基于空間句法的濱海防災公園空間效能研究
——以煙臺市濱海廣場為例

李思穎 LI Siying 陳澤胤 CHEN Zeyin

1 研究背景

城市防災避難空間是為公眾提供安全避難的場所空間[1]，其中，防災公園是城市重要的防災基礎設施[2]，其空間效能影響著防災功能的發(fā)揮和防災效率。目前，我國對防災公園的研究主要集中于防災公園的建設指標、選址適宜性等方面，分析方法以定性描述為主；但對災時防災公園內部空間組織方式的合理性缺乏相關探討[3]。空間句法是空間量化分析的理想工具，被廣泛應用于街道、建筑和城市公共空間等相關領域的研究中[4-5]。本研究針對濱海防災公園空間效能評估問題，創(chuàng)新性引入空間句法理論以建立更加全面的定量模型；并采用平災結合方法以契合人群避災的兩個階段，為后續(xù)的防災公園設計和改造提供科學建議。

2 研究區(qū)域概況

近年來，煙臺主城區(qū)內大量公園與廣場被改造為防災避難場所，但從布局角度來看，存在配置不均衡、服務水平低等問題（圖1）。作為濱海城市，煙臺的防災公園中約有20%臨近海岸，由于改造的不徹底性，空間組織及設施配置往往難以滿足需求，因此，探討現(xiàn)有防災公園避災效能的提升，具有重要意義。本文所研究的煙臺濱海廣場，便是不可或缺的濱海避災空間。

圖1 煙臺市防災公園大致分布示意圖

濱海廣場位于煙臺市中心沿海區(qū)域（圖2），2004 年起對公眾免費開放，成為人們休閑健身、文化娛樂、親水的城市級公園。公園的東、西、南三側被居住用地、商業(yè)用地和公共服務設施用地環(huán)繞，其中，南側為中心商業(yè)區(qū)，且附近有2 處醫(yī)療中心，醫(yī)療條件較好。

圖2 煙臺濱海廣場平面衛(wèi)星圖

廣場周邊多為老舊小區(qū)，居住人口密度大，且住宅區(qū)內部缺少臨時避難空間；周邊學校與綠地雖具有一定的避災功能，但規(guī)模較小，避災能力有限。濱海廣場的避災空間主要覆蓋煙臺山社區(qū)、海岸路社區(qū)、進德社區(qū)、東花園社區(qū)、民生社區(qū)、航院社區(qū)，且避災人群來向以南側、東側為主，恰好填補了濱海區(qū)域居民的防災需求，因此，提高其防災能力尤為重要（圖3、4）。

圖3 煙臺濱海廣場周邊避災設施分布圖

濱海廣場占地面積17 hm2，以綠地為主，廣場群、綠地群交錯分布。由于濱海廣場內建筑面積較大，依據(jù)人均2 m2的規(guī)劃原則，防災避險有效面積僅10.1 hm2，在災時僅可容納5 萬人。其內部空間形態(tài)和道路布局合理性較低，會削弱人們對空間的感知，甚至使其疏散和聚集能力不強，亟待進行深入論證和合理改造（圖5、6）。

圖5 煙臺濱海廣場交通流線圖

3 研究方法與研究框架

20 世紀70 年代，希利爾（Bill Hillier）教授率先提出了空間句法理論。這是以幾何拓撲學為基礎，將復雜空間形態(tài)進行量化分析的一門技術[6]。它強調空間之間形成的拓撲關系，認為空間是遵循一定組織關系的離散系統(tǒng)[7]。空間句法方法能夠用具有差異性的空間形態(tài)分割方法來量化研究空間，進而將整體空間分割為可感知的小尺度空間，并研究空間內部及其之間的組合關系。

圖4 煙臺濱海廣場周邊住宅分布圖

本次研究利用基于空間句法的Depthmap 軟件，采用軸線模型與視域模型（VGA）方法進行分析，并對應人群在防災公園中避災的兩個階段，即：人群從災害風險區(qū)域轉移到入口的階段，以及人群從入口進一步快速疏散到防災公園中的棚宿區(qū)等功能性區(qū)域的階段。軸線模型可以較好地判斷空間的軸線拓撲關系，并分析宏觀層面的外部聚集和疏散；視域模型能在微觀層面分析濱海廣場防災空間的內部組織的疏散避災效率。在建模前，利用AutoCAD 軟件繪制契合兩類模型需求的平面圖，并注重將建筑物、水體、灌木林地等無避災能力的空間及沿海受海水影響的空間排除在建模范圍外。

結合濱海廣場空間的功能特點及空間句法的參數(shù)特性，重點選取連接度（connectivity）、整合度（integration）兩項指標，并基于個體建模（Agent-based modelling），建立完整的分析框架（圖7）。其中，連接度用以分析空間系統(tǒng)內部及之間的疏散情況；整合度可分析空間系統(tǒng)內部及之間的可達性與聚集性。本文采用平災結合的分析方式，分別分析平時的使用效能及災時的使用效能，兩者加以比較，更契合防災公園平災結合的特征。

圖6 煙臺濱海廣場日常功能圖

圖7 研究技術路線圖

4 基于空間句法的防災空間效能分析

4.1 外部可達性分析

外部可達性側重于人群從災害空間轉移到防災公園入口階段的便捷性，可利用軸線模型及整合度、連接度指標進行分析。由于不存在平時與災時道路層面的差異，本階段不探討平災結合理念。

（1）整合度反映空間系統(tǒng)中某一空間在整體中的中心性。空間的整合度越高，可達性就越高，中心性也越強，越容易集聚人流；在避災空間中，意味著容易到達與轉移。由圖8可以看出，濱海廣場南部整合度較高，而濱海廣場周邊整合度一般。這表明其周邊人流聚集性不高，即濱海廣場整體偏離其防災服務區(qū)的整合中心，可達性不足。

圖8 濱海廣場全局整合度分析圖

（2）連接度是指空間系統(tǒng)中任意節(jié)點與之相連節(jié)點的個數(shù)；系統(tǒng)的連接度為系統(tǒng)中所有節(jié)點連接度的總和。空間的連接度越高，滲透性越好；在避災空間中就意味著效能高，易于疏散。由圖9 可以看出，濱海廣場遠離滲透度高的道路，故災害時難以發(fā)揮疏散效能。

圖9 濱海廣場連接度分析圖

（3）利用Depthmap 建立局部與整體空間之間的協(xié)同關系，進而判斷空間的可理解度及整體與局部的融合度。研究采用半徑為3 的局部整合度與全局整合度作散點圖，發(fā)現(xiàn)R2＞0.5，意味著兩者協(xié)同性偏低，對應急疏散有一定的負面影響（圖10）。

圖10 濱海廣場協(xié)同度散點圖

4.2 內部可達性分析

4.2.1 連接度分析

濱海廣場的平災差異（圖11、12）在于：部分平時不向公眾開放的公司內部通道、觀光專用通道和出入口在災時會應急打開，原東西兩側出入口也會將臨時路障裝置移除，并開放另一主入口F，以便避災人群的轉移。

圖11 濱海廣場平時連接度圖

災時整體可達面積比平時更大，通過建立連接度分析可知：在所有空間中，A 空間的平災連接度均最強，公園人群在避難時較易疏散于此；而其他空間的滲透性較低，防災空間效能整體偏低。

西側區(qū)域建筑密集，避難空間破碎，連接度與辨識度更差，無法作為防災空間使用；B 草坪綠地本可作為應急棚宿區(qū)，但其內部道路彎曲度高，缺乏主通道，導致疏散效果較差，且主入口過于狹窄。

4.2.2 整合度分析

通過建立全局整合度、局部整合度與協(xié)同度分析（圖13、14），可以看出：災害發(fā)生時，主要避災空間A、B 的全局整合度比平時高，局部整合度低，且協(xié)同程度較低。這說明空間的整合程度存在較大差異，空間避災效能差異大，且主要體現(xiàn)在東西差異，即西部建筑區(qū)整合度極低，東部廣場活動區(qū)整合度較高。

圖12 濱海廣場災時連接度圖

圖13 濱海廣場平時全局整合度與局部整合度關系圖

圖14 濱海廣場災時全局整合度與局部整合度關系圖

圖15 濱海廣場平時人群活動分布模擬圖

圖16 濱海廣場災時人群活動分布模擬圖

具體來看，北部沿海帶狀空間的整合度最高，人群災時避難易于聚集于此；但由于該區(qū)域濱海，為避讓海水漫灌，大部分無法作為避災空間。其次，A 空間的整合度較高，可作為應急棚宿區(qū)；其他如B、G 這類面積較大、但不易到達和聚集的空間，防災性能較差，可用作應急停機坪，但無法作為應急聚集避難區(qū)。整個區(qū)域中，D—A 空間（即包括兩者間的通道空間）的整合度較高，是整個公園中最易于進入的空間，在更新中可擴大該空間，進一步提升整合度。

4.3 基于個體建模

基于個體建模，判斷平災時人群在濱海廣場內的活動軌跡，能直觀地反映避災人群的穿越活動和分布（圖15、16）。災時濱海廣場人群最易識別和聚集的空間集中在D—A—B和C 處。這是由于災時臨時空間和出入口開放，比平時的空間形態(tài)更為連續(xù)，但缺少了一處濱海聚集點，且西側區(qū)域內也未有明顯聚集和活動，形成了單軸D—A—B 的空間人群活動模式。其空間避災層面的不利體現(xiàn)在3 個方面：①A 空間作為中間節(jié)點，其強通行性削弱了防災聚集功能，更有可能作為通道型空間；②B、G 空間較為狹小且游樂設施、雕塑等遮擋物眾多，不方便人群開展避災活動；③南側面向住宅區(qū)的F 空間不方便人們進入，會對防災公園的空間效能產生負面影響。

可以看出，盡管濱海廣場在平時能以層次豐富的空間給游客以不同的體驗，但其中不連貫、不敞開的空間不利于災時人群疏散；且狹小的入口和不連貫的通道雖不會對平時的人群活動產生影響，但在避災時會影響人群的識別和聚集，使空間效能降低。

5 優(yōu)化策略

5.1 調整路網(wǎng)結構

經分析可知，濱海廣場避災效能較低的主要原因之一是道路為迎合平時游憩需求而較為曲折，缺乏主通道，影響了疏散功能。為提升南部居民區(qū)的疏散能力，建議在濱海廣場南側增設或拓寬5 個出入口，并對彎曲的游園通道進行統(tǒng)一梳理，形成兩條貫穿性較強的南北向道路（圖17）。該改造有助于提升A、B 兩處主要避災區(qū)域的避難能力，可促進人群在災害發(fā)生時優(yōu)先選擇新增的通道進行疏散，也能較好地組織起平時的游玩人流。

圖17 濱海廣場路網(wǎng)調整前后穿越度對比

此外，建議拆除西側建筑區(qū)的部分花壇和高大樹木，以可進入、不遮擋視線的草坪替代；并在預留建筑倒塌空間的基礎上保障歷史建筑前的道路空間與小型聚集空間，以此來同時保障平時的游憩需求與災時的避災需求。

5.2 改善空間節(jié)點形態(tài)

防災公園的功能對空間形態(tài)要求各異，空間避災功能安排一般集中于中心地帶，而邊緣空間在安排避災功能時存在局限性[3]。針對濱海廣場防災空間災時組織的不足，同時考慮平時活動的適宜性，本文選取兩處中心空間節(jié)點A1和 B1、一處入口空間節(jié)點F1和一處邊緣空間節(jié)點G1（圖18、19），提出改造建議。這幾處空間節(jié)點在整合度、連接度層面各有劣勢，具有一定的代表性；在改造后，可通過整合度和連接度的分析，進一步探尋改造的有效性。

圖18 濱海廣場節(jié)點空間調整前后整合度對比

圖19 濱海廣場節(jié)點空間調整前后連接度對比

（1）A1節(jié)點空間是主要的避難場所，需要容納來自多個方向的避災人群，目前可達性較高，已成為整合度和連接度的局部高點。其改造重點為：增設棚宿區(qū)和應急指揮所功能，同時增加東、南方向的滲透，并通過拓寬連接空間適當弱化其通行功能。

（2）B1節(jié)點空間原本可達性低，不適宜作為集散避難空間和防災通道，加之位于改造的主通道上，建議將該空間內均勻分布的花壇取消，以地面趣味鋪裝代替，提高其整合性和可達性，使其成為南側主入口進入的人群防災聚集的備選空間。

（3）F1節(jié)點原為以欄桿限定的入口空間，入口處人群的聚集度、疏散度較低，建議改變其狹長的空間形態(tài)，盡量敞開，便于人群疏散避災。

（4）G1節(jié)點空間是建筑前小廣場，布置有大面積花壇。該空間具有一定方向性，但優(yōu)勢未發(fā)揮，不利于人群的流動，應移除花壇以改變空間形態(tài)，在災時可以疏導人群流動，方便其作為避災轉移空間。

6 結語

由于目前對防災公園的空間效能分析缺少定量研究，本文重點從微觀角度入手，利用空間句法進行分析，為防災公園的空間布局提供改造思路，也為濱海防災空間的更新與效能提升提供微更新層面的參考。就本案例而言，濱海廣場不能滿足沿海老舊住宅區(qū)和辦公人員的避災需求，具有改造的必要性。分析得知其缺點集中在3 個方面，即：與城市聯(lián)系薄弱，聚集、疏散能力低，南側住宅區(qū)入口較少；廣場內的老建筑有效面積不足，整體穿越度低；廣場內部道路狹窄，避災空間碎片化，整體融合度和連通性較低。對此，筆者提出空間改造策略，一方面，通過空間句法分析人們使用空間的感知，調整路網(wǎng)結構；另一方面，通過合理配置耐火植物、增加設施等措施來改善空間節(jié)點形態(tài)，提高空間的防災效能。