基于寒冷地區公共空間設計方法研究論文
1、寒地城市居住區公共空間特征
1.1氣候差異性特征
我國嚴寒地區具有這樣的氣候特點(diǎn)：冬季（11月至翌年3月）長(cháng)達5個(gè)月之久，氣候嚴寒、干燥。冬季太陽(yáng)入射角降低，加大了建筑物的陰影區，降低了居住區公共空間獲得的太陽(yáng)輻射量。受西伯利亞冷空氣的影響，我國寒地冬季主導風(fēng)向為北風(fēng)和西北風(fēng)，風(fēng)速快風(fēng)力強。這些造成了寒地城鎮冬季與夏季的物理環(huán)境相差極大。
1.2物質(zhì)空間規劃特征
與南方居住小區不同，寒地城市居住區布局模式較為規整和簡(jiǎn)單。目前我國寒地城市的組團布局模式主要由行列式和半圍合式組成，因為這種排布方式既可以充分利用土地，也可以使大多數住宅樓獲得較好的日照環(huán)境。
1.3使用時(shí)間分布特征
在嚴寒地區，冬季居住區公共空間較為冷清，根據寒地小城鎮居民的生活起居特點(diǎn)，冬季居民對公共空間的利用集中在早晨8:00~10：00以及下午12:00~16:00。
1.4使用人群差異性特征
大多數居住區公共空間的使用者均以中老年人為主，老年人生活規律，在居住區的活動(dòng)以散步、健身、交談為主。隨著(zhù)老齡化時(shí)代的到來(lái)，及留守兒童的逐年遞增，居住區老年人和兒童的比例上升，且由于活動(dòng)能力和生活方式的限制，居住區的公共空間是其主要的“生活圈”和“交往圈”。
2、寒地城市居住區公共空間冬季適宜性問(wèn)題
2.1缺乏主動(dòng)的寒地適宜性設計
對于寒地居住區物理環(huán)境的研究，多數集中在建筑對太陽(yáng)輻射的利用上，即室內的日照環(huán)境，而忽略了公共空間日照環(huán)境和風(fēng)環(huán)境等的重要性，甚至在設計中默認寒地小城鎮居住區的公共空間在冬季少有利用甚至無(wú)利用的觀(guān)念。實(shí)際上，光照充足、氣氛活躍、風(fēng)速低的交往空間，能夠很大程度減少寒地小城鎮居民冬季壓抑、冷清的心理感受，提高居住品質(zhì)。
2.2景觀(guān)及公共設施的規劃布局
冬季利用方面考慮不足目前，小城鎮居住區的景觀(guān)規劃模式往往過(guò)于單一，較少考慮到寒地日照的特點(diǎn)，設施的布局也沒(méi)有與冬季物理環(huán)境相結合。我們經(jīng)�？梢钥吹綇V場(chǎng)、座椅等設施處在全年陰影區中，或者廣場(chǎng)或組團的出入口風(fēng)速很大，這些都影響了居民的戶(hù)外活動(dòng)意愿和時(shí)間。另外，對特定人群及其活動(dòng)的特征考慮的也較少，老年人和兒童的活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)方式都比較固定，可以針對其行為特點(diǎn)進(jìn)行物理環(huán)境的設計。
2.3設計規范不明確
評價(jià)標準難以量化現行日照相關(guān)規范涉及室外公共場(chǎng)所環(huán)境管理的很少，僅有《城市居住區規劃設計規范》(GB50180—93)要求“托兒所、幼兒園活動(dòng)場(chǎng)地應有不少于1/2的活動(dòng)面積在標準的建筑日照陰影線(xiàn)之外，居住區(含小區與組團)內的組團綠地應滿(mǎn)足有不少于1/3的綠地面積在標準的建筑日照陰影線(xiàn)范圍之外”。規范并沒(méi)有對地域、季節等條件進(jìn)行限定，可變因素過(guò)多也導致了居住區的物理環(huán)境質(zhì)量難以進(jìn)行量化。這使得在對居住區公共空間規劃管理時(shí)，沒(méi)有科學(xué)的依據和檢驗方法。
3、空間句法與環(huán)境模擬的引入
3.1解決日照環(huán)境設計問(wèn)題的技術(shù)要點(diǎn)
對于上文總結的寒地城市居住區公共空間環(huán)境設計問(wèn)題，其原因是多元的，但是其解決的方法必須包含以下三點(diǎn)的充分考慮和分析：（1）特定時(shí)空物理環(huán)境信息獲取。能夠得到各種空間的任意時(shí)間節點(diǎn)或時(shí)間段的準確環(huán)境信息。（2）根據人的活動(dòng)特征設計公共空間。居住區公共空間的布局直接影響居民的日常戶(hù)外活動(dòng)，而物理環(huán)境的好壞最終取決于人在活動(dòng)時(shí)的感受，居住區的公共空間的設計既要滿(mǎn)足人的需求，又不能與所處的光環(huán)境相悖。而這種公共空間設計的關(guān)鍵是，在方案生成之前，預測人們對特定建筑空間外部的公共空間的普遍使用特征，從而將不同功能與形態(tài)的公共空間，合理布置在用地中。（3）以上兩者的實(shí)時(shí)交互設計。
3.2空間句法理論的引入
Depthmap的研究范圍很廣，小到建筑室內空間的深度圖，大到城市甚至國家的空間整合度，其在居住區公共空間所發(fā)揮的作用就是，通過(guò)空間的數字化表達，模擬其對人的行為影響的一般規律，從而部分代替長(cháng)期的行為觀(guān)察。
3.3環(huán)境模擬技術(shù)的運用
城市空間的物理環(huán)境，充滿(mǎn)了復雜性、可變性和不確定因素，居住空間亦是如此，不同的建筑布局，均能對物理環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。這種復雜性已遠遠超出設計者經(jīng)驗或手動(dòng)計算的范疇，物理環(huán)境數字模擬技術(shù)，為科學(xué)、準確的建筑與規劃可持續設計提供了可能性。影響居住區公共空間的環(huán)境因素主要包括風(fēng)、光、熱、聲。相關(guān)的.模擬軟件多種多樣，最常用的有EcotectAnalysis和CFD流體動(dòng)力學(xué)系列軟件。
4、典型居住區冬季公共空間設計方法優(yōu)化-以哈爾濱某居住區為例
4.1研究對象的選取
研究對象為哈爾濱市某居住小區的局部地段，建成時(shí)間為2012年。據寒地氣候特征，將研究時(shí)間范圍確定為11月1日至翌年3月31日。本例著(zhù)重介紹物理環(huán)境中的日照環(huán)境與空間句法的結合，其他物理環(huán)境的運用過(guò)程類(lèi)似，在此不做贅述。
4.2公共空間分析
4.2.1利用Depthmap研究公共空間屬性對研究范圍平面進(jìn)行處理，僅保留建筑和外圍邊界，使用Depthmap中的AxialMap功能，小區戶(hù)外空間被轉譯為軸線(xiàn)圖，將得到的軸線(xiàn)圖進(jìn)一步計算，通過(guò)rungraphanalyses操作，得到體現空間整合度的Integrationmap，整合度表達了系統中某一空間與其它空間的離散程度，空間的整合度越高，空間可達性越強，整合度越低則相反。如圖每條軸線(xiàn)都有自己的整合度屬性值，軸線(xiàn)顏色反應了整合度的高低，偏向紅色的值高，偏向藍色的值低。通過(guò)ReducetoFewestLineMap命令得到概括性軸線(xiàn)圖，使之與居住區現有的公共空間疊合。從公共空間的分布和交通流線(xiàn)來(lái)看，規劃方案的空間結構與模擬結果大部分相符。選取不同整合度的軸線(xiàn)與方案中不同類(lèi)型公共空間的交叉點(diǎn)作為分析點(diǎn)，通過(guò)對所選分析點(diǎn)的空間整合度和太陽(yáng)輻射強度的模擬和數據比對，得到與公共空間使用情況相關(guān)的日照環(huán)境評價(jià)。為得到分析點(diǎn)的整合度值，需要對軸線(xiàn)圖進(jìn)行VisibilityGraph分析，得到可視整合度圖，公共空間的每一個(gè)細分單元均計算了整合度值。
4.2.2公共空間日照環(huán)境模擬對居住區公共空間的日照輻射情況進(jìn)行模擬，根據寒地居住區公共空間冬季使用時(shí)間分布特點(diǎn)，選取每日三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行研究：晨練時(shí)間8:00~10:00，午后活動(dòng)時(shí)間12:00~14:00，傍晚活動(dòng)時(shí)間14:00~16:00。采用的算法是特定時(shí)段的日均輻射量模擬計算，得到不同時(shí)段太陽(yáng)輻射的等值線(xiàn)圖。利用Ecotect的數據分析功能，計算各分析點(diǎn)冬季每月逐時(shí)平均太陽(yáng)輻射值，對數據進(jìn)行處理，分別得出各點(diǎn)日均太陽(yáng)輻射值的堆積面積圖表�？梢钥闯�，分析點(diǎn)冬季日照輻射強度分布隨時(shí)辰變化差異很大。
5、結論
本文通過(guò)分析研究我國寒地小城鎮居住區公共空間冬季日照環(huán)境特征，總結其寒地適應性規劃的必要性和問(wèn)題所在，將空間句法和數字模擬的策略引入到公共空間環(huán)境的設計研究中來(lái)，利用EcotectAnalysis和Depthmap兩種軟件分別對公共空間的物理環(huán)境和空間結構進(jìn)行模擬和分析，并將二者首次結合起來(lái)，根據不同數據間的關(guān)聯(lián)，得出任意空間位置的最優(yōu)日照適應性設計依據，并證明了兩種策略綜合使用的可能性。
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