基于时间利用活动分析的建筑功能分类

■ 孙文华 陈建国



基于时间利用活动分析的建筑功能分类

■ 孙文华 陈建国

【摘 要】目前，国内各省市统计年鉴中没有统一的建筑功能分类标准并缺少相关数据。随着国内居住建筑供过于求，传统工业建筑因为产业结构调整而需要被转变用途，建筑功能与城市空间之间的关系等研究极需大量相关的建筑功能统计数据。采用时间利用活动分析的方法，结合现有国内对建筑功能分类的标准，提出了较为基础的建筑功能分类体系，并以上海为例，通过相应建筑功能的地理分布来证实城市空间与建筑功能之间的对应关系。

【关键词】建筑功能；分类；时间利用；活动分析

孙文华，同济大学博士，经济师；陈建国，同济大学教授、博导。

0　引言

建筑功能是指建筑的实际用途，建筑功能相对于土地利用来说是不对称的，它只是土地利用的一部分，例如，一家零售商店可能位于居民区用地，这就不是简单的居住用途，容易与其真实用途相混淆。传统的土地利用是根据土地的形态、规模及区位来定义其用途的，但建筑功能则是根据其社会经济形态的实际需要来定义其空间用途。显然，建筑功能的变化要比地块的物理区位及土地容量变得更快，其实际用途更倾向于动态的实际变化，建筑功能是由每天在建筑里发生的日常活动决定的[1-3]。

随着科技发展，区位移动大数据的收集方式呈多样化，如GSM移动通信信号跟踪、WIFI数据、出租车的GPS导航系统、智能卡数据等，这些人们日常的移动数据成为研究城市内各个区域不同功能的重要数据基础或来源[4][5]。有研究者采用smartcard数据对新加城城市地区的人口移动进行数据分析，并把城市人口日常活动分为6类，即购物、工作、居家、学习、餐饮和社交。其中，社交包括娱乐、陪伴、信仰等，这些活动相对来说，持续性强、频率高及移动方式雷同[6]。但这种以移动数据采集并对场所的分类方式有局限性，缺乏普遍性，很难应用于日常的统计工作，特别是国内各省市的统计年鉴，都没有统一的、正式的建筑功能分类。

1　研究方法

1.1传统的人类活动分析方法

建筑功能为人服务，研究者同样以人的活动分析来研究建筑空间的分类，包括行为空间(Action Space)研究法，认为个人因素在其对外在客观空间结构的感知过程中起到了重要的作用，而其居住位置成为最重要的节点[7]。

日常活动分析法，指个体在24h中不断重复的、常规的、相对固定的活动，如上班、购物、餐饮等[8]。丹麦著名城市设计家扬·盖尔在《交往与空间》一书中将人的日常生活和活动大致可分为3种类型：必要性活动、自发性活动、社会性活动。必要性活动包括那些功能性的活动，如上学、上班、购物、候车、等人、出差、送邮件等；自发性活动则是指人们有意愿参与，并且在时间、地点允许的情况下才会产生的活动，如散步、呼吸新鲜空气、驻足观望以及坐下晒太阳等；社会性活动是指与人交往的活动，如工作交往、儿童游戏，人们互相打招呼、交谈、各类公共活动等[9]。这些活动对物质环境的要求各有不同。

人类活动分析法（Human Activity Approach），通过移动出行将日常活动在时间和空间维度上连续统一起来，突出出行行为与城市功能结构的相互影响；随着其理论和方法的日益成熟与深化，成为城市空间结构、城市规划和城市交通研究等领域的热点[10][11]。

综上所述，行为空间（包括活动空间）的分类和日常活动分类都是以个体行为作为研究对象，而活动分析法是在两者的基础上对个人行为与环境的相互关系进行研究。但以上分析缺少另一个重要的维度——时间维度。

1.2时间利用活动分类法

2014年3月，上海市统计局发布了《上海市民时间利用观念调查》的报告，上海市统计局社情民意调查中心利用12340社情民意电话调查专线，采用随机抽样的原则，在本市16周岁及以上常住市民中展开了一次专题调查，共获取有效问卷751份。调查结果显示，大多数受访市民表示时光流逝太快，要珍惜时间、遵守时间，在有限的时间中追求更美好的人生。除了睡眠之外，大多数上海市民的时间花费在照顾父母(26.5%)、教育子女(24.7%)、学习进修(17.7%)、锻炼健身(39.3%)、工作赚钱(64.6%)、做家务(44.9%)、娱乐休闲(57.3%)、旅游(20.8%)、做义工(2.4%)及实现爱好(11.6%)等10个方面。可见健身、工作赚钱、做家务及娱乐休闲是个人花费时间最多的活动。

以上调查中，虽然没有把睡眠作为一种活动，但按照日常活动的定义分析，所有的活动应当是在24h内不断重复的，除了8h必要的睡眠时间外，还有16h的活动时间允许个人进行分配，再除去8h工作时间外，即是个人的生活时间。因而，可以将人的日常活动按照时间阶段分为3类：一类是工作时间段的生存活动，是个人花时间赚钱的活动阶段，包括正常上班工作、加班及兼职等；一类是生理时间段的生理活动，是个人花时间调节身体与精神的必要生理活动，包括睡眠、用餐、个人卫生等；一类是生活时间段的精神生活活动，是个人花时间用于个人休闲娱乐的活动，包括学习、购物、做饭、照顾老幼、教育子女、视听欣赏、旅游和锻炼、探亲访友等，具体见表1所示。

2　城镇建筑功能分类

根据人类的日常活动，有研究者根据北京城市的空间分析，将城镇建筑功能分为13类，包括公共管理及社会组织、商业、学校、医院、办公楼、居住区、公司、工厂、金融、酒店、娱乐、体育、媒体图书及会议中心、通信、日常服务[12]。

建筑功能分类不是件小事，它需要非常熟知现实环境中的建筑环境及相关专业知识，以及表现出来的价值，这些专业知识无法单从书本上获得，而需要在不断实践中加以区分而得来[13]。

2010年6月，深圳为引入GIS系统发布了《深圳市标准化指导性技术文件——建筑物基本指标、功能分类及编码》[14]，把建筑物按照功能不同分为8类34种建筑。这8类建筑即居住建筑、商业服务业建筑、公共配套建筑、工业建筑、交通建筑、仓储和物流建筑、市政设施及特殊建筑（表2）。

表1　时间利用活动分类表

表2　深圳建筑功能分类表

以上分类概而全，基本罗列了深圳市的全部建筑，这些功能性建筑代表了深圳市自改革开放以来的各类建筑，深圳是我国改革开放的排头兵，也处于中国经济前沿，属沿海城市，很多建筑功能可能适用于深圳，但不一定适用于中西部其他城市。深圳市的建筑分类是从调查数据信息的角度制定，从实用性功能出发，但建筑分类单从建筑本身的用途考虑的话，对空间的设计标准及人类活动的考虑会有所欠缺。

国家住建部、国家质检总局发布《民用建筑设计通则》（GB50352—2005），对民用建筑的分类标准作出了具体明确的规定，居住建筑分为住宅建筑和宿舍建筑，住宅建筑分为住宅、公寓、老人住宅、底商住宅；宿舍建筑包括单身宿舍或公寓、学生宿舍或公寓。

公共建筑分为办公建筑、科研建筑、文化建筑、商业建筑、体育建筑、医疗建筑、交通建筑、司法建筑、纪念建筑、园林建筑、综合建筑11种。办公建筑包括各级立法、司法、党委、政府办公楼，商务、企业、事业、团体、社区办公楼等；科研建筑包括实验楼、科研楼、设计楼等；文化建筑包括剧院、电影院、图书馆、博物馆、档案馆、文化馆、展览馆、音乐厅、礼堂等；商业建筑包括百货公司、超级市场、菜市场、旅馆、饮食店、银行、邮局等；体育建筑包括体育场、体育馆、游泳馆、健身房等；医疗建筑包括综合医院、专科医院、康复中心、急救中心、疗养院等；交通建筑包括汽车客运站、港口客运站、铁路旅客站、空港航站楼、地铁站等；司法建筑包括法院、看守所、监狱等；纪念建筑包括纪念碑、纪念馆、纪念塔、故居等；园林建筑包括动物园、植物园、游乐场、旅游景点建筑、城市建筑小品等；综合建筑包括多功能综合大楼、商住楼、商务中心等。

从国家及深圳两种不同的建筑分类来看，深圳是根据不同建筑的实用功能区别来分类的，共8类，而《民用建筑设计通则》除了工业建筑外，对建筑功能有了细分，共13类。两者既有区别，又有相似之处，但从居民本身的活动空间来看，居住空间概念两者分类都较为明晰。

但从理论的角度来研究，由于人活动的动态变化，有很多建筑功能无法穷尽，所以这些分类仅仅是求大而全，而很难加以简单区分。

根据时间利用活动分类法，人的活动可分为生存活动、生理活动及精神活动。生理活动的场所围绕个人生理需要可以简单定义为居住空间，也就是居住建筑，但生存活动和精神活动的场所有交集，有些空间，既是工作场所，又是娱乐场所。为此，从分类的角度，可以按照另外一个标准，亦即参照香港公共建筑的方法，按照是否公益的角度，将其余建筑分为公共建筑和产业建筑，再按其实用功能分成细类（参照深圳的分类方法）（图1）。

图1　建筑功能分类图

3　建筑功能体量对区域性城镇职能的影响

学者们已经从不同的研究目的、尺度对区域系统的功能空间划分进行研究和探索，提出了空间功能的概念[15][16]。空间功能往往与区域职能有相关性。Burgess(1925)等提出的共中心理论认为，一个城市的形态特征表现在由几个不同功能性的区域组成，形成几个共中心环带，中央商务区、换乘区、工作阶层区、居民区以及上下班区。CBD由百货大楼，主要是办公楼、政府机关、银行、剧院及影院，以及价格昂贵的商店等组成。换乘区由贫穷的近期移民为特征；而工作阶层以低收入家庭及有限的消费为特征；居住区则由中层阶级家庭及新建筑和更大的居住空间为特征；而上下班区位于郊区、城市建成区之外，以上层阶级及昂贵的住房为特征[17][18]。

以上海市为例，以功能建筑面积统计分析作为区域性城镇职能的分类标准，采用系统聚类分析法，以商务服务业建筑占比为变量进行分类可以将上海各区县分为三类：一类为黄浦、静安、浦东；二类为长宁、徐汇、奉贤、普陀、虹口、闸北；三类为嘉定、杨浦、松江、青浦、崇明、闵行、宝山、金山。

根据上海市2011年统计年鉴，将各区域内的各类功能建筑量占比进行分析，静安、黄浦作为一类区域，办公楼面积占非居住建筑面积的46%以上；浦东新区由于2009年与原南汇区合并后，办公楼面积占非居住建筑面积的比例约为26%，但与商场店铺面积25%相加后，也超过了50%；而区别尤为明显的是青浦区，工厂建筑面积占非居住建筑面积的比例为73%，基本上第三类的区域工业建筑面积占比都较高。

为更清晰地显示各类产业类建筑在上海各区县的分布状况，采用Arcgis软件，将办公楼、工厂、商业商铺、仓库、医院及酒店等建筑的数据输入上海各区县的地图。用饼图的方式显示见图2。

根据图2，可以明显看到办公楼及商业集中在浦东新区、黄浦区、静安区、长宁区、徐汇区等城市市区。相对其他近郊区县，工业建筑占比相对比市区的建筑量较大。形成以“办公建筑”为主要特征的市中心为核心和以“工业建筑”为主要特征的郊区县为环绕的区域布局。

图2　上海各区县各类建筑功能地理分布的饼图分析图

4　结语

根据以上分析，时间利用活动分析法能够很好地将建筑功能进行相应的归类。随着国内城市蔓延所引发的负面问题日趋严重，建筑功能分类亦受到国内外研究者的多方关注。

建议国内统计年鉴能够注重建筑功能体量的统计数据，统一建筑功能分类的定义与口径，以为日后的政府建筑体量大数据研究提供支持，并能为研究者提供更为精准的研究数据。

参考文献：

[1] Rodrigue, J.-P., Comtois, C., & Slack, B. (2013).The geography of transport systems. London: Routledg.

[2] A. Ekholm,Fridqvist. A concept of space for building classification, product modelling,and design. Automation in Construction , 2000(9): 315-328.

[3] Chen Zhong.Inferring building functions from a probabilistic model using public transportation data.Computers,Environment and Urban Systems, 2014 (48) :124-137.

[4]Roth, C., Kang, S., Batty, M., & Barthélemy, M. (2011). Structure of urban movements: Polycentric activity and entangled hierarchical flows.PloS one,6(1), e15923.

[5] Yuan, J., Zheng, Y., Xie, X. (2012). Discovering regions of different functions in a city using human mobility and POIs. Proceedings of the 18th ACM SIGKDD international conference on Knowledge discovery and data mining (pp. 186-194). Beijing, China: ACM.

[6]Chen Zhong..Inferring building functions from a probabilistic model using public transportation data. Computers, Environment and Urban Systems, 2014 (48): 124-137.

[7]HortonFE, Reynolds DR. An investigationof individualaction spaces: Aprogress report [J]. Proceeding of the Association of American Geographers,1969(1):70-75.

[8]Rodrigue, J.-P., Comtois, C., & Slack, B. (2013).The geography of transport systems. London: Routledge.

[9]扬.盖尔(丹麦),何人可译.交往与空间[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[10]王雅村.城镇居民时间预算研究[J].中国社会科学,1991(2):197-212.

[11]王雅村,董鸿扬.闲暇社会学[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社,1992.

[12]Guangjin Tian, Jianguo Wu, Zhifeng Yang.Spatial pattern of urban functions in the Beijing metropolitan region.Habitat International, 2010 (34):249-250.

[13]Forestier,G., Puissant,A.,Wemmert,C.,Ganc arski,P. Knowledge-based region labeling for remote sensing image interpretation. Comput. Environ. Urban Syst,2012(36):470-480.

[14]http://www.sz.gov.cn/gsj/scjgj/xxgk/qt/ztlm/szdfbz/ yfdbz/201011/W020101019640311808838.pdf建筑物基本指标、功能分类及编码.

[15]陈雯,段学军,陈江龙等.空间开发功能区划的方法[J].地理学报,2004,59(S):53-58．

[16]谢高地,鲁春霞,甄霖等.区域空间功能分区的目标、进展与方法[J].地理研究,2009,28(3):561-570．

[17]Burgess, E. W. (1925). The growth of the city: an introduction to a research project. In R. E. Park, E. W. Burgess, & R. McKenzie (Eds.),The city(pp. 47-62). Chicago: University of Chicago Press.

[18]Schwab, W. A. (1982).Urban sociology A human ecological perspective. Reading, MA: Addison-Wesley. pp. 270-280.

Time Utilization Activity Based Classifi cation of Architectural Functions

Sun Wenhua Chen Jianguo

【Abstract】There is no unifi ed standard for classifi cation of architectural functions and it lacks of relevant data in statistical yearbook of each province and city of China. With oversupply of residential buildings in China, the purposes of traditional industrial buildings have to be changed as a result of industrial structure adjustment. Large amount of relevant statistic data on architectural functions are urgently required by studies on relationship between architectural functions and urban spaces. Employing the method of time utilization activity analysis and integrating existing Chinese standards on classification of architectural functions, this paper proposes basic architectural functional classification system and takes Shanghai for instance to demonstrate the correspondence between urban space and architectural functions through geographic distribution of corresponding architectural function.

【Keywords】architectural function, classifi cation, time utilization, activity analysis

收稿日期：（2015-12-16）