基于光照需求的老舊小區公共空間更新設計研究

■孔 帥，何 理，張鵬飛，王藝淳

改革開放四十多年以來，我國的城市人居環境品質與人民福祉水平提升巨大。曾經為滿足城鎮化居住需求而興建的大量社區，卻因無法緊跟時代發展而逐漸老破、陳舊與落后，并隨之產生了光照資源分布、功能設定與居民需求不匹配，公共管理與空間服務不合理等問題，使得受眾在公共空間自發改造空間結構、破壞環境肌理，“爭奪”“占領”光照區域等違規現象屢禁不止[1]，對老舊小區公共空間更新、改造等民生工作、工程有效推進造成了極大阻礙。天津作為中國北方較為典型的老齡化城市，存在著數量較多的老舊小區。其公共空間普遍有著房屋集聚亂建、基礎設施老舊、景觀環境臟亂、功能空間無序等問題，又因區內各地塊光照環境品質的參差不齊，使得各項以光照需求為核心的公共活動難以開展，人群活躍度因此降低，公共空間也變得愈發冷清[2]，削弱了居民對小區的認同感與歸屬感。陽光作為一種人類生存極度依賴的自然光源，既滿足著人與自然節律相適應的需要，也對空間環境的功能、形態以及用戶行為起著重要的引導、塑造作用[3]，是老舊小區環境更新與改造所需參考的重要因素。基于上述背景，研究將對老舊小區公共空間的自然光照資源的時空分布與居民行為特征信息進行搜集與剖析，從環境設計角度探尋老舊小區居民基于各類公共空間尺度、形態、界面的光照需求邏輯以及利于合理分配、精準優化光照資源、營造優質光環境的設計原則與應用策略，達到緩和居民空間行為沖突，高效、可持續地促進城市老舊小區的環境更新與活力喚醒，為建設和諧、生態、宜居的家園拓寬思路并提供實踐論證。

1 研究設計

1.1 樣地選擇與區域概況

根據《天津市老舊房屋老舊小區改造提升和城市更新實施方案》中針對全市城鎮范圍內建成年代較早、失養失修失管、市政配套設施不完善和小區服務設施不健全、居民改造意愿強烈的住宅小區實施改造的規定[4]。研究選取了符合上述文件規范與更新提升條件的本溪樓小區作為對象。小區位于天津市紅橋區，隸屬于咸陽北路街道，建成于1983年。小區的建筑本體與室外環境均年久失修、設施陳舊破敗，常住人口結構復雜且老齡化程度較高，具有典型的老舊小區特征[5]。研究所針對的公共空間多為存在于建筑實體空隙之間的開放、半開放場地，常以道路、廣場、花園以及配套公共設施所組成，是居民開展公共活動、文化交流，豐富日常生活的空間載體[6]。本溪樓小區的公共空間由于空間界面與“權屬”的混亂，加之部分綠化的遮擋以及物業管理的滯后，導致居民常會因個人光照需求對部分公共空間進行“肆意”改造，激化光照資源分配與利用之間的矛盾。隨著周邊高層建筑的不斷興建，亦在一定程度上壓縮了小區光照資源的時空應用范圍，使得居民的光照需求沖突更為顯著，違規占用、改造現象更為頻繁，形成公共空間更新的惡性循環。上述環境風貌與空間現象在建于20世紀80-90年代的天津市內住區較為典型[7]，相應的研究思路、方法與成果將具有積極的應用價值與社會意義。

1.2 研究計劃與方法概述

天津地處中國華北平原東北部，為溫帶大陸性季風氣候，四季分明，日照時數充足。光照資源的時空分布波動與光環境品質的優劣受季節、氣候影響較大。因此，研究將遵循上述光照特征，綜合采用實景勘測、行為注記、需求卡片、訪談觀察、問卷調研等方法[8-9]，客觀、詳實地記錄并梳理小區公共空間的自然光源照射時長、受光區域、光照強度、陰影面積等數據的時空波動，并將受眾人群的行為特征，如活動類型、范圍，持續時間，光照需求等信息內容轉化、映射為圖表，歸納其與空間的功能形態、公共設施、景觀綠化間的動態聯系規律與影響因素，精準地支持老舊小區公共空間更新設計決策的形成。

2 調研信息分析

2.1 空間光照資源現狀分析

通過對本溪樓小區公共空間的實景勘測與居民的問卷調研所獲信息可知，其光照環境分別受到了建筑、交通、場地、設施、綠化等因素的布局與形態影響，經整合后呈現出相應的三類光照效果（圖1）與光環境參數層級（表1）。其中A區位于朝向為東偏北60度的11、12號居民樓南側，其沿小區內主要交通道路而設，布局較為集中，與居民日常出入必經之處距離較近，加之周邊大齡喬木較少，無過多遮擋，居民實際可獲光照資源充分且可控，品質較高。B區位于朝向為東偏南30度的1、2、8、9、10號居民樓的西側，與住宅門窗界面視域有一定距離，易受其間眾樓房形體以及諸多間隔而布的大齡喬木陰影影響，居民基本可通過穩定途徑獲取中品質的光照資源。C區位于小區最南側，有著最好的光照朝向與時間段，但卻由于南側新建高層建筑的遮擋以及各類高大、茂密綠植與雜亂設施填充于其中，加之場地管理的不善，使得居民難以通過便捷、可行的方式獲得理想的光照資源。

表1 本溪樓小區公共空間光環境質量評測示意

■圖1 公共空間光照資源實景分布圖

研究基于所選區域的空間形態與光照資源分布特征，選取了易與周邊空間環境因素相互影響，光照資源分布與品質變化、對比較為明顯，具有一定代表性的空間范圍。隨后在2022年10月至11月近四周的每日三個時間段（7：00-11：00、11：00-14：00、14：00-18：00）進行實景勘測并應用軟件Shadow Analysis予以模擬驗證，獲得了晴朗天氣條件下研究區域的光照面積變化、質量分布、有效時長等信息，對其進行了規范量化與可視化（圖2）。將A、B、C三類空間的數據予以采集、比較、計算，獲得視覺詳情（圖3-圖5）與評測詳情（表2）。研究區域的光照信息模擬測算與實景勘測、問卷調研所得的結論較為吻合，即區域內光環境品質由優至差依次為A＞B＞C空間，基本符合節氣規律與居民光照認知。研究將基于此標準，探討其影響下的居民活動行為的時空特征與變化規律。

表2 A、B、C空間光照資源質量評價表

■圖3 A空間光照資源質量分布信息示意圖

■圖4 B空間光照資源質量分布信息示意圖

■圖5 C空間光照資源質量分布信息示意圖

2.2 居民行為類型與時空特征分析

2.2.1 類別特征

團隊基于所選區域和時間范圍的光照資源分布概況與質量評價，對居民的相應活動行為信息進行采集，將其歸納為3類活動需求與11種具體行為的數量占比和光照需求程度（圖6）。其中，生活類活動占比為62%，其涵蓋行為中除停車（光環境品質需求最低）外，其它行為對優異的光環境品質需求較強，排序依次為晾衣＞曬太陽＞種植（因植物品種的向陽需求差異產生較大變動）。娛樂類活動占比為23%，其涵蓋行為在良好的光環境品質下均可順利開展，需求程度排序依次為休憩賞景＞棋牌娛樂＞玩樂＞攜童。鍛煉類活動占比為15%，其涵蓋行為在欠佳的光照品質下不受過多負面影響，需求程序排序依次為器械運動＞散步＞遛狗。

■圖6 行為類別和光照需求程度圖

2.2.2 時間特征

隨著調研期間的白晝逐步變短，日照資源總量也隨之遞減，氣溫也因此降低。居民活動行為的時間特征也會產生相應波動。所獲行為信息主要發生在晴朗無風的時間段，呈現出如下規律（圖7）：①活動行為在上午9：00-11：00 達到當日第一個峰值，在下午15：00-16：00達到第二峰值，隨后數值呈下降趨勢，直至天黑，且在節假日和閑暇午后頻率增多，對光環境品質要求一般。②在工作日，生活類活動需求占比最大，娛樂類和鍛煉類則占比較小。尤其在7：00-11：00、14：00-18：00時間段內，需要高質量光照資源的行為發生率占比較高，主要為晾衣、曬太陽、種植。③在節假日，三類活動需求量均顯著提升，但生活類活動需求的占比則降低較多。可見隨著娛樂鍛煉行為的增多，加之受空間范圍、場地設施、活動時間、人流量等因素影響，居民對于行為發生時光照質量的要求會有所下降。④居民傾向于在上午進行曬太陽、晾衣、種植等光照需求較強的行為，而在中午陽光強烈的時間會選擇暫時回避，其他行為類型的頻率也同步降低。下午時間段內，娛樂類等光照需求較弱的行為增多。

■圖7 行為數量時間分布圖

2.2.3 空間特征

通過在研究區域內定點觀測，可得發生在A、B、C空間的各類行為數量（圖8），與行為總發生數占比和分布區域（表3）。從中可知：①在A空間內，4類生活類行為占比71%，受相鄰的主通行空間影響，以住宅樓單元門口為中心向外呈遞減、雜亂分布，屬于組織性較弱的基礎性行為；3類娛樂類行為占比13%，分布零散且變化范圍明顯，行為發生條件欠缺，空間需求的彈性變化顯著；2類鍛煉類行為占比16%，空間范圍跨度大，流動性強，行為發生條件欠缺，僅作為過渡空間。②在B空間中，4類生活類行為占比54%，分布集中，易受場地設施的引導；4類娛樂類行為占比35%，人群密集度高，行為沖突現象嚴重，行為發生條件較為單一、固定；3類鍛煉類行為占比11%，屬于過渡空間的停留性行為，行為發生條件不足。③在C空間中，2類生活類行為占比19%，活動發生范圍小，行為發生條件欠缺。3類娛樂類行為占比38%，分布隨意、零散，自主發生性較強。3類鍛煉類行為占比43%，行為發生意愿強烈，較A、B區域提升顯著，反映出C空間是鍛煉類行為的主要場地。

表3 行為數量占比與分布區域表

■圖8 行為數量空間分布圖

2.2.4 行為-環境矛盾分析

以晾衣、曬太陽、種植為主的生活類行為在環境影響因素中對光照質量要求最高。但因其不具備娛樂類、鍛煉類行為可時空變動的特點，具有范圍局限性且空間使用頻率較高，對光照以及場地特性的要求與依賴較強。停車行為在環境影響因素中對光照質量要求較低，但受距離、場地限制較多，空間使用頻率較高。休憩賞景、攜童、玩樂、棋牌等娛樂行為在環境影響因素中對光照質量要求一般，主要集中在B空間和C空間。因娛樂類行為本身空間流動性強，故在場地、設施等因素的影響下對于光照需求程度適中，空間使用頻率一般。器械鍛煉、散步、遛狗等鍛煉類行為在環境影響因素中對光照質量要求較低，受場地、設施、綠化、交通等因素的影響程度較高，空間使用頻率一般。其中，晾衣、棋牌、器械鍛煉等行為易受空間場地條件與光照品質變化的影響，其行為需求與規律較為動態，所涉及因素也較其他行為更為復雜?？梢?，流動性較強的通過性行為多需使用空間的道路交通屬性，對所需光照資源的適配準確度較低，相應的行為需求較少。而流動性較低的停留性行為多需使用空間的設施、綠化、視野等環境要素，對所需光照資源的適配準確度較高，易產生較為多樣的生活、娛樂行為與相關沖突。

3 居民行為與光照需求的矛盾層級分析

將居民活動予以行為注記（圖9）可知居民活動行為具有明顯的趨光性和時空波動特征。結合其行為影響因素與光照環境現狀（表4）可見如下詳情：在A空間（光照品質優異），晾衣行為（光照需求高）發生頻率較低且停車行為（光照需求低）發生頻率高；可整合不同行為特性，區分基礎性與自發性活動的光照需求，以時間、空間特征來細化功能服務。在B空間（光照品質良好），晾衣行為（光照需求高）、停車行為（光照需求低）發生頻率較高且休憩賞景、攜童、玩樂（光照需求中）行為發生頻率較低；可合理地設定停車范圍、充電條件以及遮蔽設施，將停車行為的邊界予以強化，時間予以錯峰，使區內的光照、場地資源得以安全、高效、優化的被利用。在C空間（光照質量差），曬太陽（光照需求高）、休憩賞景、攜童、玩樂（光照需求中）行為發生頻率較高，遛狗、散步、器械鍛煉行為（光照需求低）發生頻率較高。應通過修剪遮光綠植，更新綠化與活動設施以提升大部分區域的光照資源與品質，營造行為矛盾較弱的活動空間組塊。可見，上述行為現象與居民的光照需求存在顯著差異，故需在空間更新之初，剖析受眾的光照需求層次與行為活動間的動態聯系與矛盾層級，理解影響因素的主次、從屬關系，以充分尊重小區環境風貌與居民生活習慣為前提，考慮空間功能服務、光照環境特征、居民行為變化之間的能動性與平衡性，對受眾的行為、光照需求進行靈活引導，秉承實事求是、因地制宜、經濟可行的標準提煉設計原則，運用更為多元、分層、融合、細化的設計手法，調控光照質量，緩解行為矛盾，提升居住品質。

表4 研究區域居民行為需求與光照環境對比表

■圖9 研究區域居民活動行為注記示意圖

4 更新設計原則解析

4.1 光照優先性

應著重分析區內居民的行為特性與光照需求等級以及光照資源的時空特征的矛盾程度，對需求最為旺盛、矛盾最為激烈之處的光照資源與功能用地進行時空優化配置，將行為類型與發生頻次進行協調設定、精準劃分，挖掘居民行為與光照需求優先滿足的環境優劣因素與營造方法，盡可能在光照質量最好的區域規劃能夠滿足居民最強光照需求的功能空間，并以此為資源中心，對各處“光圈”進行有效串聯，從而緩解人—人、人—地沖突的主要行為矛盾。

4.2 空間整體性

應充分認識到區內空間的動靜分區與人車流線堆疊、混亂等規劃問題對居民的活動行為約束顯著，使得光照資源的供給現狀與居民行為的光照需求難以協調。為此，應基于空間環境的現狀條件、更新潛力與居民的行為習慣，在形態為點狀、線型、面域空間內構建具有較高可達性與行為復合性的功能結構與活動層次，最大化地減少居民活動行為的割裂性與對立性，多以植入式的改造手法為主，為使用者提供更為多元、有序、整體的社交環境[10]，從而動態化地實現居民行為、場地功能與光照需求的平衡，漸進提升周邊環境品質。

4.3 邊界共享性

應遵循區內空間功能、受眾主體、活動類型、時空行為多樣化、動態化的特征，從橫向完善功能服務的層級與彈性，縱向優化場地邊界的復合條件與共享契機，著重以光照資源與需求的時空變化視角統籌居民活動行為，植入利于柔化邊界節點，具有領域分隔特性的環境要素[11]，使其在時空狀態下符合居民的行為差異，減少行為沖突，營造良性的互動氛圍，激發居民開展、參與活動的熱情，增強空間歸屬感。

4.4 尺度適用性

應基于區內外“生活圈”的“單位”尺度標準，在宏觀尺度上以道路為圈界、區塊為定點、活動為載體，平衡時空范圍內居民行為與空間服務、設施配套的應用條件與互助關系；在微觀尺度上對區內各功能空間實際行為發生的時空分布、光照、設施條件進行深化設計，使其更為親切、舒適、包容，提升居民在此空間的行為便利度與情感滿足度，從而緩解區內負面的環境因素與需求滿足受限間的矛盾。

5 更新設計策略應用

5.1 復合型街道空間——功能融合與光照適配

復合型街道空間多指分布于街道兩側以及部分單元樓（尤其坐北朝南向）前的空間形態類型。其屬于天津老舊小區的典型空間環境，有著良好的交通可達性、視野開闊性與空間活力度，詳見于研究區域內的A空間。經調研所示，空間內光照資源充足，人群流動性較大，居民自發性地種植行為普遍。同時，晾衣行為需求顯著，但區域面積與功能設施不足。上述現象多為天津老舊小區初始規劃與當下發展的空間功能與行為需求矛盾的普遍特征。為此，需基于小區內部公共空間的實際光照程度與場地變量，對光環境現狀進行靈活調整，統籌功能矛盾的沖突與光照需求的適配度，分析各類行為發生條件與光環境品質的聯系與比對，設定不同功能的設施組合，優化其介入場地，便捷服務受眾的路徑，從而實現空間的功能條件、需求層次與流線分布的復合布局。以A空間為例，可將適合于各種人群類型與行為需求尺度的多樣化模塊形體進行拼接，形成設施主體[12]，將座椅與盆栽的配套組合相融，置于臨街處。此外，可在一樓外沿窗戶之間設置可伸縮晾衣與非機動車停車組件，發揮其合理晾曬衣物、有序停放車輛的積極作用，替代居民自搭自建、交叉占地的種植、晾衣與停車“工具”。上述策略協同發力，營造了多處功能復合度與資源匹配度得到極大提升的線狀空間（圖10）。既提升了光照利用率與流線便捷度，又降低了視野遮擋感，增強了停車規范性與交通安全性。從而使晾衣、曬太陽、種植等相同光照等級要求的行為與空間流線、設施區塊形成緊密聯系與資源互助，融合了空間的功能服務要素，減少了相關負面環境與行為的反復影響，緩解了高峰時期的人地矛盾與管理難度，為區內受眾帶來了良好的使用體驗。

■圖10 研究區域公共空間更新前后效果對比示意圖

5.2 靈活型邊界空間——場地互借與需求過渡

靈活性邊界空間的四周多被單元樓、道路、綠化區等功能區環繞，未被限定明確的使用需求，常見于天津老舊小區的樓間空地、邊界角落，具備群眾靈活聚集、短期社交的環境條件，但往往因功能形態不利于規整塑形而變為遺忘的角落。詳見于研究區域內的B空間。調研所示其間受建筑實體、高大綠植遮擋，光照時間與資源利用率不夠充分?？臻g內部均存在居民自由組織的娛樂類行為，無序性、趨眾性較強。易階段性侵占周邊的生活類行為用地、設施與光照，產生不易把控的行為沖突。上述現象在天津老舊小區的日常生活中出現頻率較高，其間問題也是公共空間更新過程中所遇見的通病。因此，可聚焦于空間的邊界與內部形態的有機變化的契機，通過分析光環境的品質與需求層次以及場地內行為發生場所的時空變化，對空間的功能類型予以精細設定與合理分配，實現區域尺度與功能的伸縮調整，充分利用行為引導的自發特性賦予空間彈性。以B空間為例，可將人群流動較大的邊界區域的形態、格局具體優化，利用場地原有的喬木與灌木進行區域分隔與流線劃分、連接，形成內部可固定聚集、外部宜動態分散的半圍合、過渡空間，活用種植行為、綠化鋪裝、實體路障對停車行為高發地界限予以強調指引，使其能夠在滿足低層次光照需求的基礎上，得到形體上的阻擋，視野上的通透，合理劃分車位，保證邊界安全與停車規范、便捷并與周邊環境、行為形成呼應。此外，還可依據光照資源分布特征設置晾衣設施分擔其余晾衣區的需求壓力，使其能夠錯峰利用有限的光照與場地資源，形成功能過渡區。在內部圍合區域設置可移動形態座椅，根據群體的行為需求變化自由拼接、便捷交流（圖10）。最終，串聯起居民小范圍、自發性的日常生活、娛樂行為并提升其空間體驗，能夠在一定程度上弱化原有功能區邊界的割裂感[13]。

5.3 開放型活動空間——場景聚焦與群體共享

開放型活動空間在天津老舊小區內常以社區公園、活動廣場、閑散空地等類型出現，不僅在功能區位、交通流線、服務范圍等方面具有一定優勢，而且多具有較好的光照環境與品質。調研所示的開放型活動空間多位于區內場地南端，以多處公共微花園的形式組合而成，可用面積較足，空閑場地較多，交通可達較好，有著多層次的光照資源與多形態的功能區間來滿足居民各式各樣的休閑活動。但由于物業管理不善、設施更新不利以及附近高層建筑遮擋等影響，使其難以在各個時段高效利用自身高品質的光照資源，造成了場地功能與場景活力的持續弱化，進一步阻礙了空間為受眾提供良好的行為引導與服務品質的可能性。因此，可基于區內樓層低、植被密、視野闊的環境特征，集中對區內的垂直空間層次與原有空間流線進行改變，發揮如天橋、長廊、棧道等構架形式的功能特點，積極地與區內不同的空間界面相融合，為共享更為豐富、優質的光照場景帶來更多可能。以C空間為例，可著重恢復、凸顯光照的資源優勢，聯動利用綠化條件現狀，規范、豐富空間形態、設施類型，強化空間功能，聚焦場景體驗，細化親人尺度，完善用戶感受?？稍趨^域南側被高層建筑與高大綠植遮擋而導致光照資源缺乏的場地設置二層平臺與公共設施，在東西方向上分別設兩個出入口，西邊為無障礙緩坡，東邊為旋轉樓梯，作為不同人群行為流線與活動節奏的區分。在西側內部安置兒童滑梯與花園內原有的沙坑結合，滿足攜童、玩樂所需的環境條件。在東西側的兩個平臺上設置趣味性座椅組合，滿足居民的休憩賞景、曬太陽等利于開展社交的行為。在光照時間相對充裕的西側設置半環形座椅與部分體育設施，用于適當吸引、分流一些短期的生活、鍛煉類行為。中心區域的原有環狀花壇改造為可供居民自由開展群體聚集、圍觀活動的寬闊廣場，周圍設置促進居民休憩、娛樂、社交的設施與綠化，將其高品質的光照資源充分利用，增強行為之間的友好過渡與融合[14]。在邊界處可設置環狀慢跑道路并修剪、移栽道邊綠植，削弱雜亂的綠化與陰翳的遮擋，形成節奏井然的明暗光影的效果，從而完善區內流線循環，促進居民鍛煉行為的便捷、有序開展（圖10）。

6 結語

隨著城市發展之勢加速由“增量規劃”向“存量規劃”轉化，老舊小區公共空間更新正逐步變為民生工程、人居環境建設的主要載體。對其更新設計進行探究將是回歸以人為本，正視居民在地生活訴求，關注微尺度的空間重構，多維度地協調人—人、人—地矛盾，提升區內環境品質與空間活力的關鍵議題[15]。本研究通過剖析老舊小區空間功能、光照資源的布局現狀與居民的活動需求、時空行為特征間錯綜復雜的聯系，以關注受眾行為差異、優化光照資源質量、協調光照需求矛盾為出發點，對區內的交通流線、場地空間、公共設施、景觀綠化采取了有的放矢、精準施策的更新改造，構建了更具在地性與識別度的環境風貌與行為情境，較大程度地整合了居民的活動訴求，由點及面地提高了居民參與空間營造的積極性，激活了消極公共空間的生命力，給人們的日常生活帶來了高質量、可持續的環境行為體驗，增強了空間認同感與歸屬感。

誠然，在老舊小區發展、更新的過程中，公共空間作為復雜人事關系的可見載體，必定還會在人與環境層面不斷出現具有特殊性與差異性的問題[16]。設計者不僅需在混雜、變換、流動的日常生活環境中捕捉、剖析人地矛盾并完善認知，還要思慮極其頻繁又相當異質的使用需求，從而在不確定性的環境-行為中探尋較為確定的設計因素。研究所涉更新設計策略以空間的整體光照條件與功能語境為考量，局部光照區域的調研、觀測、分析為依據，通過驗證光照環境、活動場地與居民行為心理的動態變化規律，整合出靈活、精準的平衡各類居民在不同空間類型中的光照需求與空間利益的更新策略。這些策略能夠更為廣泛、便捷地應用于相同類型的老舊小區公共空間的更新改造中，為城市更新的可持續發展，提供了一種更為多元、深層的研究參考與實踐思路。