基于城市设计的大尺度城市空间形态研究_王建国

中国科学 E辑: 技术科学 2009年 第39卷 第5期: 830~839

830 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS

基于城市设计的大尺度城市空间形态研究

王建国

东南大学建筑学院城市与建筑遗产保护教育部重点实验室, 南京 210096

E-mail: wjg-cw@

收稿日期: 2009-03-18; 接受日期: 2009-04-10

国家自然科学基金(批准号: 50125820)和国家科技支撑计划(批准号: 2006BAJ03A04, 2006BAJ4B067)资助项目

摘要在当今中国史无前例的城市化进程中, 相当多的中国城市都不同程度地经历了城市规模的急剧扩张. 伴随着城市规划的持续编制、修编和实施, 城市的功能结构、空间环境、街廓肌理乃至社会等发生了显著的变化, 而所有这些都直接发生在某一城市尺度、甚至是发生在某一城市的大尺度空间形态上. 本文通过对城市空间形态构成、演进和外显表征的描述和分析, 尝试建构城市形态影响要素模型, 进而讨论与形态密切相关的城市用地属性及保护、调整和开发潜力. 同时, 基于城市设计参与良好城市空间形态塑造和建设管理的专业特征, 提出针对大尺度城市空间形态的量化评析技术方法, 从而为城市政府和规划建设管理部门提供技术支持. 关键词

大尺度城市空间形态城市设计

模型

数字技术

1当代中国城市发展与空间形态演化的背景和面临的挑战

当今中国城市形态变迁的一个重要表征就是速度快、尺度大、历史肌理和结构的日渐破碎和异质化. 相当多的城市形态都发生了城市建成区整体层面上, 而不是局部性的改变, 而且, 跨越了从宏观到微观各个层面的城市尺度. 其中, 城市街区空间日益严重的异质性和急剧增加的高层建筑对于城市形态的影响尤其具有决定性.

上述城市形态变迁表征的出现与城市化进程息息相关. 城市化进程正在深刻影响城市规划和建筑学的发展. 世界上城市和建筑发展大致走过了从“外延规模扩张”到“内涵品质深化”的过程, 由于社会背景、政治体制和经济发展水平的差异, 世界各国城市化各具自身的特色. 如欧美基本上是伴随着市场经济和工业化发展的自然历史过程, 从自由放任到政府必要的引导和干预; 日本采用的是政府主导型市场经济下的快速集中型城镇化; 而第三世界国家则是在工业化基础相对薄弱基础上和政府管理能力不足乃至失控而导致的过度城镇化.

中国城市化进程从20世纪80年代起逐渐加快, 从1978~2002年的24年间, 年均增长0.88%, 1980~2000年GDP翻两番. 有关研究预测, 2001~2020年GDP还将翻两番, 预计总体上城镇化平均增速会达到年均1%, 作为国家支柱产业的建筑行业所面临的挑战史无前例. 国家发布的有关数据显示, 近五年城市化又有显著的发展, 到2006年我国城市总数为661个, 其中地级及以上城市287个. 地级及以上城市生产总值由2002年的64292亿元增加到132272亿元, 增长1.1倍, 占全国GDP的比重由2002年的53.4%上升到2006年的63.2%. 中国城市化水平从1980年的19%跃升到2007年的45%, 增速是同时期世界平均水平的3倍, 被喻为“驶入快车道的列车”.

对于中国而言, 城市化进程在城市层面上首先需要根据不同的城市功能用地建立具有合理紧凑度

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的城市结构和空间形态. 同时, 我国应该摈弃以外延扩张为主要表征的粗放式城市发展模式, 并对社会人文层面的城市特色和多样性的发展演进及其与城市经济、人口和物质空间的城市化的均衡协调加以特别关注. “紧凑性”和“多样性”已经在一定程度上构成了中国城市可持续发展的核心理念.

事实上, 一些具有久远发展历史的城市老城区一般具有较高的城市紧凑度, 但有时也会在视觉上受到建筑密度高的影响(即建筑密度高而建筑容积率并不高). 而一般城市新区, 由于普遍的大广场和宽马路的规划布局, 城市紧凑度一般较低. 近些年, 国内外一些学者纷纷质疑中国历史城市转型改造中的“人文失范”和“尺度失控”问题, 其认识首先是从人们对在老城中做“外科手术式”的改造做法的反思而引发的. 在许多城市, 城市空间的日益无序首先都是从老城区开始显现的, 如城市旧区街巷格局和结构肌理的消逝、高层建筑布局和形态规划失控等(图

1).

图1 高层林立而整体空间呈失控状的中国某市

就当前言, 中国城市如何去克服粗放型的发展模式, 应对超出控制的发展和变化状况, 并使其能在地区社会经济、人口、环境和城乡协调可持续发展的框架内良性运作, 保护好城市地域的自然和文化特色, 是当今中国城市发展建设和形态演化正在经历也是必须面临的重大挑战.

2 大尺度城市空间形态研究——城市设计的新拓展

城市设计对于城市空间形态建构、形成和演变的意义是显而易见的. 虽然城市设计从不同的角度有着并不完全的描述和定义, 但其涉及大尺度“人类聚

居地和四维的形体布局”、关注城市各个尺度层面中功能布局、公共空间、社会活动、环境行为和空间形体艺术之间的“关系”的学科属性是公认的. 在中国, 城市设计又有着与法定城市规划的策略性相关, 这就是城市设计的思想和原则要贯穿到从城市总体规划到详细规划(包括控制性详细规划和修建性详细规划)的各个层面上, 是城市规划和建筑项目之间的“桥梁”和“减震器”, 故也有学者称之为是中国“现代城市规划的三大支柱之一”, 只不过有偏于理论层面的描述和强调应用实践操作的指导方法之别.

从世界城市建设历史看, 横跨从总体到局部多维规模尺度的城市设计并不多见, 即使是19世纪的巴黎改建, 也主要是集中在以道路系统建设、建立城市地标点为主旨的城市改造上, 除中东阿联酋的迪拜等个别城市外, 大概还没有哪个国家的城市会像今天中国的城市那么普遍地高速建设和发展.

20世纪60年代以来, 城市形态的度量和尺度控制成为学界关注的重要问题. 欧美学者曾经开展了不少相关研究, 如美国加州大学伯克利分校的亚历山大教授进行的有关城市形态演化的案例研究、英国学者莫里斯有关前工业时代城市形态的比较研究以及MVRDV 在《Farmax 》一书中对城市建筑密度有关的研究等(图2). 在相对具有应用性意义和较为持续的研

究方面, 英国剑桥大学的莱斯利·马丁(Martin L)和列涅尔·马奇(March L)的研究以及伦敦大学学院比

尔·希列尔和朱利安妮·汉森的研究取得相关成果并产生国际性影响.

1966年, 莱斯利·马丁和列涅尔·马奇就城市街区

形态运用数学方法展开研究. 长久以来, 周边式代表了低容积率的传统城市街区布局, 亭子式则代表高度密集的现代城市布局. 周边式一直被认为因无法促成较高的密度而不能适应现代城市的需要. 但研究结果证明, 合理尺度下的周边式街区不仅能够达到亭子式布局的密度, 同时比亭子式更能营造出开敞、宜人的空间感受. 具体研究方法是: 首先在一块方形基地上用亭子式布局排放49个锥形体块(体块的形状可以看作是抽象的高层塔楼以及其底层的裙房, 这也是城市中最为常见的摩天楼形式). 全部锥形体块底面积总和为基地面积的一半, 即建筑覆盖率为50%. 然后将这个三维体块进行反转, 使之前的剩余空间与建筑空间