中國夏熱冬冷地區傳統街道界面形態特征量化研究

李 義 周 鈺 羅思楊

街道空間的形成依賴于兩側建筑界面與街道底界面的圍合，因而街道界面形態對街道空間的塑造起著重要作用。我國夏熱冬冷地區①歷史文化遺存極多，住建部自2003年伊始公布的“歷史文化名鎮”在全國范圍內形成以長三角與四川盆地為主的兩個分布區域均位于該氣候區[1]。近代以來，夏熱冬冷地區城鎮經濟發展迅速，并逐步形成了以上海、江浙、湘鄂贛及川渝為主的長江經濟帶。一些城鎮在迅速發展過程中，大量傳統街道遭到破壞，發展與保護的矛盾極為突出[2]。因此，通過量化研究厘清夏熱冬冷地區傳統街道界面形態特征，為傳統街道的保護更新與當代城鎮街道的建設提供理論與技術支持顯得尤為迫切。

1 研究背景與研究樣本

1.1 研究背景

西方學界對街道形態的研究開展較早。自19世紀末出版的《城市建設藝術》而后，《城市意象》、《美國大城市的死與生》、《交往與空間》及《偉大的街道》等具有廣泛影響力的著作均揭示了街道的重要作用。街道的量化研究自20世紀80年代逐漸興起，較具代表性的為比爾·希利爾（Bill Hillier）等提出的空間句法理論及技術；以及斯蒂芬·馬歇爾（Stephen Marshall）所提出的路徑結構分析理論[3]；同時，也有荷蘭學者以街道網絡密度作為主要量化參數描述城市形態，并組合容積率、建筑密度、開敞度及層高四個參數對城市街區形態類型進行研究[4]。

我國學界近年來對街道空間的研究日益重視，涌現出大量研究成果（劉濱誼，2002；龍瀛，2017；徐磊青，2018）。而針對街道界面的量化研究也越加深入，并涌現出眾多量化參數指標，如界面密度、近線率及界面透明度等[5-9]。以我國傳統街道為對象的研究中，主要有如下三方面成果。其一，對某一特定傳統街道展開研究（莊程宇，2007；吳強，2007；熊健，2008；李琳，2017）；其二，對某一城市或區域中傳統街道展開研究（扈萬泰，2008；彭鵬，2010；李翅，2014）；其三，就傳統街道的更新設計進行宏觀策略探討（余翰武，2008；陳雪容，2012；李玲玲，2014）。

總體來看，現有研究較少涉及傳統街道界面形態特征，更遑論某一地區的研究。因此，厘清夏熱冬冷地區傳統街道的界面形態特征及典型類型，為傳統街道的保護更新及城鎮街道建設提供理論依據是當下亟待解決的問題。

1.2 研究樣本

本研究選取由國家住建部評選公布的歷史文化名鎮中的街道作為研究樣本，其評選標準較為權威。針對傳統街道而言，無論是國家政策[10-11]與城鎮化進程[12]，還是理論研究[13-15]及規劃實踐[16-17]探索，均在2007年前后出現較明顯的拐點。在2007年之后，我國城市建設從增量擴張向存量優化進行轉型，對內城、舊城的更新改造增多，這對傳統街道的歷史風貌造成一定影響。在2007年之前入選的歷史文化名鎮因受到《文物保護法》等法律保護，在高速的城鎮化進程中很大程度上免遭破壞，保持了較高的原真性。能較早被評選為歷史文化名鎮亦突顯其代表性。因此，本文選取2007年及之前（2003、2005、2007）入選的前三批夏熱冬冷地區歷史文化名鎮中的主街為研究對象②。

2 中國夏熱冬冷地區傳統街道界面形態特征

2.1 傳統街道界面形態特征的量化測度方法

街道形態量化測度方法主要涉及城市形態、環境行為及空間認知等研究領域[18]。那么，在眾多的量化測度方法中，哪種方法可充分描述我國傳統街道界面的形態特征？針對人工規劃型街道而言，人對街道界面的心理認知最易被水平維度上的疏密程度與參差程度所影響[19]。亦有學者認為，就人的空間認知而言，街道空間形態中的界面形態、街道寬高比、界面高低錯落程度及天空開闊度對人的空間認知有著重要影響[20]。綜上所述，針對中國傳統街道而言，可認為街道界面的疏密程度與參差變化程度是其在水平維度上的兩個主要形態特征；街道寬高比可有效表征街道界面在垂直維度上的形態特征。我國傳統民居多為1～2層，高低錯落變化較小，因此街道界面的高低錯落程度與天空開闊度對傳統街道界面形態的表征意義較為有限。

街道寬高比（D/H）及界面密度的理論研究與實際運用均較為成熟。其中，街道寬高比是指街寬與建筑高度之間的比值關系。街道界面密度是指街道一側建筑沿街道投影面寬與該段街道的長度之比，其計算公式為[21]。在關于街道界面參差形態的量化測度方法中，已有學者基于“貼線率”算法的局限性，提出了“近線率”概念與算法，用以表征街道界面貼近或遠離街道邊界的距離[7]。但近線率算法僅適用于有明確街道邊界的人工規劃型街道，而我國傳統街道多為自發生長而成，該算法對此并不適用。

因此，論文提出“界面參差率”這一概念用以表征自然生長型街道界面形態在水平維度上的參差變化程度，在算法上以街道寬度的離散程度進行表征（圖1），其公式為：（Cv為變異系數；σ為街道寬度的標準差；μ為街道寬度的均值）。

圖1 界面參差率算法示意圖

界面參差率越低，則表明街道界面越平整，低至0時，表明街道界面無任何凹凸錯落；反之，界面參差率越高，則說明街道界面越參差不齊（圖2）。

圖2 不同界面參差率街道界面形態

2.2 街道寬高比特征

筆者對周莊古鎮等11個古鎮中的16條主街進行了實地調研測繪③。以相同間距選取10個點的寬高比數據進行計算再取平均值，具體算法見圖3。對未能進行實測的街道以網絡街景圖像導入AutoCAD進行計算。

圖3 傳統街道寬高比測度方式示意圖

已有研究認為，當街道寬高比小于1時，隨比值的減小會產生接近之感；當寬高比大于1時，隨著比值增大會產生遠離之感，當比值超過2時，會產生寬闊之感；當寬高比等于1時則產生勻稱之感[22]。因此，將研究樣本寬高比的量化結果以小于1、1～2之間以及大于2進行區分（表1）。

表1 街道寬高比分類統計

研究結果表明，我國夏熱冬冷地區傳統步行街道寬高比基本小于水街。就全部樣本來看，寬高比小于2的樣本約占76%。傳統步行街道寬高比小于2的樣本約占93%。基于蘆原義信等學者的研究結論，可認為我國夏熱冬冷地區大部分傳統街道寬高比可形成較好的空間圍合感。街道寬高比小于1的街道約占總樣本的32%，大多集中在東部地區，其比值多為0.7～0.9。寬高比在1～2之間的約占44%，大多集中在夏熱冬冷中部與西部地區，其比值多集中在1～1.5之間。寬高比大于2的約24%，以東部地區的傳統水街為主（圖4）。

圖4 各地區傳統街道寬高比占比

2.3 街道界面密度特征

早期學者通過定性研究認為街道界面的密集程度對街道空間的形成有著重要作用[23]。后經量化研究發現，街道界面密度大于70%是一條舒適宜人的街道不可或缺的要素[24]。從近年街道界面量化的研究中可發現，運用Google Earth取樣結合Auto CAD與Grasshopper進行量化測度是針對大量樣本計算街道界面密度時的可行方式[19-20]。

經量化研究，發現夏熱冬冷地區傳統步行街道界面密度多在85%～95%左右，水街界面密度相對低于步行街道，多在80%～85%之間（表2）。江南水鄉中的公共碼頭、私家碼頭及庭院等使水街界面豁口較多，界面密度相對較低（圖5）。而傳統步行街道大多用地緊湊，建筑密度較高，因而界面密度較高。總體而言，夏熱冬冷地區傳統街道界面密度較高，較強的空間限定帶來較為舒適宜人的空間感受。各地的傳統步行街道界面密度之間差異較小，而水街的界面密度則低于傳統步行街道。

圖5 周莊古鎮與楓涇古鎮水街界面

表2 夏熱冬冷地區傳統街道界面密度

2.4 街道界面參差率特征

在街道界面參差率的量化測度中，運用Google Earth對街道進行取樣，通過Auto CAD描繪街道界面及寬度等相關線。在此基礎上，以3m間距（民居面寬一般大于3m）對街寬進行取樣并在Grasshopper 中對數據進行統計，最后計算其界面參差率。

研究結果表明，夏熱冬冷地區傳統街道界面參差率基本小于60%，但各樣本之間差異較大（表3）。因此，將傳統街道界面參差率分為0～20%（參差變化較少）、20%～40%（參差變化適中）、40%～60%及以上（參差變化較多）三個區間，以期更好地描述傳統街道界面參差變化形態，并進一步探索不同界面參差率的街道是否存在地理空間分布規律。

表3 夏熱冬冷地區傳統街道界面參差率

由圖6可知，傳統街道界面參差率主要集中于20%～40%與40%～60%這兩個區間，在總體樣本中各占4成。江浙等東部地區傳統街道界面變化較豐富，近8成樣本在40%～60%這一區間。川渝等西部地區傳統街道界面變化程度適中，近6成樣本在20%～40%這一區間。湘鄂贛等中部地區界面形態變化較為適中，7成樣本在20%～40%這一區間，該區北側賒店古鎮與荊紫關古鎮的街道界面參差率較低，而與浙江交界的瑤里古鎮與上清古鎮的街道界面參差率較高。東部地區水街界面參差率較低，近7成樣本在0%～20%這一區間。可知，傳統步行街道的界面參差率往往高于水街。

圖6 各地區傳統街道界面參差率占比

3 中國夏熱冬冷地區傳統街道界面形態類型及分布規律

3.1 街道界面形態類型區分

夏熱冬冷地區傳統街道界面形態特征既有共性，亦有差異。綜合上述量化參數測度結果，運用SPSS對研究樣本進行聚類分析，可得四種主要類型。其中淳溪古鎮與上清古鎮老街，以及西江古鎮、西沱古鎮、金刀峽古鎮與太平古鎮老街這6個樣本形成兩個小眾分支，綜合考慮樣本的整體分布，將其歸入近旁類型。

其中，A 類型傳統街道寬高比多在1～1.4之間，平均值為1.26；界面參差率在30%～45%之間，平均值為35.73%；界面密度為90%左右。B類型傳統街道寬高比多小于1，平均值為0.98；界面參差率基本大于45%，平均值為51.32%；界面密度則多為85%～90%，平均值為88.68%。C類型傳統街道寬高比多在1.1～2之間，平均值為1.47；界面參差率基本在30%以下，平均值為21.33%；界面密度多在90%～95%左右，平均值為91.33%。D類型界面形態其寬高比基本大于2，平均值為3.17；界面參差率基本在85%以下，平均值為80.09%；界面密度多在20%左右，平均值為17%。

綜合三個量化參數對全部樣本進行三維空間分布分析，可知各類型樣本均呈現出極強的聚集性，表明基于SPSS系統聚類分析所得結果較具合理性（圖7）。

圖7 各類型傳統街道界面形態分類

3.2 街道界面類型的空間分布規律

基于研究樣本的類型區分，進一步探索其地理空間分布規律。夏熱冬冷地區自東向西涵蓋范圍較廣，大體可分為江浙滬等東部地區、湘鄂贛皖與河南等中部地區及川渝貴與廣西等西部地區（圖8）。其中，東部地區可分為傳統步行街道與水街兩種。

圖8 夏熱冬冷地區傳統街道界面形態類型地理空間分布

據分類結果可知，A類型中一共有22個樣本，其中6成處于西部地區，東部與中部地區各占2成左右；B類型樣本數量亦為22個，近七成為東部傳統老街，其次為占比2成的西部老街；C類型中共15個樣本，以中部老街為主，占比4成；其次為西部老街，占比約3成，東部老街與傳統水街則各占2成與1成；D類型共11個樣本，均為東部地區傳統水街（圖9）。

圖9 不同類型傳統街道各地區占比

將研究樣本按不同地區進行三維空間分布分析可得圖10?？芍獤|部地區水街呈現出極強的聚集性，表明其街道界面形態特征相似性極強。東部地區及西部地區傳統街道亦呈現較強的聚集性，僅有少數其他地區街道界面形態與其相似，其界面形態特征相似性較強。而中部地區相對樣本較少，其聚集強度雖不似其他地區那么強，但仍有過半樣本聚集在同一區域，亦表明該地區傳統街道界面形態特征具有一定的相似性。

圖10 各地區傳統街道三維空間分布圖

4 研究結論

本文在明確量化參數與測度方法的基礎上，對我國夏熱冬冷地區傳統街道界面形態特征進行了量化研究。研究結果表明，夏熱冬冷地區傳統街道界面密度多在80%～95%之間，可形成邊界清晰的街道空間。各地區界面參差程度各異，東部地區界面參差率多在40%～60%之間，中西部多在20%～40%之間，東部水街多小于20%。街道寬高比多在2以下，江浙等東部地區街道寬高比較小，多在0.7～0.9之間；中西部地區相對較大，多在1～1.5之間。

基于量化研究，運用SPSS對研究樣本進行系統聚類分析發現，夏熱冬冷地區傳統街道存在四種典型的界面形態類型，且在地理空間分布上存在規律。其中，A類型多分布在夏熱冬冷西部地區，其街道界面形態特征為寬高比、界面參差率均較為適中且界面密度較高。B類型多分布在東部地區，其街道界面形態特征為寬高比較小、界面參差變化豐富且界面密度較高。C類型的分布聚集性稍弱于其他類型，主要分布在中部地區，其界面形態特征為寬高比適中、界面參差變化較少且界面密度極高。D類型均為東部地區水街，其街道界面形態特征為寬高比大、街道界面平整且界面密度相對較低。

以上結論揭示了我國夏熱冬冷地區傳統街道界面形態的特征及其分布規律，可為傳統街道的保護與更新提供理論與技術支持。后續研究可進一步探索傳統街道界面形態內在的形成機制與影響要素，并轉化為設計方法，為街道建設提供更為直接的助力。

資料來源：

文中圖片均為作者自繪或自攝。

注釋

① 我國夏熱冬冷地區包括上海、浙江、重慶與湘鄂贛全境，江蘇、安徽與四川大部，陜西、河南南部，貴州東部，福建、廣東、廣西北部與甘肅南部的部分地區。

② http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/200611/t20061101_157345.html。

③ 筆者實地調研的11個古鎮街道為：周莊古鎮中市街與南市河水街、同里古鎮明清街與陸家埭水街、西塘古鎮西街與西塘市河水街、烏鎮西柵大街與西市河水街、淶灘古鎮順城街、雙江古鎮正街、楓涇古鎮北大街與水街（清風橋至泰平橋）、周老嘴古鎮老正街、七里坪古鎮長勝街、興坪古鎮老街。