樞紐機場航站樓視域分析研究
——以蘭州中川機場T3航站樓為例

李欣，成輝，趙元超/LI Xin,CHENG Hui,ZHAO Yuanchao

1 背景與意義

作為機場主體建筑，航站樓的使用效率對于機場運行至關(guān)重要[1]。特別是樞紐機場航站樓，具有旅客吞吐量大、數(shù)量占比高、空間復(fù)合化等特點[2-4]，其使用效率問題尤為突出。不同于其他類型建筑，樞紐機場航站樓類似于一部高速運轉(zhuǎn)的處理器，旅客在整個工藝流程中具有更高的使用參與度[5]。因此，旅客對此類建筑空間的認知于航站樓使用效率的作用十分重要。而目前，人與航站樓建筑關(guān)系孤立，尤其體現(xiàn)在旅客對航站樓內(nèi)部使用空間的陌生化，內(nèi)部空間組織無法快速、高效引導(dǎo)旅客完成工藝流程，這是造成樞紐機場航站樓使用效率低下的最主要原因。究其深層原因在于使用者無法短時、全局地掌控內(nèi)部空間規(guī)律。從建筑設(shè)計角度而言，忽略了對人們在空間中運動規(guī)律的掌握，忽略了人們在建筑空間中相互交流或感知規(guī)律的掌握。因此，迫切需要尋找客觀、理性的分析方法對樞紐機場航站樓建筑內(nèi)部活動的規(guī)律進行分析。以往對人在建筑內(nèi)部的活動規(guī)律研究多集中于流線而忽略了視線，因此本文另辟蹊徑從人眼高度開展視域分析，以期完善航站樓內(nèi)部使用者活動規(guī)律，有助于從視線角度完善空間組織，輔助功能流程。緊密聯(lián)系旅客與航站樓之間的關(guān)系，高效引導(dǎo)旅客完成進出流程，提高航站樓內(nèi)部使用效率。

本文借鑒空間句法相關(guān)理論，在深層分析航站樓視線設(shè)計突出問題的基礎(chǔ)上，以作者參與的蘭州中川機場T3 航站樓為例，開展航站樓視域分析方法、步驟、策略等的探索。上述研究的開展，嘗試從視線角度探索使用者在航站樓建筑內(nèi)部活動規(guī)律，改變以往主觀化的建筑空間組織方法為客觀、理性、動態(tài)的空間組織，減少內(nèi)部空間擁堵頻率，有效提高空間使用效率。以期對其他類型交通建筑內(nèi)部空間組織起到積極借鑒作用。

2 航站樓建筑內(nèi)部視線現(xiàn)存問題

作為城市地標性建筑，以往航站樓建筑空間組織多從設(shè)計師主觀感受出發(fā)開展設(shè)計。缺乏從使用者維度開展客觀、理性的空間需求分析，尤其缺乏人眼視角的空間需求分析。鑒于交通建筑特性，航站樓建筑目前存在以下突出問題：

第一，短時內(nèi)無法有效判別視線引導(dǎo)。航站樓作為交通性建筑，通過性強，與其他類型建筑如辦公、商場等建筑類型相比，使用者的反復(fù)使用率低，空間陌生感強烈，旅客無法迅速把握航站樓內(nèi)部視線焦點。因此，建筑空間陌生感強烈，旅客很難在短時間內(nèi)了解并把控設(shè)計師塑造的視覺焦點，更無法體會到設(shè)計師的視線引導(dǎo)。

第二，無法全局感知建筑整體空間關(guān)系。內(nèi)部尺度感過大，忽視人體尺度內(nèi)的視線設(shè)計。使用者無法全局把握航站樓內(nèi)功能布局、空間節(jié)點、交通廊道等，因此無法形成整體的視線通路。

第三，空間流動性強導(dǎo)致的視覺焦點分散。盡管航站樓功能流程復(fù)雜，但內(nèi)部空間多以公共空間為主，功能空間為輔；多以水平、垂直方向的流動空間為主，平層空間為輔。如果不做精確地視域分析與焦點設(shè)計，就會造成人在上述空間中移動時無法準確捕捉視覺焦點。

第四，依靠標識設(shè)計的視線引導(dǎo)并非視線設(shè)計的初衷。目前，航站樓內(nèi)部并未做專項視線設(shè)計，視覺焦點的引導(dǎo)完全依靠流線設(shè)計完成。但流線設(shè)計，尤其是公共、流動空間的流線設(shè)計依靠標識設(shè)計來引導(dǎo)。因此，造成了視線設(shè)計即流線設(shè)計，亦即標識設(shè)計的結(jié)果。

基于上述現(xiàn)狀問題，亟需對航站樓內(nèi)部空間進行視域分析，針對分析結(jié)果修正視域范圍，開展基于視線的空間組織設(shè)計，提高視線利用率，有效組織與契合人與建筑內(nèi)部空間。

3 視域分析的理論基礎(chǔ)

視域分析源于空間句法。自1970 年代空間句法理論被提出以來，一直以其客觀的定量分析和清晰的邏輯推演，為建筑設(shè)計與城市規(guī)劃提供全新的研究視角。空間句法的本意在于嘗試運用一種新的語言和技術(shù)，去闡述一種難以用語言表達的空間形態(tài)組構(gòu)認知，并對此進行分析。比爾·希列爾（Bill Hillier）指出，組構(gòu)就是“一組互相獨立的關(guān)系系統(tǒng)，且其中每一個關(guān)系都決定了其他所有的關(guān)系”[6]。空間句法理論在空間系統(tǒng)分析上有3 種基本方法：凸空間分析法、軸線分析法、視域分析法。場地或建筑等邊界清晰的空間適合凸空間分析法；大尺度的城市街道、路網(wǎng)適合于軸線分析法。視域分析法常被用于形狀復(fù)雜多變的不規(guī)則空間或邊界模糊的空間分析中。航站樓、火車站等交通建筑類型中的公共空間正是第三類空間，因此，可嘗試運用視域分析法進行航站樓建筑內(nèi)部空間研究。

視域分析法，是一種非常有效的環(huán)境分析方法，它不僅能夠?qū)臻g使用者的全方位觀察進行分析，同時能夠使用數(shù)學(xué)的方法模擬空間使用者的體驗。它研究的重點是人們在空間中運動的規(guī)律以及相互交流或感知的規(guī)律。視域網(wǎng)絡(luò)是一個三維概念，它的分析界面位于人眼高度上的二維水平平面。視域分析法由定性分析與定量分析兩部分組成。前者由劃分圖、關(guān)系圖、連接圖等關(guān)系圖解來完成；后者主要由連接度、控制度、深度值、整合度四大指標值來進行：

（1）連接度：它反映了各個空間節(jié)點與空間體系的聯(lián)系程度。某空間節(jié)點的連接值越高，則說明該空間節(jié)點與相鄰空間節(jié)點的聯(lián)系越緊密，空間的參與性越好，其視域所覆蓋的范圍也越大。

（2）控制度：它反映的是一個空間節(jié)點對其相鄰空間節(jié)點的控制與影響程度。其數(shù)值應(yīng)為與某個空間節(jié)點相關(guān)的全部空間的連接值倒數(shù)之和。數(shù)值越大，則意味著某個空間節(jié)點在空間體系中的影響力越重。

（3）深度值：空間句法的核心度量值之一，其數(shù)值并非反映兩個空間節(jié)點的距離，而是轉(zhuǎn)換次數(shù)。人從一個空間節(jié)點至另一空間節(jié)點，即完成一次空間轉(zhuǎn)換，則兩個空間節(jié)點之間的最少轉(zhuǎn)換次數(shù)即為兩者之間的深度值。

（4）整合度：體現(xiàn)空間可達性的技術(shù)變量。某個空間節(jié)點的整合度越大，則其在空間體系中的可達性越好，反之亦然。一般而言，空間節(jié)點之間距離越近且阻隔越少，則空間節(jié)點所在的空間體系整合度越高。

4 航站樓視域分析的步驟與方法

基于樞紐機場航站樓內(nèi)部視線現(xiàn)存問題，筆者在參加蘭州中川機場T3 航站樓建筑設(shè)計時，嘗試結(jié)合上述方法，運用Depth Map 計算工具，對航站樓建筑內(nèi)部空間進行視線分析研究，以期探索航站樓視域分析的步驟與策略。本文將視域分析步驟歸結(jié)為“空間定性圖解→視線定量標度→關(guān)系優(yōu)化”。

中川機場位于蘭州市以北秦王川盆地的西南角，預(yù)測目標年為2030 年。鑒于該機場西航站區(qū)規(guī)劃容量不能滿足未來機場發(fā)展的需要，考慮在第一、二跑道之間規(guī)劃新東航站區(qū)（圖1、2），建設(shè)面積約489,000m2的主體建筑T3 航站樓。該航站樓建筑設(shè)計采用兩層式流程，共設(shè)置3 層。首層至三層分別為到港層、中轉(zhuǎn)層與出港層（圖3-5）。相較于到港流程，出港流程更加復(fù)雜。視線分析對空間設(shè)計的改進更加有效，對提高建筑內(nèi)部空間使用效率的作用更加明顯，因此，本文僅以出港層為例進行研究。

1 蘭州中川機場航站區(qū)規(guī)劃圖（圖片來源：中國民航機場建設(shè)集團有限公司）

2 蘭州中川機場航站樓鳥瞰圖

3 T3航站樓出港層平面

4 T3航站樓中轉(zhuǎn)層平面

5 T3航站樓到港層平面

4.1 空間定性圖解

空間定性圖解，即從定性角度對航站樓內(nèi)部空間進行分解與聯(lián)系，依照劃分圖→關(guān)系圖→連接圖的邏輯進行。將功能設(shè)施轉(zhuǎn)換為劃分圖；將流線組織轉(zhuǎn)換成流程組織，轉(zhuǎn)換為關(guān)系圖。將上述兩圖進行疊合形成連接圖，最終實現(xiàn)空間定性圖解。根據(jù)空間使用性質(zhì)與相對方位，蘭州中川機場T3 航站樓的出港層可劃分為3 個區(qū)域，即前部候機區(qū)、中部辦理區(qū)及后部候機區(qū)。前部候機區(qū)與后部候機區(qū)為隔離區(qū)，中部辦理區(qū)為非隔離區(qū)。

4.1.1 劃分圖（圖6）

6 出港層功能設(shè)施劃分圖

（1）前部候機區(qū)，主要包括旅客近機位候機、商業(yè)服務(wù)、衛(wèi)生間、機場辦公、垂直交通、自動步道等；

（2）中部辦理區(qū)，主要包括送客大廳、8 組值機區(qū)域、2 組安檢通道等；

（3）后部候機區(qū)，主要包括旅客近機位候機、商業(yè)服務(wù)、衛(wèi)生間、機場辦公、垂直交通、自動步道等。

4.1.2 關(guān)系圖（圖7）

7 出港層流程組織關(guān)系圖

（1）前部候機區(qū)：商業(yè)設(shè)施→衛(wèi)生設(shè)施→自動步道/垂直交通→候機區(qū)域→登機口；

（2）中部辦理區(qū)：送客大廳→值機區(qū)域→安檢區(qū)域；

（3）后部候機區(qū)：商業(yè)設(shè)施→衛(wèi)生設(shè)施→自動步道/垂直交通→候機區(qū)域→登機口。

將功能設(shè)施劃分圖與流程組織關(guān)系圖進行結(jié)合，形成表明建筑空間組構(gòu)關(guān)系的連接圖，完成T3航站樓出港層的空間定性圖解（圖8）。

8 出港層連接圖

4.2 視線定量標度

運用圖論的拓撲學(xué)原理[7-8]，將旅客空間體驗轉(zhuǎn)換成一系列技術(shù)變量，包括連接度、控制度、深度值、整合度，形成視線定量標度。視線定量標度[6,9]的分析界面，位于人眼高度上的二維水平平面。其具體步驟如下：首先，在平面上建立一套具有一定密度、規(guī)則的點狀矩陣，或是將待定平面使用某種尺度的方格網(wǎng)進行劃分，方格網(wǎng)的中心點即為點狀陣列；其次，對每一個點的視域特征及其與其他點的可視性進行計算；最后，依據(jù)點與點之間的拓撲關(guān)系，分別對空間體系中的每一個點予以空間句法變量分析并使用色相、色溫等視覺符號表示其不同的參數(shù)數(shù)值。以下基于蘭州中川機場T3 航站樓出港層連接圖對旅客空間體驗的4 個技術(shù)變量，包括連接度、控制度、深度值及整合度逐一進行分析。

4.2.1 連接度（圖9）

9 出港層視線連接度

（1）前部候機區(qū)，連接度分布比較均勻。顯示為深藍的區(qū)域，數(shù)值約為33，大多集中在航站樓空側(cè)的座椅空間（點a）；

（2）中部辦理區(qū)，數(shù)值較大的空間是位于航站樓入口的中心區(qū)域（點b），約為177。值機島（點c）與安檢（點d）后部空間的連接度較低，僅為67；

（3）后部候機區(qū)，最低數(shù)值出現(xiàn)在空側(cè)U 型口的底部（點e）。

4.2.2 控制度（圖10）

10 出港層視線控制度

（1）前部候機區(qū)，黃色（點f）和綠色（點g）區(qū)域依然分布在靠近陸側(cè)的聯(lián)系廳區(qū)域，候機座椅空間的控制度如連接度一樣數(shù)值較低，約為0.3（點h）；

（2）中部辦理區(qū)，面向陸側(cè)的航站樓入口及值機區(qū)（點j），數(shù)值較高約為1.2；而面向空側(cè)的值機島（點k），數(shù)值低至0.67。比較理想的是，安檢通道后部區(qū)域（點l）出現(xiàn)了最高的控制度1.72，并且以此為中心向四周輻射；

（3）后部候機區(qū)，最高值出現(xiàn)在中廳位置（點m）。并且沿自動步道方向，一直延伸至端部的島式商業(yè)空間。兩側(cè)的座椅空間（點n），數(shù)值仍然不高。

4.2.3 深度值（圖11）

11 出港層視線深度圖

（1）前部候機區(qū)，深度值大多在2.7～3.1 之間。較低的數(shù)值出現(xiàn)在中廳位置（點o），約為2.4；

（2）中部辦理區(qū)，面向陸側(cè)的大廳、值機島之間以及安檢通道后部區(qū)域（點p），深度值都表現(xiàn)得比較理想；

（3）后部候機區(qū)，數(shù)值呈明顯的增長趨勢，圖示由淺藍色逐步過渡到綠色（點q）。

4.2.4 整合度（圖12）

12 出港層視線整合度

（1）前部候機區(qū)，整合度分布較為均勻，并且數(shù)值較高（點r）；

（2）中部辦理區(qū)，如同深度值一樣，重要區(qū)域均具有良好的分布情況。不同點在于，值機島之間（點s）出現(xiàn)了最高值6.3，它也成為本層視線可達性最好的區(qū)域；

（3）后部候機區(qū)，最不利點均出現(xiàn)在端部的候機部分（點t）。

通過上述分析，歸納T3 航站樓4 個技術(shù)變量特征如下：

（1）連接度較低空間，大多出現(xiàn)在空側(cè)端部空間；

（2）控制度的峰值，通常位于局部放大空間；

（3）深度值以陸側(cè)為佳，隨指廊長度的增加，數(shù)值不斷遞增；

（4）整合度與深度值具有較強關(guān)聯(lián)性。

4.3 關(guān)系優(yōu)化

就蘭州中川機場T3 航站樓建筑方案，本文在空間定性圖解與視線定量標度的基礎(chǔ)上，運用連接度與整體度視域網(wǎng)絡(luò)散點圖對建筑內(nèi)部空間的節(jié)點與節(jié)點之間、節(jié)點與整體之間的關(guān)系進行綜合分析。散點圖反映了旅客通過局部空間連接性，感知整體空間通達性的能力。X 軸為連接度，Y 軸為整合度，R2是視域連接度與整合度的相關(guān)系數(shù)。R2≥0.5時，兩者呈正比關(guān)系。相關(guān)系數(shù)越高，則表示連接度與整合度的相關(guān)性越好。圖13 為蘭州中川機場T3 航站樓視域網(wǎng)絡(luò)散點圖，計算結(jié)果顯示R2=0.870，相關(guān)系數(shù)已經(jīng)十分接近理想值1。依據(jù)計算機模擬與分析，航站樓的使用者被比較有效地組織到視線網(wǎng)絡(luò)之中，有利于快速、全面地掌握T3 航站樓的整體空間關(guān)系。

13 T3航站樓視域網(wǎng)絡(luò)散點圖

盡管T3 航站樓視域分析結(jié)果相對良好，但對出港層視線定量標度具體描述（4.2 節(jié)）分析而言，仍存在如下問題：（1）前部候機區(qū)，由于指廊較短，各項參數(shù)整體分布均勻。僅座椅空間表現(xiàn)不佳，參數(shù)值較低。（2）中部辦理區(qū)，大廳、值機島之間以及安檢通道后部空間的各項參數(shù)均為本層最高值（深度值相反），達到了比較滿意的效果。面向空側(cè)值機島，是本區(qū)域較為薄弱環(huán)節(jié)。（3）后部候機區(qū)，隨著指廊長度的增加，端部候機空間的視線可達性顯著降低。

針對上述分析，本文提出以下優(yōu)化措施（圖14）：（1）前部候機區(qū)端部座椅空間各參數(shù)不佳問題。主要通過線性空間的序列組織進行。在入口空間顯著位置設(shè)置導(dǎo)向標識，接續(xù)景觀空間與開放節(jié)點，最終在座椅位置設(shè)置位置標識。（2）中部辦理區(qū)值機島空側(cè)的視線組織是主要問題。在值機島中部利用景觀空間對旅客視線進行引導(dǎo)，再結(jié)合位置標識進行組織。（3）后部候機區(qū)可達性問題。相較于前部候機區(qū)，后部候機區(qū)空間更長，在線性空間序列組織的手法下，最重要的是在端部座椅位置利用景觀空間、商業(yè)空間這樣的動態(tài)節(jié)點，將旅客的視線進行引導(dǎo)。

14 出港層關(guān)系優(yōu)化結(jié)果示意（2-14繪制：李欣，成輝）

5 思考與啟示

通過上述空間句法理論研究、視域分析方法操作、實際案例具體應(yīng)用，本文研究了關(guān)系圖解的視線分析方法。該方法以人眼觀察為視角，探討了一種客觀、理性、動態(tài)的視線分析方法，從而探索了旅客在空間中運動的規(guī)律以及相互交流或感知的規(guī)律。研究中得到以下思考與啟示：

首先，轉(zhuǎn)變設(shè)計師視角為使用者視角的空間設(shè)計理念。以往的航站樓建筑設(shè)計多以設(shè)計師視角為主判斷空間布局，造成空間布局主觀、隨意，空間利用率低下。缺乏站在使用者即客體視角，進行空間布局。本文正是基于客體需求，以人眼高度判斷人對空間的需求，切入空間設(shè)計。

其次，航站樓空間視域的定性與定量分析。空間圖解是對建筑空間這一客觀存在的分析，是分析的基礎(chǔ)，是對空間的定性判斷與分析，研究對象為航站樓建筑內(nèi)部空間本身。視線標度是分析的過程，是將人的因素介入空間，通過4 項技術(shù)變量將人的行為模式需求引入建筑內(nèi)部空間，核查空間布局的合理性，是采取數(shù)學(xué)方式的定量分析。關(guān)系優(yōu)化是分析目的，是基于定性空間圖解與定量視線標度基礎(chǔ)上的空間設(shè)計改進建議。

最后，計算機模擬在方案階段應(yīng)用的重要性。在方案創(chuàng)作階段，采取計算機模擬視域分析方式，可輔助建筑師優(yōu)化空間布局。方案建成后，可對使用者采取主觀問卷調(diào)查，采訪視域感受，反饋空間布局問題，為下一步優(yōu)化提供基礎(chǔ)。相較于使用后的主觀問卷，計算機模擬結(jié)果在方案創(chuàng)作階段能夠提供相對客觀的空間布局優(yōu)化建議，為空間設(shè)計的敲定奠定基礎(chǔ)。

航站樓視域分析不僅能夠?qū)秸緲强臻g使用者的全方位觀察進行分析，同時能夠使用數(shù)學(xué)的方法客觀模擬航站樓空間使用者的體驗，為建筑師提供空間改進的依據(jù)，提升使用者服務(wù)體驗，提高航站樓使用效率，是對樞紐機場航站樓建筑設(shè)計理論與方法的有益補充與完善。□