城市微尺度工具—一種測量私人和公共空間關系的方法

阿克萊斯·范·內斯 曼紐爾·洛佩茲

Akkelies van Nes, Manuel J. J. López

京和雅文（北京）翻譯有限公司 [譯]

Translated by Kyowatrans （Beijing） Translation Services Co.,Ltd.

1 引 言

微尺度空間測量法是城市研究中一種研究建筑物和街道之間空間關系的方法。確切地說，這是一種研究建筑的門窗開口如何與街道網絡相連、建筑入口如何融入街道、私人空間到公共空間的拓撲深度以及街道之間門窗相互可視性的方法。其挑戰在于如何測量街道基層的空間參數或如何對不同的“有效臨街面”進行量化。

簡·雅各布（Jane Jacobs）[1]和揚·蓋爾（Jan Gehl）[2]對城市街區生活的研究中缺少的內容，是如何采用一種統一的空間工具來測量街道和建筑之間的關系。通過微尺度測量這一方法，我們可以探究保持日常街區生活和城市安全度所需的空間條件。希利爾（Hillier）和漢森（Hanson）的著作《空間的社會邏輯》和舒赤峰（Chih-Feng Shu）的博士論文[3]已闡明了建筑和街道的關系。

2006年，我們在德國的兩個小鎮阿爾克馬爾（Alkmaar）和高達（Gouda）進行了一項關于空間和犯罪率的研究。在此期間，我們沒有采用系統的研究方法對街道和建筑的關系進行研究。在研究中，我們確定了25個不同的空間特征。結果證明，共有4種空間關系會對盜竊案件發生的風險產生影響，即建筑入口密度、私人和公共空間之間的拓撲深度、街道構造和入口的相互可視性。不僅如此，這4項空間特征還受到街道網絡融合度[4]的影響。

2 入口密度

最傳統的方法是測定每米范圍內的建筑入口密度。圖1顯示的是龐貝古城的建筑入口密度。由圖可見，龐貝古城中央區域的建筑入口密度最高。

然而，與街道相連的入口密度高并不總是意味著相互可見性也高。入口和街道的融合度和相互可見度之間存在區別。門窗開口位置彼此相對，這會對社會控制的可能性和街區生活產生影響。

圖1 / Figure 1龐貝古城建筑密度Entrance density in Pompeii

3 私人和公共空間之間的拓撲深度

分析建筑入口和街道網絡之間空間結構關系的方法有幾種。一種簡單的做法就是確定私人和公共空間之間的拓撲深度，方法如下。

可以對存在于私人空間和公共空間之間的半私人和半公共空間進行計數。如果一個建筑的入口直接與公共街道相連，則私人和公共空間之間不存在其他空間，則其值或拓撲深度定義為0。如果在入口和公共街道之間存在一個小前庭院，由于封閉的私人空間和街道之間存在一個空間，則拓撲值定義為1。不僅如此，如果入口位于住宅側面并且房子具有前庭院，或是設有樹籬或圍欄，則拓撲值定義為2。如果入口位于建筑后方并且有遮蔽物遮擋，則拓撲值定義為3。這些值指的是街道和私人空間之間的計數值，定義為拓撲步驟。

公寓的入口可以用幾種方法來表示，這取決于私人空間和街道之間的通行度。有些公寓高層走道，將各房間彼此相連。到訪人員可以通過走道到達建筑物前方按響門鈴。其他公寓設有一個封閉式主入口，到訪人員必須使用呼叫系統來提示房主。

在阿爾克馬爾（Alkmaar）和高達（Gouda）小鎮進行的盜竊行為分布研究中，建筑物的通行度作為考察的經驗法則予以采用。當公寓前門或主入口永久性關閉并設有門鈴或呼叫系統時，將門內區域認定為私人空間。對于設有開放式主入口的公寓，則根據房間數量對半私人空間進行計數[4]。

圖2展示的是私人和公共空間之間不同類型的關系。黑點表示私人空間，白點則表示半私人、半公共空間。街道每一側應分別進行統計，例如，許多街道一側的建筑入口直接和街道連接，而另一側的公寓則設有走道。當一個街道每側的私人和公共空間之間存在不同的拓撲深度值時，統計時采用平均值。

在多數的傳統城市區域內，住宅的入口直接面對著街道；而在戰后重建的許多城市區域內，進入私人空間之前必須通過若干個半私人或半公共空間。不僅如此，建于戰后的許多獨立住宅，其前門并非總是和街道相連。許多住宅的入口位于房子側面而非臨街的正面。

圖2 / Figure 2建筑物內私人空間和街道之間的拓撲深度圖解Diagram showing the topological depth between private spaces inside buildings and the street

圖3展示的是戰前住宅入口和戰后住宅區域的兩種類型的典型樣例。

圖4展示的是5個不同的街道。對前4個街道的拓撲深度計算很簡單，其私人和公共空間之間的拓撲深度平均值與每個街道所有入口的數量相同。最后一個街道圖示代表的是設有大門的社區，社區內有幾個半公共和半私人空間。計算方法是通過計數得出爭議性街道的方向變化數量，街道E的拓撲步驟值為6.5。

傳統的購物區和現代購物中心之間存在相同的拓撲特征。購物中心設有一個可抵達多個商店的入口。除入口以外，其建筑正面的一個特征是，在面對大街的方向，建筑本身沒有“有效臨街面”。通常情況下，購物中心有一面設有“隱蔽式”窗戶的巨型墻壁，或者有時候這面墻會被廣告牌遮蓋。與此相對的是，傳統購物區的一個典型特征是，和街道直接相連的商店門窗密度很高。

在高度分離的城市區域或拓撲性遠離主干道的區域內，私人空間和公共空間之間的拓撲深度值似乎逐漸增加[4]。通常情況下，在拓撲深度值高的街道，建筑入口都隱藏在街面和可見鄰舍之下。在臨近主干道的城市區域內，建筑入口的位置都傾向于設在直面街面處。街道上的行人和居民頻繁流動。

圖3 / Figure 3位于傳統街道中的住宅（上）和位于公寓樓中高層走道中的住宅（下）樣例Example of a dwelling located to a traditional street（above） and a dwelling located on an upper walk way in a flat （below）

圖5展示的是根據老地圖繪制的1780年伍爾弗漢普頓（Wolverhampton）私人和公共空間之間的拓撲深度分布情況。紅線代表的街區，其建筑入口直接和街道相連；綠線代表的街區，其建筑在私人空間和街道之間設有一個公共空間；而藍線代表的街道，其建筑在私人和公共空間之間設有兩個空間。通常情況下，這就足以將上述情況以0、1、2、3等進行拓撲步驟值分類。

4 融合度和非融合度

街道的融合度根據建筑入口與街道的連接方式進行統計。融合度指的是建筑到公共空間范圍內的臨近度和通行度[5]。當且僅當建筑可以直接通向街道時，可以將該建筑視為與街道融合。相對地，當建筑毗鄰街道而入口卻不能與街道直接相通時，此街道為非融合式街道。當然，在這種街道中，其他建筑的入口也不能與街道直接相連。

圖4 / Figure 45個不同街道的私人和公共空間拓撲深度的計算示例Example on how to calculate the topological depth between private and public space for five different streets

圖6展示的是融合式和非融合式街道的某些樣例。上方兩張圖展示的是融合式街道，圖中建筑的入口均位于街道的一側。下方兩張圖展示的是非融合式街道，其建筑的底層沒有直接入口。

圖7展示的是融合式和非融合式街道的不同點。因此，這也反映了臨近街道建筑與可直接通行建筑之間的一個不同之處。通過研究結果可以看出，此類建筑的空間關系對城市區域的街區生活有重要影響。在非融合式街道，很少有人愿意在此長時間停留。因此，強奸和街頭搶劫案件更可能在非融合式街道發生[6]。

若要測量街道的融合度，是否可以將直接臨街的入口數量和沿街建筑的數量進行對比尚待討論，但還存在一些肉眼觀察的方法來衡量“城市網絡 — 建筑通行度”之間的關系。比爾·希利爾（Bill Hillier）和朱利安娜·漢森（Julienne Hanson）用“界面地圖”的概念來展示直接與臨近建筑連接的街道[5]。地圖上標示的街道，其建筑的所有入口均臨近且直接和街道相連。與一個或多個住宅直接相連的街道的顏色代碼也在地圖上標明。基于此，對于住宅入口和街道之間存在一個、兩個及多個空間的街道，也可以使用相同的方式標注。

圖5 / Figure 5根據老地圖繪制的1780年Wolverhampton私人和公共空間之間的拓撲深度分布Topological depth between private and public space in Wolverhampton from 1780 based on old maps

舒赤峰（Chih-Feng Shu）使用另一個變量來測量街道的融合度。根據舒（Shu）的研究結果，當前門直接面對街道的臨街住宅數量超過75%時，此區域的城市空間可以定義為融合街道。例如，如果街道包含4棟建筑，有3棟的入口直接和街道相連，則此街道為融合式街道[3]。如果一個街道上不存在任何建筑的入口與街道相連，則此街道為非融合式街道。非融合式街道的典型樣例為地鐵和高速公路。

建筑入口的數量和密度的測定沒有爭議。街道的融合度是關于與街道相連的入口數量和沿街建筑數量的相關性。研究顯示，街道融合度和盜竊案件分布之間存在相關性。與融合式街道相比，非融合式街道更容易發生罪案。不僅如此，被高圍欄和樹籬遮擋的建筑入口對鄰居的可視性很小。罪犯更青睞在此類街區[3]和非融合式街道[4]實施犯罪。

圖6 / Figure 6融合式街道（上圖）和非融合式街道（下圖）樣例Example of constituted streets （above） and unconstituted streets （below）

圖7 / Figure 7融合式和非融合式街道的空間規則The spatial principles on constituted and un-constituted streets

圖8展示的是高達（Gouda）的融合式和非融合式街道分布圖。本研究項目中，建筑入口都不設在面對街道處的所有街道定義為非融合式街道。這些非融合式街道用藍線表示，而融合式街道則用紅線表示。大多數破門而入的案件（用圓點表示）發生在非融合式街道。案件發生的地點標示在街面或后院通道[4]。

5 街道建筑入口密度和相互可視性

入口密度可以在某種程度上表明一個街道上居民的活動頻率。正如前文提及，一個街道上的建筑入口越多，則居民從私人空間進入公共空間的可能性越高。通常認為，街道上的建筑入口越多，則夜間行走的安全性越高[7]。然而，與街道連接的入口密度越高并不意味著相互可視度也越高。建筑入口與街道融合的方式和建筑間相互可視性之間存在區別。建筑入口在街道上彼此相對，則人們看見彼此的可能性就高。當然了，門窗彼此靠近的設計是有道理的，這樣可以讓街上行人自然的視覺行為產生監督機制，從而防止入室盜竊的發生。圖9展示的是相互可視性和建筑入口密度關系的一些圖解原理。

測量或確定相互可視度的方法有幾種。在一項針對發生入室盜竊的地點和目標位置之間關系的研究中，總共采用了4種不同的入口相互可視度確定法。如果入口密度高且超過75%的建筑入口相互可視，則定義該街道為相互可視性高。當且僅當入口密度高，并且超過75%的入口位于街道的一側，則定義該街道的可視性低。當入口密度低且低于75%的入口無法相互可視，則定義該街道為無相互可視性。以此類推，當街道上完全沒有建筑入口或入口被高圍欄和籬笆遮擋時，同樣定義該街道為無相互可視性[8]。

在阿爾克馬爾（Alkmaar）和高達（Gouda）進行的關于盜竊案件分布的研究項目中，采用了一種方法來確定建筑物門窗的彼此相互可視性以及門窗對街道的相互可視性。將一個街道上具有相互可視性的房子數量除以房子總數，分別確定通過門窗可以實現與街道相互可視的房子所占比例，以及房子之間具有相互可視性的房子占比，將所得結果按100%、80%、60%、40%、20%和0%進 行可視度分組。房子和入口的可視度一并納入考察，將其單獨計算。將上述結果與入室盜竊案件分布進行對比發現，彼此之間具有可視性的房子可以避免發生盜竊[4]。因此，兩棟建筑之間的入口彼此相對，則相當于門的相互可視度為100%。相對地，若一個街道只有一側的建筑入口密度高而另一側沒有入口存在，則此街道定義為可視度0%。只有一側街道的建筑入口密度高可以讓居民融入街頭生活，但無法有效避免房子發生盜竊。

與郊區獨立住宅區和戰后建立的公寓住宅區相比，傳統的城區內建筑入口密度通常更高。

圖10展示的是已發掘的龐貝古城的相互可視度分布一覽圖，具有100%相互可視度的街道通常位于考古學家推測的商店分布的區域[9]。

圖8 / Figure 8Gouda本地某區包含盜竊案件分布的融合式和非融合式街道的分布地圖Map showing the dispersal of constituted and unconstituted streets in a local area in Gouda with the dispersal of burglaries

圖9 / Figure 9相互可視性和入口密度的關系原理The principle of inter-visibility and density of entrances

6 微尺度和大尺度空間測量相結合

將幾種不同的微尺度空間測量法結合使用，系統定量地描述社區的局部空間特征成為可能。然而，這些特征并非總是在一些專注于大尺度空間分析的研究中出現。例如，如果與街道融合的建筑入口密度高并且公共和私人空間之間具有較高的可視度，那么與臨近建筑連接較少的街道依然可能具有較高的街區活動。又例如，相反的情形可以在另外一些街道上看到，即高度融合但分布不均的非融合式街道，街道上的入口密度低并且相互可視度也低。所以城區的居民活動度取決于大尺度和微尺度層次上的空間條件。因此，對這兩種層次的空間分析至少對整體的城區空間描述有益，與文化和建筑風格無關。

由于目前尚不存在專門分析微尺度空間關系的軟件，因此使用社會科學統計軟件包(SPSS)進行分析行之有效。在阿爾克馬爾（Alkmaar）和高達（Gouda）小鎮進行的研究中，共對1,168個街道微尺度分析數據進行手動確定，并將其與空間排列分析數據中的街道網絡融合度進行對比。SPSS軟件的計算結果顯示，微尺度和大尺度空間變量呈現高度相關性[4]。大多數微尺度空間變量被證明與大尺度變量“高度量半徑角度選擇”相關。此變量用于識別城市的主干道。

圖10 / Figure 10龐貝古城不同相互可視度分析Analyses of various degrees of inter-visibility from Pompeii

研究得到了以下結果（圖11）。當街道偏離社區主干道的方向變化數量越大，則私人和公共空間之間的拓撲深度值越大（圖11左上）。在城區的主干道上，大多數建筑入口直接與街道相連。當街道沿主干道改變兩次方向時，平均拓撲深度值為2，而沿主干道方向變化6次的街道拓撲深度值為3。

街道距離主干道越遠，建筑入口和建筑底層門戶的相互可視度占比越低（圖11中間）。位于被隔離的街道上的住宅，其入口相對于街道似乎處于隱藏狀態。類似地，街道距離主干道越遠，具有非融合式街道的屬性的可能性越高（圖11右側）。

研究結果顯示，街道距離主干道越遠，其臨近建筑具有單一功能屬性的可能性越高。辦公樓、商店和公共建筑更傾向于坐落在沿主干道的區域。半私人路段位于隔離程度最高的街道上[4]。

7 結 語

微尺度工具自2007年提出，便在多項研究項目中投入運用。在荷蘭40個貧困社區中進行的一項研究中，微尺度測量法用于對街道安全性和社會聲譽的考察。結果證明，多數社區中包含數量較高的非融合式街道，建筑的相互可視度低，私人空間和公共空間之間存在許多拓撲步驟[10-11]。在鹿特丹進行的兩項研究中，研究人員對不同族群的行為方式[12]和社區住戶的安全性認知[13]進行考察。他們發現，人們總是避免在隔離式和非融合式街道中停留或行走。這些街道的建筑入口和門窗的相互可視度低。人們認為這類街道并不安全。類似地，研究結果顯示，女性傾向于避免在建筑入口相互可視度低的非融合的隔離式街區[14]頻繁走動。

2011年，在埃及的阿拉伯之春期間進行的關于空間和抗議的研究項目中，解放廣場（Tahrir）和拉巴·阿達維亞（Rabaa Al-Adawiya）廣場的建筑入口可視度對抗議者獲得成功起了重要作用。抗議者似乎很好地利用了局部和整個城區通行度高的空間的優點。這些空間的象征性較高。不僅如此，在警察和坦克試圖阻止抗議行為的推進時，建筑入口和門窗的高可視度有利于抗議者逃離解放（Tahrir）廣場[15]。

微尺度測量法同樣被用于發掘出的具有2,000多年歷史的龐貝古城。在古城內，商店位于建筑入口密度高、相互可視度高的街道[9]。與此類似，在埃及開羅市的日常生活區，商店的位置通常位于沿著相互可視度較高的本地融合式街道上[16]。

在挪威卑爾根市進行的一項關于致密性策略的研究中發現，私人空間和公共空間之間的拓撲深度值能夠對通行度產生影響。與街道直接相連的建筑入口數量越多，人們越傾向于在此地走動而非駕車[17]。在巴西累西腓市進行的一項對規劃整治方案及其對城區的影響的研究中，研究人員發現，設有室內停車場的建筑沒有相互可視度，也不存在天然的視覺監督機制，卻對街道的安全性有益[18]。

在當代的城區規劃和設計中，微尺度測量條件通常受到忽略。尤其在城市翻新項目中，現代住宅區和新的大型城市開發項目在建筑和街道之間，更可能會缺少一定的臨近感、通行度和可視性。這對這些區域的街區生活和城區安全性的定性和定量方面都有負面影響。

目前，城建項目開發商更青睞修建高密度或高容積率的建筑，并希望在這些區域構建各種大型城市功能性建筑（住宅、辦公樓等）。然而，這些建筑自身具有的相互連接度和拓撲值帶給當地公共—私人空間的不良影響常被遺忘。所有這些都取決于地基上或街道兩側的空間分配方案。因此，有必要將微尺度空間關系方法在城市規劃的學術研究、政策制定及設計方案上加以應用。