空間句法——三問三級三應用
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過去、現在、未來，「空間」 一直是規劃與建築最基本的設計資源，而對空間的運用一直是設計師們想要也需要的一種專業技能。
空間句法為此提供了一種有效的空間量化理論與方法。但自2005年空間句法進入中國以來，它的出現更多限於學術研究界，規劃實踐中難以見其身影。我們認為出現這種現象的原因在於過往的討論研究要麼偏重理論探討，要麼局限於軟體操作。
正因如此，這次我們將直指「空間句法在城市規劃中如何應用」這個問題，按照宏觀、中觀和微觀三個層級依次揭秘。- why 為什麼
「空間句法」 的出現，最早是對二戰之後，英國大規模社會住宅建設導致的嚴重社會問題，對柯布西耶為代表的「住宅是居住的機器」（詳見公眾號文章「現代主義城市規劃的黑暗一章」）和現代功能主義的反思。因為那時大規模社會住宅建設的基本出發點可以說是圭臬，即好的城市物質環境能解決所有不良的問題[1]。而由這一理念產生的各種城市病直接引發了上世紀50年代西方對唯物性城市規劃的懷疑，也帶來了不少歐美國家以社會經濟為側重點的唯心性城市規劃轉型。不過，同時也存在一部分人，繼續探索著人與物質環境之間的關係。
「空間句法」創始人比爾·希利爾教授 就是其中一位。不一樣的是，他從空間的角度入手，將空間作為形式與功能之間的媒介，探討如何通過空間的模式去界定形式與功能之間的關係，到底是形式決定功能，還是功能影響形式。如物質空間形態是否能夠影響社會經濟文化運作，以及社會經濟行為本身是否需要通過物質空間來完成[2]。而這一研究問題，形成了空間句法最核心的理論研究方向。
2. what 是什麼 · 人性之本 human-focused
說了半天，還沒告訴大家 「空間句法」 到底是什麼呢。或許我們已經從它的名字猜出個七八分了。
空間句法由Space Syntax翻譯而來。Space（空間）或許我們還能比較容易了解，但Syntax（句法）難免有點晦澀難懂了。別擔心，即使是在英語中，「syntax」 也是一個特別不常用的詞。
在西文的語法中，形態與句法是其最重要的兩部分。形態指單詞的構成、詞綴、詞根等，句法則指這個單詞在句子、分句、短語中的排列組合方式，以及控制各不同句子之間的關係法則[3]。
這一語言學中的專有名詞背後邏輯，正好可以用來很好地闡述空間句法，這一強調空間組合關係以及這種關係背後的規律的研究初衷，同時還能讓名稱兼具學術性、創新性和高大上的氣質。據說，比爾教授最初並沒有打算取名為「句法」，而是提出「空間模式」的概念。很不湊巧，這一概念已在亞歷山大 (Christopher Alexande) 的研究成果《建築模式語言》中得到使用。透過屏幕都可以感受到被截胡的無奈，不過這也恰好讓空間句法得以誕生，別有韻味不是嗎。
幸運的是，名正之後所帶來的言順，讓空間句法成為空間結構分析(SpatialConfiguration)、城市形態學 (Urban Morphology/Urban Form) 等最重要的分析理論與方法之一。同時，圍繞著空間這一基礎的分析單元，不僅讓空間句法能夠連接建築、城市規劃等基礎領域，還成為交通學、地理學、社會學的討論話題，應用的廣度得到了極大的拓展。
其獨立開發的分析軟體——Depthmap，使得空間句法的分析變得更加親民，影響範圍從學術界逐漸拓展到設計諮詢、規劃教學當中。並在2010年，UCL大學成立了以空間句法為核心的商業設計諮詢公司，在全球12個國家擁有辦公室，開始將理論向實踐運用，再通過實踐所得到的經驗反過來完善空間句法自身的理論發展。
空間句法的理論有太多可聊，下次再談也不遲。
今天，主要講講空間句法中三種基礎分析方法之一的軸線/線段 (Axial Line) 分析法，探索一下它在城市規劃中的兩種可能應用。
3. How 怎麼用 · 科學之基 Science-based
宏觀·總體規劃層面
城市總體規劃是一個城市最重要的發展藍圖，是實現一個城市經濟和社會發展的綜合部署。而其中的城市空間布局安排是總規中最為核心的內容之一。圖1摘自昆明城市總體規劃（2011-2020年），從規劃圖可以看出，昆明的未來發展將按照一城三區（主城區、呈貢新區、空港經濟區）的城市空間結構來展開。
這樣規劃的空間結構真能在實際中實現嗎？
我們先通過運用10km區級平均可達性為標準，模擬描繪未來昆明市可能的城市區級中心。
從圖2的分析結果中不難看出，區級空間結構確實擁有三區分布的特點：主城區為最高可達性，呈貢新區其次，空港經濟區後來居上也擁有自己獨立的區級空間單元。這正好與昆明總規中的空間分布是相吻合的。我們由此可以認為，規劃中的空間分布，從區級層面來看是合理可行的。
那麼問題來了，如果這三個獨立的片區中心都建立起來了，會影響甚至創造一個市級層面的格局變化嗎？
我們再運用50km市級標準化角度穿行性為標準，模擬描繪未來昆明市的市級活力中心會有什麼樣的改變。
從分析結果（圖3）來看，三區分區發展和類似三角的空間連接分布將使得城市最好可達性的區域處於中間地帶，而對這片區域的考慮，在總規中似乎並未得到充分體現和謀劃，將很有可能減弱主城區的活力，逐漸向東轉移。此外，三區獨立空間結構的分布，將大大增加穿行交通量，一旦遇到公共交通供給不足或交通管理不善的情況，城市交通擁堵現象就會逐漸顯現。
中觀·城市設計層面
除了總規層面，城市設計實踐也關注空間形態與社會經濟模式之間的互動，並同時需要跨越不同尺度，發掘空間使用、更新、創造的潛力，以此提出創新且能行之有效的空間設計方案，滿足城市空間整體品質與活力的訴求[4]。以個體為基礎單元的不同空間尺度實證方法，讓空間句法也能用於城市設計的實踐中，成為城市設計空間營造評估決策的依據之一。
這部分將借用我公司（ISA意廈）完成項目 廣州南沙灣重點地區及濱海岸線城市設計，通過空間句法分析方法來評價城市規劃設計中的空間結構，對方案中的線段結構是否能支持、實現規劃師對南沙灣的設計構想，給出解答。並將分析結果反饋到設計方案改進中。
首先，我們將設計的道路中線搭建為模型的線段基礎，使用 sDNA 工具計算出了三個空間級別的標準化穿行度數值。圖4分別展示了從市區（10km）、片區（3km）及社區（1km）三個級別的空間結構可達性結果，可發現設計方案的空間結構呈現由主路對外開放，和由空間板塊向內聚集的兩大空間動態特點。
在片區層面，3000m的空間結構可達性結果，給我們的設計方案提供了更多的參考。除了主要的兩條片區交通要道，位於遊憩商務區RBD板塊的從山地到遊艇碼頭的空間通道被大大強化，特別是在方案中營造的斜向軸，在片區級別的重要性甚至比現有的蒲州大道還要高出0.015952的係數值，這樣的分析結果加強了我們設計方案的說服力，並提供了以數字級的參考依據。
本次規劃對南沙灣遊憩商務區RBD片區提出了「一核、五區、一捷徑」的空間結構設計方案，其中的「一捷徑」選取了非對稱的斜軸，來自我們對區域聯動的主觀強調，但在空間句法中以在中觀層面擁有良好空間結構可達性的線段，和線段兩端對接資源來得到了支持；以空間結構等級契合基礎，加入其它如交通、自然、人文等多種重要城市設計要素的考量，綜合制定出優選的規劃設計方案。
在微觀層面，分析結果證實了片區的活力被進一步聚集凸顯，郵輪母港與其它板塊的互動關係也被呈現與確定。不過，有些出乎意料的是，在社區層面，除了之前所檢測到的山地到郵輪母港的橫向活力軸，同時還出現了多條南北向的豎向活力軸。兩種不同方向的軸線相互交織，為片區的人行活力提供了很好的流動潛力，這在遊憩商務區RBD板塊中有其明顯，這為片區的定位與我們下一步的設計思路提供了參考方向。
在社區層面，分析結果證實了片區的活力被進一步聚集凸顯，郵輪母港與其它板塊的互動關係也被呈現與確定。不過，有些出乎意料的是，在社區層面，除了之前所檢測到的山地到郵輪母港的橫向活力軸，同時還出現了多條南北向的豎向活力軸。兩種不同方向的軸線相互交織，為片區的人行活力提供了很好的流動潛力，這在遊憩商務區RBD板塊中有其明顯，這為片區的定位與我們下一步的設計思路提供了參考方向。
在空間結構劃定的基礎上，我們參考社區尺度空間結構可達性的分析結果，對用地強度使用方案進行了設置，圖6（右）建築高度設計方案與空間結構模型高度一致。遊憩商務區RBD板塊的高層建築被安排在同時具有高值前景網路與高值背景網路的「一捷徑」兩側，以促進其片區商業商務核心的形成。而對於科學城Science City板塊，考慮到濱水景觀通廊的營造，我們在東西向軸線的基礎上，打造了南北向中心高層建築組團，以此實現東西向前景空間結構與南北中軸理念的平衡。
另外，我們還根據不同尺度的前景網路與背景網路分析結果，對項目選址提供了參考。比如在擁有良好市區級前景網路的地方，設置了如辦公SOHO、粵港大數據合作中心、國際級製造業產業創新中心等對外參與度較高的項目。而在擁有良好片區級背景網路的空間地帶，我們更多的選擇設置如國際社區、濱河人工濕地等背景型的空間項目，以實現項目特性與空間結構特性的一致。
微觀·方案對比層面
我們在進行城市設計時，一般都需要對比幾套不同方案且優化後，才得出最終設計成果。實際上，對比不同方案的過程，也就是不斷優化方案的過程。但常規的方案對比往往很大程度上基於主觀「經驗判斷 」，很少使用到參數化對比方法來輔助方案的選取。
那麼接下來借 京滬高速鐵路無錫站場地區概念規劃及重點地區城市設計 這一項目案例，探討一下該如何利用空間句法理論，通過定量的方式去評價、選擇更出色的規劃設計方案吧。
圖8分別展示了兩套設計方案的空間穿行度，穿行度越高（紅色）則表示空間被穿行的可能性就越大、空間活力越高，現實中這裡往往是商業活動聚集區域。
通過對比方案1和方案2，二者都呈現出高鐵區域高穿行度聚集的現象。區別在於1的聚集區域比2更偏北一些，同時聚集的範圍也相對較小。
結合規劃用地布局和無錫市城市發展方向，圖9展示了方案一和方案二的空間穿行性和其對應的空間功能的結合。如上所述，方案1和2都很好地強調了高鐵核心區的活力中心的結構。而商務區的輻射範圍、去往主城的通道卻有所不同。
說起商務區的空間位置和空間活力，方案1整體的商務區設置略顯不足。
不論是依託高鐵和核心區延伸出來的商務區3的延展性，還是連接其它區域的聯繫度都不高。擁有更好的商務區1、2的中間地帶卻沒有更好的設置，導致空間結構所帶來的活力潛力的流失。
反觀方案2，通過商務區1和2的互動設置，和北部高空間活力度的商務區3很好地利用了空間結構所帶來的效益，並且加強與主城通道的連接，使高鐵站的發展連續性更強。
我們還進一步對比了方案1、2之間的空間結構和道路的相關結構參數。
方案1和方案2在整體空間結構方面沒有太大差別，說明兩個方案總體的空間設計方案差距不大。但從空間結構的內部聯繫來看（表2），方案2相較於方案1，空間結構的聯繫更加舒緩，這一點可以從方差值中得到證實。有了這些數據，我們可以初步判斷：方案2的內部空間結構具有「更緩和」、「更緊密」的特點；方案1顯得有點兒「激進」, 空間單元的排他性更強一些。
現在我們可以得出最終結論：從空間結構來看，方案2比1更符合規劃設計的目標。
4. Where 去何方 · 60%-70%的高度相關性——支持規划走向直覺與分析的聯合
—— Norman Foster
正如英國建築師福斯特所言，「我熱愛分析、發現和研究的世界，也喜歡朦朧、直覺與激情，空間句法是對立兩者的連接測驗。」
空間句法理論將空間明確定義，其使用的分析方法又將空間精確量化，使得空間句法在很大程度上，給規劃師們提供了一種更為理性科學的空間分析圖示，並與如今新都市主義 （New Urbanism）以及形態導則（Form-Based Code）等強調城市度量指標的概念很好地融合在了一起。大量城市定量研究已證明，空間形態與交通流量、功能業態有著60%-70%的相關性，並在世界各城市普遍存在。這樣的分析結果使得我們能更好地理解城市形態的意義，明白不同空間結構所帶來的不同改變。
近年來，空間句法的理論和分析方法得到了長足進步，從空間分析到交通需求模擬[6]，從單一的路網結構到路網兩側的用地功能屬性[7]。並且隨著大數據和計算機技術帶來的深刻影響，空間句法的應用視角，也從起初的社區單元擴展到現在的全國範圍[8]。
那麼，空間句法的未來在哪裡？它在中國的發展將會怎樣？
不妨就借用比爾教授2016年對中國空間句法發展的寄語吧：
「在中國發展空間句法，所作的不只是一門技術，而是參與到研究工作當中 [9]。」
我們也堅信，中國所擁有的巨大的尺度、同一空間的多重交通模式、保護生態的行道樹及人氣活力的 「Chinese boulevard（中國街道）」 為未來的城市實踐與研究提供了絕佳的優質土壤。
參考文獻：
[1]鄧東，楊滔，范嗣斌（2014）多重尺度的城市空間結構優化的初探——以蘇州為例. 中國城市規劃年會，2014
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/b67ZRz8q7c9C1w7e8flGqw
[3]楊滔(2008). 說文解字：空間句法,北京規劃建設, 2008(1): pp.75-81
[4]http://blog.sina.com.cn/s/blog_139a32c370102vug4.html
[5]http://www.spacesyntax.com/book_brochure/general-practice-brochure
[6]https://www.cardiff.ac.uk/sdna/sdna-cycling-models-in-journal-of-transport-geography/
[7]Yao, S. and Kayvan, K. (2017) Urban evolution as aspatio-functional interaction process: the case of central Shanghai. Journal ofUrban Design. 2017(3)
[8]Law, S., Penn, A., Karimi, K., & Shen, Y. (2017). The economicvalue of spatial network accessibility for UK cities: A comparative analysisusing the hedonic price approach. Proceedings - 11th International Space SyntaxSymposium, SSS 2017, 77.1-77.23.
[9]比爾·希利爾(2016), 特約專題:空間句法, 城市設計 2016(1).pp. 6
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