法的實踐中，從位置、地形、水體三個要素進行了量化研究，通過對目標(biāo)逐級優(yōu)化完成了選址設(shè)計。安靜休息區(qū)選址的參數(shù)化設(shè)計方法相對于常規(guī)選址方法更加可控，設(shè)計結(jié)果更具科學(xué)依據(jù)，是景觀選址設(shè)計的一種新思路。

限于軟件平臺插件及其應(yīng)用的不足。未來可進行如下的深入研究：參數(shù)化設(shè)計規(guī)則有待在相關(guān)規(guī)范的指導(dǎo)下深度挖掘，為量化設(shè)計提供依據(jù)。影響安靜休息區(qū)選址的要素還有很多，要素之間的相互關(guān)系還有待進一步探究，以優(yōu)化選址范圍。目前逐級優(yōu)化方法在內(nèi)因共同作用下仍有一定短板，多目標(biāo)優(yōu)化還有待研究，為安靜休息區(qū)規(guī)劃設(shè)計提供更全面、合理的設(shè)計依據(jù)。