基于空間句法的城市地下空間活力提升研究

文／葛楠楠 蘇州大學金螳螂建筑學院 碩士研究生

葉懷澤 蘇州大學金螳螂建筑學院 碩士研究生

翟 俊 蘇州大學金螳螂建筑學院 教 授（通訊作者）

引言

隨著城鎮化水平的提高，土地不足、城市空間緊缺等問題應運而生。地下空間的開發成為提升城市道路系統承載能力、解決城市發展所帶來問題的重要手段之一，同時也是推進城市高聚集發展的重要力量[1]。地下空間的形成，對城市彈性的提升和宜居城市的建設起到了重要作用[2]。然而，目前地下空間的問題日益凸顯，空間使用價值亟待提升。因此，如何合理設計平面布局以提升地下空間活力和促進城市立體化發展成為值得深入探討的問題。

目前，地下空間的分析多基于使用者的主觀問卷調查。為找到統一的量化指標，越來越多學者將視線轉至空間句法理論。以客觀空間構成為基礎，通過軟件模擬，可視化地分析地下空間的內涵及人與空間的聯系，為設計師提供設計依據[3]。本文選取昆明某地下空間，利用空間句法中的軸線整合度和視域整合度等指標分析布局結構，以期為國內其他類似的地下空間設計提供參考。

1 相關研究綜述

1.1 空間句法理論的應用

空間句法是空間認知的一種方法，通過各要素之間的拓撲關系深層次解析空間。空間句法由比爾·希列爾（Bill Hillier）提出，目的是以量化的方式來探討人與空間的關系[4]。

國內學者廣泛運用空間句法探討城市空間的演化規律[5]。為對城市布局和建筑空間形式進行科學的研究，多數學者運用大數據探討使用人群與空間活力的關系[6,7]，也有一些學者試圖采用定量分析的方式，探索空間布局與其活力提升的關系[8]。為找到最優設計策略，有研究者結合多源數據，利用句法模型對不同階段的設計方案進行可視化分析[9]，從而探討地下空間的最優設計策略。

1.2 空間句法在地下空間的應用與活力研究

地下空間多與商業空間結合，其空間布局會直接影響使用者的行為感受。設計之初，有必要對使用者的行為流線和商業活動進行科學預測，最大化發揮地下空間價值。

空間句法是一種對人居空間結構的量化描述，用以研究空間組織與人類社會之間的關系[10]。該理論采用軸線和視線等量化參數指標，分割空間布局，計算空間節點之間的聯系，為城市地下空間研究提供新方法。目前多數研究圍繞地下空間導向優化、商業活力布局，抑或是軌道交通站點的人流分析等[11]。由此可見，空間句法是一種空間語言，其能夠反映空間功能和使用者認知、互動之間的關系[12]，揭示各類要素對空間功能以及活力的影響。

2 研究區域概況及空間句法分析

隨著地下空間的發展，功能從交通和防災等，衍生出社會服務和公共景觀等功能空間[13]。目前，多數地下空間存在以下問題：出入口承載人流量大，設計形式單一；空間局促，使用者體驗感不佳；視覺引導不明確，整體空間活力低下。本研究利用空間句法理論，量化地下空間布局，分析其軸線和視線，探討布局形式對人群活動的影響。

2.1 研究區域特點

本文選取昆明某地下商業中心作為研究對象，其連通多個下沉廣場（地下商業的主要入口）。該地下空間體量較大，包括一個寬8米、高8米，累計長約300米的疏散通道，占據地下商業空間的中心位置（圖 1）。空間服務對象以市民居多，判斷其優劣與活力的主要方式為使用者的體驗感和空間的可達性，這與空間結構、尺度特征密切相關。

圖1 地下空間平面布局（圖片來源：作者自繪）

2.2 空間句法分析

本文以地下一層公共步行空間為研究范圍，采用 Depthmap X 句法分析軟件解構該地下空間。通過分析地下通道的軸線、可視性以及模擬行人活動軌跡，理解人群活動的產生和空間活力的營造。不過現實情況會由于光線、聲音等其他因素的影響而產生不同的結果。

空間整合度是空間句法中主要指標，表示某個要素與其他所有要素距離之和，可直觀判斷使用者是否能夠有效且快速到達某一區域。圖2所示是基于所有線分析的全局整合度，軸線的顏色越暖，代表整合度指數越高，即空間的可達性水平也越高。

圖2 基于所有線分析的全局整合度（圖片來源：作者自繪）

視線整合度，是分析地下空間可達性的一項重要指標[14]。圖 3是視域關系分析，采用1米×1米的空間網格計算空間的可視性。中部疏散通道顏色呈暖色調，表明該空間視線整合度最高，即此區域可視性最高。視線平均深度表示空間要素之間的拓撲深度，顏色越淺代表深度越小，越易發現。其中，北入口和東西兩側入口可視性水平差距較小，步行者能獲得相對較為一致的空間體驗感。

圖3 基于視線關系分析的視線整合度（圖片來源：作者自繪）

圖4是對行人活動軌跡的模擬，將智能機器人隨機投放在各節點空間中，模擬行人運動軌跡，分析空間平面內水平流量。由圖4可見，多個個體同時被投放時，全局道路空間的流線軌跡疏散情況較好，北入口處活動行為發生頻繁，空間活力得到基礎保障。

圖4 行人活動軌跡模擬（圖片來源：作者自繪）

3 研究區域分析結果

3.1 空間特色分析

該地下空間平面布局形態以下沉廣場結合軸線通道為主。北側與東西兩側入口與下沉廣場相連，人流量較大，存在潛在活力點。依據句法分析，使用者對此地下空間的整體感知能力較高，較高的空間可理解度水平和活力程度在于：

（1）東西布局清晰明確。依據算法邏輯，實體空間被抽象為軸線空間。如圖2所示，地下空間主軸為中部疏散通道。軸線關系以東西為主，南北為輔，平均軸線長度為 300 米。東西向的長直空間設計，減少使用者的尋路感，避免頻繁更換方向，從而提升空間的可理解度。

（2）下沉廣場的核心引導作用。根據所有線分析結果可知，連接南北側下沉廣場的疏散通道，是地下空間的核心樞紐，可達性較高。半開放設計的下沉廣場，提升地下空間入口及其周圍空間的視線整合度。

（3）整體空間的長直布局。中部東西向的長直走廊串聯多條平行走廊，形成網格狀布局。其單一性和方向感，有助于提升使用者對空間的理解度。圖3為視線整合度，可以直觀得出長直走廊區域的可視性水平較高，形成整體空間的最高可視性區域。

3.2 空間問題分析

根據空間句法的分析結果，可知該地下步行空間的平面布局存在以下問題：

（1）南部區域整合度低。從空間結構上來看，南北兩側空間較零散，降低中部疏散通道在整體空間的可達性水平，導致空間活力分布不均。針對此類不足，可采取補救措施來平衡活力點，例如增加標識系統。

（2）北側入口的人流行為軌跡與可視性水平不吻合。由圖4可知，北側入口處人流量大，存在擁擠的可能性。為保證緊急情況發生時使用者能快速找到疏散通道，該區域可視性也應保持較高水平。但根據圖3呈現的結果，北側入口為滿足周圍商業空間需求，可視性不夠。

結語

空間句法作為測量空間組織特征的重要理論和量化方法，從空間組織層面展現使用者行為與空間之間的對應關系[15]。空間句法以拓撲學理論為基礎，排除行人主觀因素后，對空間可達性進行客觀分析與評價，這有助于設計者和使用者更有效理解空間的可達性和可視性，從而提升空間使用感和活力。

本研究量化地下空間的布局特征，總結提升空間價值、經濟價值與社會價值，具有適用性。但是，利用空間句法進行分析也存在不足，例如：忽視空間內高差和照明水平等。此類因素也會直接影響使用者主觀感受，影響空間可視性和可達性，降低空間活力。因此，為全面了解地下空間的設計布局和活力程度，對現狀環境的調查不可缺少。后續研究應重點考慮上述因素，提升空間評價的科學性和全面性，為日后地下空間規劃設計研究提供思考和方向，以實現地下空間效益的最大化。