城市微尺度工具—一种测量私人和公共空间关系的方法

阿克莱斯·范·内斯 曼纽尔·洛佩兹

Akkelies van Nes, Manuel J. J. López

京和雅文（北京）翻译有限公司 [译]

Translated by Kyowatrans （Beijing） Translation Services Co.,Ltd.

1 引 言

微尺度空间测量法是城市研究中一种研究建筑物和街道之间空间关系的方法。确切地说，这是一种研究建筑的门窗开口如何与街道网络相连、建筑入口如何融入街道、私人空间到公共空间的拓扑深度以及街道之间门窗相互可视性的方法。其挑战在于如何测量街道基层的空间参数或如何对不同的“有效临街面”进行量化。

简·雅各布（Jane Jacobs）[1]和扬·盖尔（Jan Gehl）[2]对城市街区生活的研究中缺少的内容，是如何采用一种统一的空间工具来测量街道和建筑之间的关系。通过微尺度测量这一方法，我们可以探究保持日常街区生活和城市安全度所需的空间条件。希利尔（Hillier）和汉森（Hanson）的著作《空间的社会逻辑》和舒赤峰（Chih-Feng Shu）的博士论文[3]已阐明了建筑和街道的关系。

2006年，我们在德国的两个小镇阿尔克马尔（Alkmaar）和高达（Gouda）进行了一项关于空间和犯罪率的研究。在此期间，我们没有采用系统的研究方法对街道和建筑的关系进行研究。在研究中，我们确定了25个不同的空间特征。结果证明，共有4种空间关系会对盗窃案件发生的风险产生影响，即建筑入口密度、私人和公共空间之间的拓扑深度、街道构造和入口的相互可视性。不仅如此，这4项空间特征还受到街道网络融合度[4]的影响。

2 入口密度

最传统的方法是测定每米范围内的建筑入口密度。图1显示的是庞贝古城的建筑入口密度。由图可见，庞贝古城中央区域的建筑入口密度最高。

然而，与街道相连的入口密度高并不总是意味着相互可见性也高。入口和街道的融合度和相互可见度之间存在区别。门窗开口位置彼此相对，这会对社会控制的可能性和街区生活产生影响。

图1 / Figure 1庞贝古城建筑密度Entrance density in Pompeii

3 私人和公共空间之间的拓扑深度

分析建筑入口和街道网络之间空间结构关系的方法有几种。一种简单的做法就是确定私人和公共空间之间的拓扑深度，方法如下。

可以对存在于私人空间和公共空间之间的半私人和半公共空间进行计数。如果一个建筑的入口直接与公共街道相连，则私人和公共空间之间不存在其他空间，则其值或拓扑深度定义为0。如果在入口和公共街道之间存在一个小前庭院，由于封闭的私人空间和街道之间存在一个空间，则拓扑值定义为1。不仅如此，如果入口位于住宅侧面并且房子具有前庭院，或是设有树篱或围栏，则拓扑值定义为2。如果入口位于建筑后方并且有遮蔽物遮挡，则拓扑值定义为3。这些值指的是街道和私人空间之间的计数值，定义为拓扑步骤。

公寓的入口可以用几种方法来表示，这取决于私人空间和街道之间的通行度。有些公寓高层走道，将各房间彼此相连。到访人员可以通过走道到达建筑物前方按响门铃。其他公寓设有一个封闭式主入口，到访人员必须使用呼叫系统来提示房主。

在阿尔克马尔（Alkmaar）和高达（Gouda）小镇进行的盗窃行为分布研究中，建筑物的通行度作为考察的经验法则予以采用。当公寓前门或主入口永久性关闭并设有门铃或呼叫系统时，将门内区域认定为私人空间。对于设有开放式主入口的公寓，则根据房间数量对半私人空间进行计数[4]。

图2展示的是私人和公共空间之间不同类型的关系。黑点表示私人空间，白点则表示半私人、半公共空间。街道每一侧应分别进行统计，例如，许多街道一侧的建筑入口直接和街道连接，而另一侧的公寓则设有走道。当一个街道每侧的私人和公共空间之间存在不同的拓扑深度值时，统计时采用平均值。

在多数的传统城市区域内，住宅的入口直接面对着街道；而在战后重建的许多城市区域内，进入私人空间之前必须通过若干个半私人或半公共空间。不仅如此，建于战后的许多独立住宅，其前门并非总是和街道相连。许多住宅的入口位于房子侧面而非临街的正面。

图2 / Figure 2建筑物内私人空间和街道之间的拓扑深度图解Diagram showing the topological depth between private spaces inside buildings and the street

图3展示的是战前住宅入口和战后住宅区域的两种类型的典型样例。

图4展示的是5个不同的街道。对前4个街道的拓扑深度计算很简单，其私人和公共空间之间的拓扑深度平均值与每个街道所有入口的数量相同。最后一个街道图示代表的是设有大门的社区，社区内有几个半公共和半私人空间。计算方法是通过计数得出争议性街道的方向变化数量，街道E的拓扑步骤值为6.5。

传统的购物区和现代购物中心之间存在相同的拓扑特征。购物中心设有一个可抵达多个商店的入口。除入口以外，其建筑正面的一个特征是，在面对大街的方向，建筑本身没有“有效临街面”。通常情况下，购物中心有一面设有“隐蔽式”窗户的巨型墙壁，或者有时候这面墙会被广告牌遮盖。与此相对的是，传统购物区的一个典型特征是，和街道直接相连的商店门窗密度很高。

在高度分离的城市区域或拓扑性远离主干道的区域内，私人空间和公共空间之间的拓扑深度值似乎逐渐增加[4]。通常情况下，在拓扑深度值高的街道，建筑入口都隐藏在街面和可见邻舍之下。在临近主干道的城市区域内，建筑入口的位置都倾向于设在直面街面处。街道上的行人和居民频繁流动。

图3 / Figure 3位于传统街道中的住宅（上）和位于公寓楼中高层走道中的住宅（下）样例Example of a dwelling located to a traditional street（above） and a dwelling located on an upper walk way in a flat （below）

图5展示的是根据老地图绘制的1780年伍尔弗汉普顿（Wolverhampton）私人和公共空间之间的拓扑深度分布情况。红线代表的街区，其建筑入口直接和街道相连；绿线代表的街区，其建筑在私人空间和街道之间设有一个公共空间；而蓝线代表的街道，其建筑在私人和公共空间之间设有两个空间。通常情况下，这就足以将上述情况以0、1、2、3等进行拓扑步骤值分类。

4 融合度和非融合度

街道的融合度根据建筑入口与街道的连接方式进行统计。融合度指的是建筑到公共空间范围内的临近度和通行度[5]。当且仅当建筑可以直接通向街道时，可以将该建筑视为与街道融合。相对地，当建筑毗邻街道而入口却不能与街道直接相通时，此街道为非融合式街道。当然，在这种街道中，其他建筑的入口也不能与街道直接相连。

图4 / Figure 45个不同街道的私人和公共空间拓扑深度的计算示例Example on how to calculate the topological depth between private and public space for five different streets

图6展示的是融合式和非融合式街道的某些样例。上方两张图展示的是融合式街道，图中建筑的入口均位于街道的一侧。下方两张图展示的是非融合式街道，其建筑的底层没有直接入口。

图7展示的是融合式和非融合式街道的不同点。因此，这也反映了临近街道建筑与可直接通行建筑之间的一个不同之处。通过研究结果可以看出，此类建筑的空间关系对城市区域的街区生活有重要影响。在非融合式街道，很少有人愿意在此长时间停留。因此，强奸和街头抢劫案件更可能在非融合式街道发生[6]。

若要测量街道的融合度，是否可以将直接临街的入口数量和沿街建筑的数量进行对比尚待讨论，但还存在一些肉眼观察的方法来衡量“城市网络 — 建筑通行度”之间的关系。比尔·希利尔（Bill Hillier）和朱利安娜·汉森（Julienne Hanson）用“界面地图”的概念来展示直接与临近建筑连接的街道[5]。地图上标示的街道，其建筑的所有入口均临近且直接和街道相连。与一个或多个住宅直接相连的街道的颜色代码也在地图上标明。基于此，对于住宅入口和街道之间存在一个、两个及多个空间的街道，也可以使用相同的方式标注。

图5 / Figure 5根据老地图绘制的1780年Wolverhampton私人和公共空间之间的拓扑深度分布Topological depth between private and public space in Wolverhampton from 1780 based on old maps

舒赤峰（Chih-Feng Shu）使用另一个变量来测量街道的融合度。根据舒（Shu）的研究结果，当前门直接面对街道的临街住宅数量超过75%时，此区域的城市空间可以定义为融合街道。例如，如果街道包含4栋建筑，有3栋的入口直接和街道相连，则此街道为融合式街道[3]。如果一个街道上不存在任何建筑的入口与街道相连，则此街道为非融合式街道。非融合式街道的典型样例为地铁和高速公路。

建筑入口的数量和密度的测定没有争议。街道的融合度是关于与街道相连的入口数量和沿街建筑数量的相关性。研究显示，街道融合度和盗窃案件分布之间存在相关性。与融合式街道相比，非融合式街道更容易发生罪案。不仅如此，被高围栏和树篱遮挡的建筑入口对邻居的可视性很小。罪犯更青睐在此类街区[3]和非融合式街道[4]实施犯罪。

图6 / Figure 6融合式街道（上图）和非融合式街道（下图）样例Example of constituted streets （above） and unconstituted streets （below）

图7 / Figure 7融合式和非融合式街道的空间规则The spatial principles on constituted and un-constituted streets

图8展示的是高达（Gouda）的融合式和非融合式街道分布图。本研究项目中，建筑入口都不设在面对街道处的所有街道定义为非融合式街道。这些非融合式街道用蓝线表示，而融合式街道则用红线表示。大多数破门而入的案件（用圆点表示）发生在非融合式街道。案件发生的地点标示在街面或后院通道[4]。

5 街道建筑入口密度和相互可视性

入口密度可以在某种程度上表明一个街道上居民的活动频率。正如前文提及，一个街道上的建筑入口越多，则居民从私人空间进入公共空间的可能性越高。通常认为，街道上的建筑入口越多，则夜间行走的安全性越高[7]。然而，与街道连接的入口密度越高并不意味着相互可视度也越高。建筑入口与街道融合的方式和建筑间相互可视性之间存在区别。建筑入口在街道上彼此相对，则人们看见彼此的可能性就高。当然了，门窗彼此靠近的设计是有道理的，这样可以让街上行人自然的视觉行为产生监督机制，从而防止入室盗窃的发生。图9展示的是相互可视性和建筑入口密度关系的一些图解原理。

测量或确定相互可视度的方法有几种。在一项针对发生入室盗窃的地点和目标位置之间关系的研究中，总共采用了4种不同的入口相互可视度确定法。如果入口密度高且超过75%的建筑入口相互可视，则定义该街道为相互可视性高。当且仅当入口密度高，并且超过75%的入口位于街道的一侧，则定义该街道的可视性低。当入口密度低且低于75%的入口无法相互可视，则定义该街道为无相互可视性。以此类推，当街道上完全没有建筑入口或入口被高围栏和篱笆遮挡时，同样定义该街道为无相互可视性[8]。

在阿尔克马尔（Alkmaar）和高达（Gouda）进行的关于盗窃案件分布的研究项目中，采用了一种方法来确定建筑物门窗的彼此相互可视性以及门窗对街道的相互可视性。将一个街道上具有相互可视性的房子数量除以房子总数，分别确定通过门窗可以实现与街道相互可视的房子所占比例，以及房子之间具有相互可视性的房子占比，将所得结果按100%、80%、60%、40%、20%和0%进 行可视度分组。房子和入口的可视度一并纳入考察，将其单独计算。将上述结果与入室盗窃案件分布进行对比发现，彼此之间具有可视性的房子可以避免发生盗窃[4]。因此，两栋建筑之间的入口彼此相对，则相当于门的相互可视度为100%。相对地，若一个街道只有一侧的建筑入口密度高而另一侧没有入口存在，则此街道定义为可视度0%。只有一侧街道的建筑入口密度高可以让居民融入街头生活，但无法有效避免房子发生盗窃。

与郊区独立住宅区和战后建立的公寓住宅区相比，传统的城区内建筑入口密度通常更高。

图10展示的是已发掘的庞贝古城的相互可视度分布一览图，具有100%相互可视度的街道通常位于考古学家推测的商店分布的区域[9]。

图8 / Figure 8Gouda本地某区包含盗窃案件分布的融合式和非融合式街道的分布地图Map showing the dispersal of constituted and unconstituted streets in a local area in Gouda with the dispersal of burglaries

图9 / Figure 9相互可视性和入口密度的关系原理The principle of inter-visibility and density of entrances

6 微尺度和大尺度空间测量相结合

将几种不同的微尺度空间测量法结合使用，系统定量地描述社区的局部空间特征成为可能。然而，这些特征并非总是在一些专注于大尺度空间分析的研究中出现。例如，如果与街道融合的建筑入口密度高并且公共和私人空间之间具有较高的可视度，那么与临近建筑连接较少的街道依然可能具有较高的街区活动。又例如，相反的情形可以在另外一些街道上看到，即高度融合但分布不均的非融合式街道，街道上的入口密度低并且相互可视度也低。所以城区的居民活动度取决于大尺度和微尺度层次上的空间条件。因此，对这两种层次的空间分析至少对整体的城区空间描述有益，与文化和建筑风格无关。

由于目前尚不存在专门分析微尺度空间关系的软件，因此使用社会科学统计软件包(SPSS)进行分析行之有效。在阿尔克马尔（Alkmaar）和高达（Gouda）小镇进行的研究中，共对1,168个街道微尺度分析数据进行手动确定，并将其与空间排列分析数据中的街道网络融合度进行对比。SPSS软件的计算结果显示，微尺度和大尺度空间变量呈现高度相关性[4]。大多数微尺度空间变量被证明与大尺度变量“高度量半径角度选择”相关。此变量用于识别城市的主干道。

图10 / Figure 10庞贝古城不同相互可视度分析Analyses of various degrees of inter-visibility from Pompeii

研究得到了以下结果（图11）。当街道偏离社区主干道的方向变化数量越大，则私人和公共空间之间的拓扑深度值越大（图11左上）。在城区的主干道上，大多数建筑入口直接与街道相连。当街道沿主干道改变两次方向时，平均拓扑深度值为2，而沿主干道方向变化6次的街道拓扑深度值为3。

街道距离主干道越远，建筑入口和建筑底层门户的相互可视度占比越低（图11中间）。位于被隔离的街道上的住宅，其入口相对于街道似乎处于隐藏状态。类似地，街道距离主干道越远，具有非融合式街道的属性的可能性越高（图11右侧）。

研究结果显示，街道距离主干道越远，其临近建筑具有单一功能属性的可能性越高。办公楼、商店和公共建筑更倾向于坐落在沿主干道的区域。半私人路段位于隔离程度最高的街道上[4]。

7 结 语

微尺度工具自2007年提出，便在多项研究项目中投入运用。在荷兰40个贫困社区中进行的一项研究中，微尺度测量法用于对街道安全性和社会声誉的考察。结果证明，多数社区中包含数量较高的非融合式街道，建筑的相互可视度低，私人空间和公共空间之间存在许多拓扑步骤[10-11]。在鹿特丹进行的两项研究中，研究人员对不同族群的行为方式[12]和社区住户的安全性认知[13]进行考察。他们发现，人们总是避免在隔离式和非融合式街道中停留或行走。这些街道的建筑入口和门窗的相互可视度低。人们认为这类街道并不安全。类似地，研究结果显示，女性倾向于避免在建筑入口相互可视度低的非融合的隔离式街区[14]频繁走动。

2011年，在埃及的阿拉伯之春期间进行的关于空间和抗议的研究项目中，解放广场（Tahrir）和拉巴·阿达维亚（Rabaa Al-Adawiya）广场的建筑入口可视度对抗议者获得成功起了重要作用。抗议者似乎很好地利用了局部和整个城区通行度高的空间的优点。这些空间的象征性较高。不仅如此，在警察和坦克试图阻止抗议行为的推进时，建筑入口和门窗的高可视度有利于抗议者逃离解放（Tahrir）广场[15]。

微尺度测量法同样被用于发掘出的具有2,000多年历史的庞贝古城。在古城内，商店位于建筑入口密度高、相互可视度高的街道[9]。与此类似，在埃及开罗市的日常生活区，商店的位置通常位于沿着相互可视度较高的本地融合式街道上[16]。

在挪威卑尔根市进行的一项关于致密性策略的研究中发现，私人空间和公共空间之间的拓扑深度值能够对通行度产生影响。与街道直接相连的建筑入口数量越多，人们越倾向于在此地走动而非驾车[17]。在巴西累西腓市进行的一项对规划整治方案及其对城区的影响的研究中，研究人员发现，设有室内停车场的建筑没有相互可视度，也不存在天然的视觉监督机制，却对街道的安全性有益[18]。

在当代的城区规划和设计中，微尺度测量条件通常受到忽略。尤其在城市翻新项目中，现代住宅区和新的大型城市开发项目在建筑和街道之间，更可能会缺少一定的临近感、通行度和可视性。这对这些区域的街区生活和城区安全性的定性和定量方面都有负面影响。

目前，城建项目开发商更青睐修建高密度或高容积率的建筑，并希望在这些区域构建各种大型城市功能性建筑（住宅、办公楼等）。然而，这些建筑自身具有的相互连接度和拓扑值带给当地公共—私人空间的不良影响常被遗忘。所有这些都取决于地基上或街道两侧的空间分配方案。因此，有必要将微尺度空间关系方法在城市规划的学术研究、政策制定及设计方案上加以应用。