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空间句法:基本构形的描述与分析

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-05-17

  让我们来看一个解释空间句法的经典案例。左数第一列的三个建筑平面,其形状几乎一样,只是内部隔墙开门略有不同。但在接下来的分析中,会发现其空间构形有着巨大差异。第二列的三个平面,是将第一列平面进行图底反转,以强调我们的研究对象空间。再用圆圈(即节点)代表矩形空间,用短线来表示它们之间的连接关系,就可转换为第三列的三个结构图解。从中可以清楚地看到a是个很深的“链形”结构,而b则是相对较浅的“树形”结构,而c是套接起来的两个“环形”结构。这种用节点与连线来描述结构关系的图解被称为关系图解。关系图解为空间构形提供了有效的描述方法,同时也是对构形进行量化的重要途径。关系图解是一种拓扑结构图解,它不强调欧氏几何中的距离、形状等概念,而重在表达由节点间的连接关系组成的结构系统。

  在关系图解基础之上,空间句法发展了一系列基于拓扑计算的形态变量,来定量地描述构形。其中最基本的变量有如下五个:

  (1)连接值(connectivity value)。与某节点邻接的节点个数即为该节点的连接值。在实际空间系统中,某个空间的连接值越高,则表示其空间渗透性越好。

  (2)控制值(control value)。假设系统中每个节点的权重都是1,则某节点a从相邻节点b分配到的权重为[1/(b的连接值)],那么与a直接相连的节点的连接值倒数之和,就是a从相邻各节点分配到的权重,这表示节点之间相互控制的程度,因此称为a节点的控制值。

  (3)深度值(depth value)。规定两个邻接节点间的距离为一步,则从一节点到另一节点的最短路程(即最少步数)就是这两个节点间的深度。系统中某个节点到其他所有节点的最短路程(即最少步数)的平均值,即称为该节点的平均深度值。用关系图解来辅助计算,则更加清晰,公式可表示为[MD=(深度×该深度上的节点个数)/(节点总数-1)].例如,入口空间的平均深度值MD=(1×1+2×2+3×2+4×3+5×1)/(9-1)=3.5.系统的总深度值则是各节点的平均深度值之和。

  很明显,深度值表达的是节点在拓扑意义上的可达性,即节点在空间系统中的便捷度。这一概念最初源自应用图论的研究成果[4].深度是空间句法中最重要的概念之一,它蕴涵着重要的社会和文化意义。人们常说的“酒好不怕巷子深”、“庭院深深”,这其中的“深”就有局部深度的含义,它主要表达空间转换的次数,而不是指实际距离。

  上面所说的平均深度值和总深度值都是整体深度值,是对整个系统的描述;与此概念相对的是局部深度值。假设从某节点出发,要走k步才能覆盖整个系统,那么其在n步内走过的路程,即为局部深度值(这里n<k)。

  (4)集成度(integration value)。用上述方法定义的“深度值”在很大程度上决定于系统中节点的数目。因此,为剔除系统中元素数量的干扰,P.Steadman改进了计算方法,用相对不对称值(relative asymmetry)来将其标准化,公式是RA=2(MD-1)/(n-2)。[5] [其中的n为节点总数].为与实际意义正相关,将RA取倒数,称为集成度。后来又用RRA来进一步标准化集成度,以便比较不同大小的空间系统。RRA=RA/Dn.[6]对应于整体深度值和局部深度值,也同样存在着整体集成度和局部集成度。整体集成度表示节点与整个系统内所有节点联系的紧密程度;而局部集成度是表示,某节点与其附近几步内的节点间联系的紧密程度,通常计算三步或十步范围,称为“半径-3集成度”或“半径-10集成度”。

  (5)可理解度(intelligibility)。上述连接值、控制值和局部集成度,是描述局部层次上的结构特征的;而整体集成度是描述整体层次上的结构特征的。可理解度用来描述这种局部变量与整体变量之间的相关度。希列尔指出,无论对城市还是建筑空间,我们都很难原地立刻体验它,必须通过在系统中运动地观察,才能一部分一部分地逐渐建立起整个空间系统的图景。可理解度就是衡量从一个空间所看到的局部空间结构,是否有助于建立起整个空间系统的图景,即能否作为其看不到的整个空间结构的引导。所以,如果空间系统中连接值高的空间,其集成度也高,那么,这就是一个可理解性好的空间系统。

  以上这些变量定量地描述了节点之间,以及节点与整个结构之间的关系,或者定量描述了整个结构的特征。此外,在具体的构形分析中,为说明特定问题,还会根据上述五个基本变量导出很多参数,在此就不一列出了。

  如果将平面图形用规则的细小格网来近似表示,其中的每个小格子代表一个节点,格子间的相邻关系表示连接,由此便可计算出上述各种变量。例如,用格子表示的仿西方古典建筑的立面构形,格子填充色的深浅代表集成度的分布,深色格子代表较高的集成度。可以看出集成度最高之处位于中央上部,并沿着中柱延伸至底平面。把这个立面识别为几个基本几何形的组合,然后分别计算每部分的集成度,并由此填充深浅颜色。在这里,又可发现其集成度分布呈水平状态。希列尔指出,这种由分析所揭示的中央集中的垂直结构和线形的水平结构,可能是跨文化的各种古典建筑立面中,所创造的最普遍的形式主题(Hillier,1996,123)。希列尔用这种细小格网的构形分析方法,对各种平面图形进行了解释;还定量地重新定义了对称、均衡等几何现象。

  若将规则格网稍加变化,阻隔某些格子之间的联系,还可发现几何构形的一些普遍规律,希列尔将这一过程称为“障碍操作”试验。例如,各网格深度值的计算结果,可以发现四大原理(Hillier,1996,305):

  (3)邻接性原理。相互邻接的分隔条,会比互不邻接的分隔条,导致更大的总深度值。

  (4)直线性原理。直线相接的分隔条,会比盘绕的分隔条,导致更大的总深度值。这四大原理是局部改变影响整个构形的普遍规律。填塞或删除某些格子也遵从这四大原理,只是删除格子的规律与其总深度值的变化方向相反。这些规律对室内空间安排和开放空间配置等实际设计问题,有一定的启发和指导意义。

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