時間：2023-02-19 03:37:14
序論：在您撰寫開放空間設計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
公共空間的使用者按年齡分為老人、孩子和成年人。老人身體的抵抗力和活動能力較低，主要白天活動，活動主要是健身、跳舞、帶孩子玩、下棋、聊天、打牌、遛鳥等，舒適是他們最需要的，同時，可達性也會影響老人的活動范圍。老人對公共空間的使用主要集中在早晨、早飯后和下午。孩子，對外部世界充滿了好奇，喜歡去認識和發(fā)現(xiàn)一些新鮮事物，喜歡和同齡兒童一起玩耍；但兒童對設施使用持續(xù)的時間較短，同時，由于兒童對自身狀況認識不清，容易發(fā)生危險，因此，其活動必須有成年人看護，同時在設計中，避免設置可能產(chǎn)生危險的設施；兒童對開放空間的要求主要是設置有吸引力的游戲設施。成年人，成年人對開放空間的使用主要是在上班前、下班后和節(jié)假日，由于成年人精力與身體狀況較好，其能參加的活動類型也較豐富，時間也會相對較長。主要從事的活動為球類、競技類。
2衡量公共空間好壞的標準
良好的公共空間首先要滿足基本的要求，比如安全、可達性、規(guī)模尺度等等，除此之外，良好的公共空間還應該滿足以下要求。
2.1吸引人、有活力。
活力是一個城市精神狀態(tài)的象征。公共空間中聚集的人越多，空間設計的越好。如何吸引人來開放空間活動，要求公共空間必須功能多樣，能從事各種活動，要求開放空間用地能夠兼容一些留住人的用地類型，如商業(yè)、金融、辦公等用地。金融辦公大樓中的年輕人，可以在午間休息的時候來公共空間進行休息。
2.2環(huán)境優(yōu)美、舒適。
在其他外在條件相同的情況下，人們更加喜歡環(huán)境優(yōu)美的公共空間。在夏季，喜歡綠化條件好、有水的地方。這些綠化、水體能夠營造局部小氣候，降低局部的氣溫，更加適宜人們從事戶外活動。在冬季，舒適的室外活動空間非常重要。在冬季，人們更加喜歡在溫暖、無風的地方活動。
2.3滿足不同人群的活動。
公共空間應該做好功能規(guī)劃，可采用公眾參與的方式，鼓勵人們對規(guī)劃提意見，增加自己所需要的功能。公共空間應該滿足不同年齡段人群的使用要求，盡可能豐富空間類型，使不同人群都能夠在公共空間中找到自己的樂趣，吸引不同人群來此休閑娛樂。
2.4精細化設計。
良好的公共空間應該做到盡善盡美，應該對空間進行充分的推敲。雖然公共空間為了追求空間效果會營造一定的高差，但公共空間中應該進行無障礙設計，能夠使輪椅順利通行，鼓勵行動不便的人群來此活動。公共空間中設施小品的設計、步行空間、交往空間等的設計都應該力求精細，考慮到人們的使用方便，鼓勵人們停留。
3公共空間的規(guī)劃設計
公共空間的規(guī)劃設計可以從整體和細節(jié)兩個方面來著力。整體的方面是指整個開放空間的規(guī)劃布局、設計等，細節(jié)方面是指公共空間的細部設計，細節(jié)的設計往往決定了空間設計的成敗。
3.1公共空間的整體規(guī)劃布局
在整體的規(guī)劃布局中，公共空間首先要有一定的功能規(guī)劃。老年人有經(jīng)常使用的健身設施、休閑設施；兒童喜歡的游樂設施；成年人喜歡的球場、廣場。除此之外，公共空間應該能夠融合不同功能的城市用地類型，進一步的吸引人們來此駐留。其次，公共空間應該有良好的色彩、風格和界面設計。色彩風格的設計應該充分發(fā)掘本地特色，與當?shù)氐臍夂?、人們的審美習慣相一致，充分發(fā)揮公眾參與的作用；植物配置以本地的植被設計為主，多種植喬木灌木，避免大面積的草坪。同時，要關(guān)注公共空間四周的界面設計，使得使用者在使用公共空間的時候，能夠欣賞到周邊豐富的邊界輪廓線，鼓勵人們停留。最后，公共空間應該以場所精神的營造為目標。塑造一種城市精神，使人們在公共空間活動的時候，潛移默化的提高了自身素質(zhì)，使人們感覺到自己是城市的一部分，自己有責任為的城市更加美好增光添彩。
3.2公共空間的細部設計
3.2.1人性化
以人為本的進行設計，不單純的為了追求氣魄、構(gòu)圖，去做軸線、圖案。公共空間應該以人的需求為出發(fā)點，營造小尺度的空間，能夠吸引人來此活動、交往。人性化的設計要做好前提的調(diào)研，深入了解當?shù)鼐用駥部臻g的使用狀況與需求，分析潛在的原因與依據(jù)，為規(guī)劃設計提供支撐。同時人性化設計要做好公眾參與，保證公共空間的開發(fā)規(guī)劃在實施之前，充分考慮了當?shù)鼐用駥σ?guī)劃提出的意見。
3.2.2地域性
在公共空間的設計中，應該引用具有地方特色的元素，將城市歷史文化元素添加到城市的公共空間中，使我們在公共空間休閑娛樂的時候，還有機會去體會古人留下的歷史文化遺產(chǎn)，教育兒童體會古人的智慧與財富，同時在歷史文化元素的引入能夠增強城市特色，緩解現(xiàn)代建筑的盛行造成的“千城一面”現(xiàn)象。
3.2.3設施
設施是指滿足人們在公共空間進行活動而設計的構(gòu)件，重點是游樂設施和休息設施的設計。游樂設施是吸引人來此活動的依據(jù)，老年人喜歡下棋、打牌，就應設計適當數(shù)量的桌椅，還有很多老年人喜歡跳舞，設計足夠規(guī)模的場地就能滿足需求，年輕人喜歡球類，就設計若干個球場，這能夠吸引到附近的年輕人來此活動。休息設施同樣重要，在合適的位置，如在樹蔭下、綠化帶旁邊要設置足夠的座椅，同時也可以利用花壇的四周、臺階等常見的設施作為休息的座椅。
4結(jié)語
1.1柔性邊緣在空間中，人們更喜歡停留在空間的邊緣，顯然是因為處于空間的邊緣為觀察空間提供了最佳的條件，為人們提供了安全感。而開放空間則有著模糊的柔性邊界，既非完全私密又非完全公共，形成開放空間特有的流動狀態(tài)，強調(diào)空間功能與學生行為可以有機互動、相互滲透、融合和貫通，使學生們在生理上和心理上更加輕松自在，加強了學生們之間的交流互動。
1.2吸引力小學建筑的開放空間，是孩子們在課余時間最愿意待的場所，在獲取知識之余，也可以開心地玩耍。開放空間，是學生們的聚集中心，是人流的聚集點，并成為象征意義的交通樞紐。既然是人流的中心，則必有活動的發(fā)生，在小學階段孩子們的好奇心重，他們會關(guān)心正在發(fā)生的事情，吸引他們參加到其中，有活動發(fā)生從而吸引活動的發(fā)生。
1.3靈活性靈活性即空間的易變性，小學建筑的開放空間更應具有這一特性，以保證最有效的利用。用靈活性的手法解決空間連接問題，自由的隔墻或是靈活的家具組合將空間劃分開來，靈活的過渡、轉(zhuǎn)換，形成松緊適當、獨立又相連的空間。
1.4多樣性開放空間多樣性涉及平面、空間的布局、色彩材料等方面，保證開放空間的新穎及個性，避免簡單的傳統(tǒng)設計。要具備兒童團體的活動空間，同時也應提供兒童個人單獨的學習、休息和自我思考不受外界干擾的安靜角落。開放空間的多樣性、多功能性，才能夠滿足不同層次不同愛好的兒童在不同時間的需要。
2.開放空間類型及設計
小學的教室多是班級分隔明確，班級之間的交流較少，下課之后也只有窄小的走廊作短暫的交流，不利于兒童交流溝通和他們身心的發(fā)展，因此在小學校園建筑中應設置開放空間，讓孩子們有更多的自由度。在小學校園建筑中，開放空間的類型很多，如建筑的走廊、中庭、露臺、屋頂花園等。在開放空間中，有很多灰空間的應用，介于室內(nèi)外的過渡空間，亦內(nèi)亦外、內(nèi)外相互滲透、時敞時閉的不定性空間，含有室內(nèi)和室外的兩種空間性質(zhì)。
2.1建筑門廳空間小學校園建筑入口空間也即門廳空間，作為進入教學樓的第一空間，往往能夠帶給孩子最直觀的空間感受。門廳空間是室內(nèi)外空間的連接點和分界點，室內(nèi)外相互滲透、融合，同時聯(lián)系各個功能空間，是建筑空間中最為活躍、最有魅力的空間部位。門廳空間主要功能為人流的集散，學生們之間相互交流和學習、課余休息，但是小學建筑入口門廳空間有著自己更為獨特的方面，深入的考慮學生們?nèi)粘W習和活動的特點，可以為孩子們創(chuàng)造出不一樣的空間。在出入口的門廳中設置合理的高差，在需要的時候可以成為臨時的舞臺，為孩子們的課間生活增添色彩；與樓梯結(jié)合，既是交通空間，也是交流空間；大臺階的設計，可以作為孩子們的游戲空間，提高空間的利用率（圖1）；也可以在門廳處放置公告欄，布置學生們的作業(yè)展，活動的同時也能進行學習交流，在不知不覺中汲取知識；在門廳空間中也包括一定的休閑區(qū)域、植物觀賞區(qū)域、等候區(qū)等小空間，精心設計在大空間中的小空間避免了空洞和間隙，提高了空間的活力。例如在史家小學的入口門廳，將綠化、水體引進室內(nèi)，增設了展示、洽談、游戲等設施；地板、柱子明亮的色彩，同綠色植物、水體在一起，讓孩子們在緊張的學習中倍感輕松；三層通高處理，空間更為開闊，學生的心理更為放松，為學生交流創(chuàng)造了更好的條件（圖2）。
2.2底層架空空間底層架空空間是開放空間的另一種類型，在建設用地日益緊張的今天更有意義，不僅能夠在有限的用地上為學生提供更多的活動場地，同時還能起到改善校園空間環(huán)境的作用，位于建筑底層的開放空間與地面環(huán)境最為接近，能夠豐富建筑的外部，賦予建筑明確的形象特征，加之綠化草地，如果適當?shù)匾胨w、小品等，使架空空間與室外的自然環(huán)境有機融合，使人在架空層內(nèi)也能體驗到自然的親切感，為學生們提供與自然親密接觸的場所。這種大面積的有頂空間，同時使室外活動場地相互滲透，形成一個擴大的室外場地，讓學生們即使在下雨天也可以輕松自在的活動。
2.3廊空間廊空間是小學平面流線設計的重點，它是建筑內(nèi)部的功能和流線設計最容易出彩的地方，走廊既是連接各教室和輔助用房的空間，同時也被設計成為了學生交流和休閑的公共空間，它的尺度和形態(tài)各異，相互穿插，我們從小學建筑的實際使用看到走廊作為公共開放空間的利用率是很高的，也是學生們聚集交流活動的主要空間。走廊空間可以有很多種類型，如在朝向活動場地的外廊，通常將其加寬，如此便可以有更開闊的空間，有更多的地面交往行為可觀賞，走廊的擴大同時也能滿足課間大量同學的聚集行為；平面設計中錯動連接會出現(xiàn)較大的交通面積，幾個教室之間設置沒有半圍合的空間，從而產(chǎn)生更為寬闊的開放空間，在其間我們可以作為圖書角、交流學習角等（圖4）；在國外，開放式教育更為成熟，時間也更長，所以有很多將教室和走廊之間的墻去掉，或改為活動墻而形成融合型走廊，同學們互動交流，也為教師們的教學提供更多的靈感和方法（圖5）；視野開闊的戶外長廊也是廊空間的一種，在這里，孩子們放松心情、開闊眼界、飽覽周圍空間，如無錫太湖新城小學的室外長廊，將綠化與水體引入孩子們視野，與自然的親密接觸凈化了孩子們的心靈，增強與外環(huán)境的互動。
2.4活動平臺小學建筑的活動平臺是指在地面以上的供學生活動的開敞或半開敞空間，與陽臺相比空間更為寬敞，公共性更強，彌補了樓上學生活動空間不足的問題，是休息、交流和玩耍的重要場所?；顒悠脚_的設計應該與室內(nèi)空間有一定的聯(lián)系，避免孤零零的，不僅擴大了學生的活動范圍，同時也把光和新鮮空氣引入室內(nèi)，平臺與室內(nèi)空間的融合模糊了室內(nèi)外的界限，加強了學生之間及其與環(huán)境的互動聯(lián)系。活動平臺有很多的方式，例如，在建筑創(chuàng)作時也可有意識地讓建筑體量高低錯落，則每層樓的屋頂都可成為活動場所，學生們不用下樓也可以有寬敞的活動空間，當大片屋頂成為活動平臺時，可以視為廣場空間，可以布置一些景觀小品等，加強同學之間的交流（圖7）；同時在平面設計中，教室的交錯布置，可以為班級設置一個公用的陽臺，既可以為學生們提供一個公共的活動場地，同時也加強了同學們之間的交流，與室外環(huán)境的接觸，成為孩子們課間的一片樂土（圖4）。屋頂花園作為典型的頂層建筑開放空間正越來越多地出現(xiàn)在當代校園建筑中，對于頂樓的學生來說，上屋頂比下樓更方便，屋頂空間如果能合理利用，也能成為良好的活動平臺。因此屋頂平臺的設計應該適宜人的停留，增加吸引力，注重與室內(nèi)空間的結(jié)合。把平屋頂設計成可上人屋面，既豐富了空間層次，又為學生提供了更多的交流、共享環(huán)境。例如臺灣光隆小學，充分利用屋頂空間，布置精心的綠化，使得空間的層次感更為豐富（圖8）。
3.結(jié)語
1.1人性化原則
人性化原則是在進行邊緣空間設計時所必須遵循的基本原則，要堅持以人為本，充分滿足使用者的心理需求及生理需求。這就要求設計師在進行設計之前，要對使用者進行充分地了解，進而為使用者設計出舒適、休息的交流空間。
1.2整體性原則
城市在建設的過程中，被規(guī)劃為不同的區(qū)域空間，這些區(qū)域空間會存在一定的差異性，而這種差異性就需要邊緣空間來進行協(xié)調(diào)解決，因此，公園綠地與其它城市用地之間就是有機統(tǒng)一的整體。這種整體性主要表現(xiàn)在2個方面：第一，公園綠地自身的統(tǒng)一。邊緣空間歸屬于公園綠地，因而在設計時要在設計思路、風格等方面與公園綠地相統(tǒng)一。第二，與城市外部環(huán)境統(tǒng)一。公園綠地屬于城市公共環(huán)境的一部分，因而在設計時要保持整體性，整體性的實現(xiàn)就要依靠邊緣空間來協(xié)調(diào)，保證空間過渡的自然性。
1.3生態(tài)性原則
對于公園綠地及城市環(huán)境來說，邊緣空間起著保護其生態(tài)系統(tǒng)的作用，而且公園綠地所具有的生態(tài)功能也需通過邊緣空間傳遞出來，因此，在進行邊緣空間設計時，一定要堅持生態(tài)性原則，充分利用邊緣空間周圍的自然環(huán)境，降低對原始生態(tài)環(huán)境破壞的程度。另外需要使用材料時，要選擇環(huán)保型材料或者可再生型材料。
1.4文化性原則
每個城市都有著自身所特有的文化，公園綠地屬于城市中重要的組成部分，在設計時也要充分體現(xiàn)出城市的文化，尤其是大眾文化部分。邊緣空間起著連接城市與公園綠地的作用，在進行設計時要充分挖掘城市的歷史文化信息，并通過恰當?shù)姆绞綄⑽幕憩F(xiàn)出來，讓人們在觀賞的過程中體會文化。
1.5層次性原則
公園綠地在空間結(jié)構(gòu)上應該具有層次性，體現(xiàn)在縱向及橫向2個方面，縱向的層次性是指邊緣空間內(nèi)部層次的變化，而橫向的層次性是指邊緣空間中各個小的空間部分層次性。除了空間結(jié)構(gòu)上具有層次性外，景觀也要具有層次性，景觀植物的高低錯落等就屬于景觀層次性的一種，因而在進行邊緣空間設計時要注意景觀設計的層次性。
2不同類型開放性公園綠地邊緣空間的設計方法
2.1與居住用地相鄰的邊緣空間設計方法
在設計這個類型的邊緣空間時，要充分考慮居民區(qū)內(nèi)的私密性要求，以免居民的生活受到打擾。一般來說，與居民區(qū)相鄰的公園綠地使用者大多數(shù)是居民，因而設計時除了要滿足人們的私密性要求之外，還要注意便捷性與安全性要求。具體設計時，要進行必要的空間劃分，以便將交通人群與休閑活動人群區(qū)分開來，可采取的形式為水體、植物綠化等。
2.2與商業(yè)用地相鄰的邊緣空間設計方法
一般來說，城市居民及商業(yè)人群都會集中于商業(yè)用地范圍內(nèi)，因此在設計邊緣空間時，要設置出入口、休閑娛樂區(qū)、外部通行區(qū)等。這個類型邊緣空間的主要功能就是為人們提供休息的場所，因而在邊界形式上要采取綠化、輔裝變化等形式。另外，有很大一部分都是駕車到達商業(yè)用地，因此邊緣空間中還要具備足夠的停車空間。
2.3與城市道路相鄰的邊緣空間設計方法
當公園綠地建設在城市道路邊緣時，很容易受道路的影響，進行邊緣空間設計時，要利用邊緣空間形成隔離區(qū)，將噪音、污染等要素隔離在公園綠地之外，使公園綠地內(nèi)部保持良好的生態(tài)環(huán)境，隔離區(qū)的設置以植物或者地形的營造為主。
2.4與城市文物古跡相鄰的邊緣空間設計方法
在一個城市中，都會或多或少地存在一些文物古跡，這些文物古跡中蘊含著優(yōu)秀的城市歷史文化，因此，在進行邊緣空間設計時，要對文物古跡進行保護，并通過恰當?shù)姆椒▽⑵渲刑N含的歷史文化表現(xiàn)出來。文物古跡自身具有比較厚重的歷史感，因而在設計邊緣空間時要輕松、自然，使文物古跡的厚重感能夠得到緩解，增強人們對文物古跡觀賞的興趣。
3結(jié)論
1空間信息技術(shù)與城市開放空間系統(tǒng)
1.1空間信息技術(shù)
信息和信息技術(shù)對當代的經(jīng)濟、社會、文化、生活等產(chǎn)生了巨大的影響。空間信息技術(shù)是20世紀60年代以來逐步發(fā)展起來的以獲取、管理、分析與地理位置相關(guān)的空間信息為主的信息技術(shù)的總稱。它包括遙感(remotesensing,RS)、地理信息系統(tǒng)(geographyinformationsystem,GIS)、全球定位系統(tǒng)(globalpositioningsystem,GPS)(簡稱3S技術(shù))等。利用遙感技術(shù)可以遠距離無接觸地快速獲取地面各種地物的實時信息;借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)對整個或部分地球表面與空間有關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、分析、顯示和應用;全球定位系統(tǒng)能在任何時刻為全球任何地方的用戶提供三維位置、三維運動速度和精確的時間等信息。遙感技術(shù)的優(yōu)勢在于它的短周期、視野廣闊、信息量豐富及可定時定位觀測;地理信息系統(tǒng)的強大之處在于它將空間信息的處理與屬性信息完美結(jié)合起來,為用戶提供了空間檢索和分析功能。以“3S”技術(shù)為代表的空間信息技術(shù)不再局限于數(shù)據(jù)的采集,而是強調(diào)對地球空間數(shù)據(jù)和信息從采集、處理、量測、分析到管理、存儲、顯示和的信息流全過程[1]?？臻g信息技術(shù)把整個人類的生活環(huán)境作為主要的研究對象,具有信息獲取的客觀性、信息定位的準確性、信息管理的靈活性、信息分析的空間性、信息表達的直觀性等特點[2]。
3S技術(shù)集成已成為現(xiàn)代空間信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。全球定位系統(tǒng)的組合技術(shù)系統(tǒng)為遙感對地觀測信息提供了準實時或?qū)崟r的定位信息和地面高程模型,遙感對地觀測的海量波普信息為目標識別及科學規(guī)律的探測提供了定性或定量數(shù)據(jù);遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的集成將使地理信息系統(tǒng)具有獲取準確、快速定位的現(xiàn)勢遙感信息能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的快速更新和在分析決策模型支持下,快速完成多位、多元復合分析[3]。遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的集成技術(shù)將最終建成新型的地面三維信息和地理編碼影像的實時或準實時獲取與處理系統(tǒng),形成快速、高精度的信息處理流程。
在自然、經(jīng)濟、社會中出現(xiàn)更多的是空間數(shù)據(jù),空間數(shù)據(jù)是指與空間位置和空間關(guān)系相聯(lián)系的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫是20世紀后期迅速發(fā)展起來的、應用范圍廣泛的計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù),它具有數(shù)據(jù)量特別大、地理要素的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)結(jié)合緊密、數(shù)據(jù)應用面廣等特點。以地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為依托,社會、資源、環(huán)境、經(jīng)濟等多種信息可以組成更龐大的空間信息數(shù)據(jù)庫。空間信息數(shù)據(jù)庫的主要任務是建立資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟等多種信息資料的采集、傳輸、處理、分析、分發(fā)、反饋、決策的網(wǎng)絡服務體系,它是信息社會和知識經(jīng)濟時代必不可少的基礎設施[4]。很多國家和地區(qū)已經(jīng)建立了自己的空間數(shù)據(jù)庫,但是技術(shù)平臺的差異導致數(shù)據(jù)很難實現(xiàn)共享,這在GIS數(shù)據(jù)庫中尤其突出。為了實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的共享,有關(guān)專家學者提出了建立分布式多空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來實現(xiàn)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)源的互操作,以達到空間信息共享的目的[5]。
1.2城市開放空間與城市開放空間系統(tǒng)
現(xiàn)代城市開放空間系統(tǒng)的建構(gòu)是在生態(tài)概念的思想基礎上產(chǎn)生的,是生態(tài)規(guī)劃設計觀的表現(xiàn)之一。具有現(xiàn)代意義的城市開放空間概念大約出現(xiàn)于1887年的英國,之后人們出于不同的目的分別從不同的角度對其進行了詮釋和應用。城市開放空間是指在一定的城市地域內(nèi),具有一定結(jié)構(gòu)和多重功能的存在于城市建筑實體之外的開敞空間體[6]。它包括綠地、河湖水體、待建與非待建的空地、廣場、道路及農(nóng)林地、山地、灘地等空間。它們擔負著城市多樣的生活、活動、生物的自然消長、隔離避災、通風導流、表現(xiàn)地景以及限制城市無限蔓延等多種功能,是城市生態(tài)與城市生活的多重載體。這就意味著城市開放空間是一個空間體概念、一個載體概念,它具有生態(tài)、娛樂、文化、美學等多重目標和功能。開放空間研究與可持續(xù)發(fā)展的概念相一致[7]。
城市開放空間系統(tǒng)則是具有一定要素構(gòu)成、結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能組合的各類開放空間的集合體[6]。系統(tǒng)的構(gòu)成要素按照基本功能的不同可以分為綠色開放空間系統(tǒng)和灰色開放空間系統(tǒng)兩大類。綠色開放空間包括綠地、園林和水體,灰色開放空間包括對外交通空間、對內(nèi)交通空間、廣場、未綠化的閑置空地等。城市開放空間系統(tǒng)與城市的生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)相互支撐、相互交叉重疊共同構(gòu)成城市巨系統(tǒng)。城市開放空間系統(tǒng)具有實用功能、生態(tài)功能、文化功能、景觀功能和調(diào)控功能等,它是城市地域內(nèi)人與環(huán)境協(xié)調(diào)共處的空間前提,是改善城市結(jié)構(gòu)和功能的空間調(diào)節(jié)器,也是城市建設體現(xiàn)生態(tài)思想、促使城市發(fā)展進入可持續(xù)狀態(tài)的重要空間載體[7,8]。
1.3建立城市開放空間信息系統(tǒng)的必要性
城市化浪潮席卷全球,與城市化迅速發(fā)展并存的是城市的可持續(xù)發(fā)展問題,建設生態(tài)城市是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要支撐,城市開放空間系統(tǒng)是城市系統(tǒng)的重要組成部分,又是城市生態(tài)與城市生活的重要載體,它與城市建筑空間之間存在耦合互動關(guān)系,從而又是城市生態(tài)和城市生活的重要反映,通過對城市開放空間系統(tǒng)的研究人們可以對整個城市系統(tǒng)進行明晰的解剖和辨識。同時,城市環(huán)境的空間布局是一項剛性很強的戰(zhàn)略任務,一旦確立了空間布局的框架并將其落實到用地上,就很難在短時期內(nèi)將其改變[6]。而作為城市巨系統(tǒng)的重要組成部分,城市開放空間系統(tǒng)內(nèi)部要素的變化不但會導致城市開放空間系統(tǒng)的變化,而且會導致整個城市巨系統(tǒng)的變化,而系統(tǒng)變化的程度和結(jié)果卻正是人們想預知的。以飛速發(fā)展的計算機技術(shù)和空間信息技術(shù)為支撐的城市開放空間信息系統(tǒng),可以獲得確定空間區(qū)域的實時空間信息數(shù)據(jù)、實現(xiàn)對區(qū)域空間信息數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的各種分析、實現(xiàn)對城市開放空間系統(tǒng)的空間模擬和發(fā)展模擬等功能,并進一步實現(xiàn)城市開放空間系統(tǒng)的空間布局、社會經(jīng)濟發(fā)展對城市生態(tài)環(huán)境后果的預測與模擬。這樣,人們就可以借助城市開放空間信息系統(tǒng)預測城市開放空間設計方案,從而可以實現(xiàn)城市開放空間系統(tǒng)的優(yōu)化,這對實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
2設計思想、可行性研究與開發(fā)流程
2.1設計思想
信息系統(tǒng)設計采用原型法思想。原型法的基本思路是:先確定部分基本要求,設計一個初步的原型,并用較短時間開發(fā)出一個實驗性的簡易原型,投入試運行;根據(jù)運行中出現(xiàn)的問題進行修改補充;然后再運行,再修改;如此反復迭代,不斷完善原型(本質(zhì)上稱為進化型原型),最終開發(fā)成完善的信息系統(tǒng)[9]。
2.2系統(tǒng)開發(fā)的可行性研究
在進行信息系統(tǒng)設計之前,首先要進行系統(tǒng)分析,包括任務的提出、初步調(diào)研和可行性分析等[10]。城市開放空間信息系統(tǒng)的可行性論證包括4個方面:通過初步調(diào)查和對本部門業(yè)務工作的分析研究,確認信息系統(tǒng)近期和遠期應用目標的可行性;論證項目的投資規(guī)模(包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)和人力資源的投資),編制預算,并估計實施后帶來的經(jīng)濟、社會效益和實施中可能遇到的風險;論證幾種可供選擇的實施方案,確認技術(shù)上的可行性,確定最終方案;編制項目初步實施計劃,確認實踐上的可行性。
2.3系統(tǒng)開發(fā)工作流程
城市開放空間信息系統(tǒng)設計是在可行性研究的基礎之上進行的,基本上可分為城市開放空間信息系統(tǒng)總體設計、子系統(tǒng)設計及系統(tǒng)評價等3個方面,在對信息系統(tǒng)各項評價結(jié)果基本滿意的基礎上,可對城市開放空間信息系統(tǒng)的功能模塊進行進一步的擴展與優(yōu)化。具體工作流程如圖1。
圖1基于原型法的城市開放空間信息系統(tǒng)設計基本流程(略)
Fig.1Stepsofdesignofurbanopenspaceinformationsystemwithprototypemethod
3總體設計
城市開放空間信息系統(tǒng)總體設計為全系統(tǒng)確定了整體框架和結(jié)構(gòu),它是系統(tǒng)研制工作的核心和系統(tǒng)開發(fā)的依據(jù)。信息系統(tǒng)總體設計流程如圖2。
圖2城市開放空間信息系統(tǒng)總體設計流程(略)
Fig.2Stepsofgeneraldesignofurbanopenspaceinformationsystem
3.1用戶需求調(diào)查分析
用戶需求調(diào)查分析是對用戶現(xiàn)行業(yè)務運行管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀和用戶對系統(tǒng)的要求進行詳細的調(diào)查和分析,是系統(tǒng)設計和開發(fā)的準備階段。用戶需求調(diào)查分析要弄清楚包括潛在用戶在內(nèi)的所有用戶對系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)內(nèi)容、應用范圍等方面的要求,并詳細考察用戶原來的業(yè)務范圍、工作流程以及部門之間的分工和相互關(guān)系等。
3.2系統(tǒng)邏輯設計
在用戶調(diào)查分析的基礎上,提出系統(tǒng)的邏輯模型,即確定系統(tǒng)的功能。邏輯模型的基本成分是邏輯結(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)劃分和子系統(tǒng)功能分析。邏輯結(jié)構(gòu)包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫和人員等。硬件主要指信息系統(tǒng)運行的設備環(huán)境,包括計算機、輸出輸入設備以及網(wǎng)絡;軟件主要包括系統(tǒng)軟件和應用軟件,系統(tǒng)軟件主要指計算機操作系統(tǒng)如WINDOWS系列,UNIX,LINIX等。城市開放空間信息系統(tǒng)的應用軟件主要指遙感軟件和地理信息系統(tǒng)軟件如CAD,ERDAS,GeoWayImageStation,EPSCHECK,ARC\INFO,MapGIS,SuperMapGIS等。它們可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與輸入、數(shù)據(jù)存貯與管理、數(shù)據(jù)處理與分析、成果生成與輸出等功能。數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心部分,主要存貯城市開放空間的各種數(shù)據(jù)信息、城市的各種相關(guān)社會經(jīng)濟信息等。人員包括系統(tǒng)設計開發(fā)人員、系統(tǒng)運行和維護管理人員、操作人員和最終用戶。城市開放空間信息系統(tǒng)(圖3)包括專題信息子系統(tǒng)和應用信息子系統(tǒng)等2個一級子系統(tǒng)。專題信息子系統(tǒng)主要用于某一專題信息的管理和應用,并將獲得新的信息數(shù)據(jù)返回城市開放空間信息數(shù)據(jù)庫,進行必要的信息數(shù)據(jù)庫更新與維護。具體而言,城市開放空間信息系統(tǒng)的專題子系統(tǒng)包括綠色開放空間信息和灰色開放空間信息等2個二級子系統(tǒng)。綠色開放空間信息子系統(tǒng)包括綠地信息、園林信息和水體信息等3個三級子系統(tǒng);灰色開放空間信息子系統(tǒng)包括對外交通空間信息、對內(nèi)交通空間信息、廣場信息、未綠化的閑置空地信息等4個三級子系統(tǒng)。綠地信息子系統(tǒng)用以處理城市開放空間中與綠地相關(guān)的信息數(shù)據(jù),它可以實現(xiàn)城市開放空間中綠地的布局分析、規(guī)劃分析,并可以預測城市綠地布局對城市開放空間系統(tǒng)乃至城市巨系統(tǒng)造成的生態(tài)后果,從而為城市開放空間設計乃至城市整體規(guī)劃中的綠地設計提供有價值的參考;園林信息子系統(tǒng)用以處理與園林相關(guān)的信息數(shù)據(jù),分析園林規(guī)劃的各種可能性,進一步分析園林布局變更造成的生態(tài)影響,為城市園林設計提供一定參考;水體信息子系統(tǒng)用以分析水體質(zhì)量及其對開放空間環(huán)境質(zhì)量的影響,并根據(jù)現(xiàn)實數(shù)據(jù)預測未來時段水體環(huán)境質(zhì)量的變化情況及對開放空間環(huán)境質(zhì)量的可能影響,為城市各種水體的管理提供信息和幫助;對外交通空間信息子系統(tǒng)用來進行城市實施對外交通時所需城市內(nèi)部空間的預測與布局分析,并根據(jù)現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)進一步預測布局的可能后果;對內(nèi)交通空間信息子系統(tǒng)基于分析現(xiàn)實交通線路狀況的基礎之上,依據(jù)現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)為未來的對內(nèi)交通線路布局提供參考方案和相關(guān)分析;廣場信息子系統(tǒng)用以分析開放空間內(nèi)廣場布局的合理性,進一步提供廣場的需求信息,并為開放空間的廣場布局提供參考方案;未綠化的閑置空地信息子系統(tǒng)基于各種信息數(shù)據(jù)分析閑置空地的可能用途。應用信息子系統(tǒng)是在綜合各種因素的基礎上向用戶提供有關(guān)城市開放空間系統(tǒng)的查詢和運算結(jié)果,它將專題信息子系統(tǒng)的運算結(jié)果進行進一步的綜合、分析,得到城市開放空間中某一個或幾個因子布局對于城市開放空間系統(tǒng)的效應,進一步預測其布局改變或者社會經(jīng)濟狀況改變對其他因子、城市開放空間系統(tǒng)乃至城市巨系統(tǒng)的影響及其生態(tài)響應,以最終滿足用戶需求;可以將最終查詢結(jié)果或運算結(jié)果輸出成圖。借助大量分布的城市開放空間信息系統(tǒng)的客戶端,公眾可以了解自己所在的城市開放空間的各種信息,了解開放空間內(nèi)正在進行的某一項建設對城市造成的諸多影響,借此也可以提高公眾參與城市建設的積極性。
圖3城市開放空間信息系統(tǒng)組成(略)
Fig.3Thestructureofurbanopenspaceinformationsystem
3.3數(shù)據(jù)組織與數(shù)據(jù)庫設計具體包括數(shù)據(jù)庫實體設計、標準化設計、軟硬件配置、系統(tǒng)開發(fā)計劃、經(jīng)費預算和組織實施。數(shù)據(jù)庫是城市開放空間信息系統(tǒng)的核心部分,其設計質(zhì)量的好壞直接影響到系統(tǒng)的應用、維護管理和數(shù)據(jù)更新。數(shù)據(jù)庫設計的基本要求是:對數(shù)據(jù)體用非冗余結(jié)構(gòu)定義;在插入、修改和刪除冗余數(shù)據(jù)元素時,數(shù)據(jù)元素的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系和從屬性應保持不變;數(shù)據(jù)獨立;保持數(shù)據(jù)的安全性;系統(tǒng)要保證數(shù)據(jù)在邏輯意義上的正確性、有效性和兼容性;要有利于數(shù)據(jù)庫維護以及經(jīng)常性的組織和必要的數(shù)據(jù)庫操作輔助程序;要便于用戶對數(shù)據(jù)的獨立寫入、修改、補充和刪除;要有不斷的擴充和更新的能力。城市開放空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)、空間信息數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和其他信息數(shù)據(jù)等。社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)主要屬于非空間型屬性數(shù)據(jù),主要包括開放空間所在城市的社會經(jīng)濟文化等信息數(shù)據(jù);空間信息數(shù)據(jù)主要包括城市開放空間地形圖、政區(qū)圖、交通圖、各類地物的空間分布圖等空間型數(shù)據(jù)及其附屬的屬性數(shù)據(jù)等,也包括經(jīng)過處理的遙感影像數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),是關(guān)于數(shù)據(jù)的質(zhì)量、內(nèi)容、條件和其他特性的數(shù)據(jù),其在數(shù)據(jù)的共享中具有重要作用。所有的數(shù)據(jù)庫都可以歸結(jié)為地理信息系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫和綜合信息數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)的管理模式為GIS管理空間數(shù)據(jù)、DBMS管理屬性數(shù)據(jù),并通過關(guān)鍵字段在空間和屬性數(shù)據(jù)間建立關(guān)聯(lián),這種模式為空間和屬性數(shù)據(jù)的單獨處理提供了較大的靈活性,能發(fā)揮空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)各自的優(yōu)點。
4子系統(tǒng)設計
城市開放空間信息系統(tǒng)詳細設計是根據(jù)總體設計方案確定目標的階段開發(fā)計劃,對子系統(tǒng)進行詳細設計,指導子系統(tǒng)的開發(fā)[10,11]。子系統(tǒng)設計以對用戶需求作進一步的詳細調(diào)查分析為基礎,子系統(tǒng)設計的內(nèi)容包括:子系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設計、數(shù)據(jù)庫設計、功能模塊設計和用戶界面設計。
4.1子系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設計
每個子系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫和人員。軟硬件應根據(jù)子系統(tǒng)的功能和規(guī)模并兼顧到與其他子系統(tǒng)的兼容來購買,城市開放空間信息系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件一般采用WINDOWS系列或者國產(chǎn)的LINIX系統(tǒng),應用軟件主要為ERDAS,ARC/INFO系列,CAD及其MapGIS系列軟件;城市開放空間信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括社會經(jīng)濟信息數(shù)據(jù)、空間信息數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和其他信息數(shù)據(jù)等;人員包括子系統(tǒng)開發(fā)人員、運行人員、維護管理人員、操作人員和最終用戶。
4.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計[12]
主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)源的分析與選擇;數(shù)據(jù)采集方式的確定;數(shù)據(jù)更新的技術(shù)方法;數(shù)據(jù)采集前的預處理;數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求和技術(shù)規(guī)定;數(shù)據(jù)編輯處理和拓撲關(guān)系建立;屬性項的選擇、定義和屬性文件的建立,與已有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的連接;數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和檢查驗收;平面坐標的配準、投影參數(shù)設置、與國家統(tǒng)一坐標系間的轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)接邊問題;其他有關(guān)問題等。
4.3系統(tǒng)功能模塊設計
系統(tǒng)應具有數(shù)據(jù)輸入、圖形或?qū)傩孕畔⒌牟樵儥z索、數(shù)據(jù)處理與分析、坐標變化和投影轉(zhuǎn)換、圖形圖表顯示或輸出以及數(shù)據(jù)更新等功能,還應針對不同的專題子系統(tǒng),涉及專題應用和輔助業(yè)務管理功能。
4.4系統(tǒng)用戶界面設計
用戶界面設計應該體現(xiàn)友好、方便、快捷的原則,采用漢化的菜單式用戶界面,用戶只需進行簡單的操作就可以實現(xiàn)相應的功能。具體地,在系統(tǒng)維護管理、操作等的用戶界面應該具有用于數(shù)據(jù)庫維護與管理的數(shù)據(jù)輸入與修改模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、圖形查詢模塊、運算結(jié)果的輸出包括圖形打印模塊等,而在面向公眾的用戶查詢界面和前者相比減少了數(shù)據(jù)庫的維護與管理模塊,數(shù)據(jù)的輸出模塊的功能也相對簡單,其他基本相同。
5城市開放空間信息系統(tǒng)評價
城市開放空間信息系統(tǒng)評價是從技術(shù)和經(jīng)濟的角度對信息系統(tǒng)進行功能和效益評定,基本做法是將系統(tǒng)的運行和預期目標進行比較,評價主要包括以下項目[11,13]:系統(tǒng)效率評價、系統(tǒng)可靠性評價、系統(tǒng)的可擴展性評價、系統(tǒng)的可移植性評價、系統(tǒng)效益評價等5個方面,信息系統(tǒng)評價可采用定量評價和定性評價相結(jié)合的方法進行。
5.1效率評價
信息系統(tǒng)的各種功能指標、技術(shù)指標和經(jīng)濟指標均是系統(tǒng)效率的反映。初期的評價主要為城市開放空間信息系統(tǒng)的各項功能是否可以實現(xiàn),是否可以滿足用戶的各項需求,所提供數(shù)據(jù)的質(zhì)量是否達到了預期的設想;然后根據(jù)信息系統(tǒng)設計方案中系統(tǒng)的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標體系進行城市開放空間信息系統(tǒng)效率的評價。
5.2可靠性評價
可靠性評價主要考察城市開放空間信息系統(tǒng)在運行時的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件和程序是否妥善保存以及系統(tǒng)是否具備后備開發(fā)體系等,并要進一步評價系統(tǒng)運行期間出現(xiàn)事故的可能概率、信息系統(tǒng)出現(xiàn)事故后的自我恢復狀況、系統(tǒng)事故恢復后繼續(xù)運行的穩(wěn)定性等。此外,還要評價信息系統(tǒng)出現(xiàn)事故后對運算結(jié)果的處理狀況,特別是對數(shù)據(jù)庫文件的處理結(jié)果。
5.3可擴展性評價
城市開放空間信息系統(tǒng)基于原型法的設計思想,系統(tǒng)功能模塊的開發(fā)是基于由少到多、由簡單到復雜的設計思路進行的。首先開發(fā)出一個功能簡單的信息系統(tǒng),然后在此基礎之上增加其他的功能模塊,完善系統(tǒng)的功能。在已有信息系統(tǒng)的基礎之上增加其他的功能模塊時,不需要進行大的改動或者不影響整個信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),不會影響整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,是對城市開放空間新型系統(tǒng)設計的基本要求。
5.4可移植性評價
可移植性是包括城市開放空間信息系統(tǒng)在內(nèi)的所有信息系統(tǒng)是否具有開放應用價值的關(guān)鍵指標?？梢浦残砸蟪鞘虚_放空間信息系統(tǒng)不僅能在本機上運行,而且還可以在其他型號的機器上穩(wěn)定運行。要實現(xiàn)此功能就要求系統(tǒng)的設計必須基于國家標準規(guī)范或通行的標準進行,以保證軟硬件、數(shù)據(jù)的匹配和共享,這也是不同城市的開放空間信息系統(tǒng)之間實現(xiàn)連接、數(shù)據(jù)共享的重要保證。
5.5效益評價
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1.1地景建筑
地景化的建筑發(fā)源于人類在生產(chǎn)生活中對地形的改造，在引入地形學、場域理論和場所精神等理論后，形成了處理建筑、環(huán)境關(guān)系的新思路。主要特征表現(xiàn)為：地景建筑將建筑與大地形態(tài)視作同一整體。建筑形態(tài)以其連綿起伏延展的形體與大地形態(tài)走向融合，甚至創(chuàng)造性地重構(gòu)大地形態(tài)，而建筑則整合于城市系統(tǒng)和大地景觀系統(tǒng)之中[1]。
1.2地景建筑屋頂開放空間
地景建筑的屋頂開放空間是地景建筑的重要特征之一，建筑的屋面通過延伸、反轉(zhuǎn)、扭曲，實現(xiàn)了與地面的融合與重構(gòu)，建筑不再脫離地面基底獨自存在。傾斜屋面使得人與建筑的關(guān)系發(fā)生改變，建筑不再拒人之外，斜面和屋頂滿足更多的都市活動，地景建筑的屋面成為一個可體驗、可接觸的引人入勝的場所[2]。
1.3坡度問題
屋頂開放空間的營造是場地周邊環(huán)境，建筑使用功能和景觀設計等因素綜合作用的結(jié)果。其中人的主觀體驗感受也有著重要的影響，坡度的大小會影響人的行走速度以及生理和心理感受。如果地景建筑的屋頂坡度過大，往往不利于人的行為活動，人走在上面會感到吃力并且具有危險感，難以誘發(fā)其他活動[2]。同樣也不利于植被的種植，甚至在暴雨時出現(xiàn)泥土的滑坡現(xiàn)象。在地景建筑形態(tài)越趨復雜化的趨勢下，如何在設計過程中充分考慮屋頂界面坡度的因素，提高屋頂開放空間的舒適性和安全性。下文將以北京世界園藝博覽會國際館投標概念設計方案為例，探討一種基于參數(shù)化分析的地景建筑屋頂開放空間設計。我們希望將屋頂開放空間的設計融入方案設計的全過程，通過運用GH軟件對非線性屋頂進行高程分析和坡度分析，依據(jù)人體工程學中對于行為活動的坡度要求，對屋頂?shù)挠雾臻g進行設計，改善地景建筑屋頂開放空間的安全性和舒適性，打造人性化的開放空間。
2.基于參數(shù)化分析的屋頂開放空間設計
2.1設計目標
2019中國北京世界園藝博覽會國際館地處延慶縣，毗鄰八達嶺長城、海坨山?？偨ㄖ娣e21298㎡，包括國家地區(qū)展廳等四個園藝展廳和辦公、接待等功能。國際館場地為世界園藝軸上的一處三角形場地，東西兩側(cè)為國際展園和中國展園，北側(cè)毗鄰湖區(qū)。方案設計之初，我們從世園會的場所特征和園藝博覽會國際館“平等、無國界”的性格出發(fā)，確定了“地球.家園”的主要設計立意。運用地景化設計手法，將建筑消隱在大地景觀之中，將參觀游客引上屋頂，在建筑屋頂營造一個綠色的、多樣化的開放空間，突出園藝博覽會綠色和園藝的主題（圖1）。
2.2建筑形體的推敲優(yōu)化
在建筑的形態(tài)設計上，依據(jù)園藝展廳10m凈高的使用要求和將游客引上屋頂?shù)脑O計構(gòu)思，生成了建筑形體——將四個園藝展廳設置在中心和端處，同時在三端形成三處觀景平臺，建筑的三邊高度降低，形成自然起伏的坡地，建筑屋頂與大地直接相連，將人流引上屋頂空間，與場地軸線相呼應，形成建筑的主入口。接下來，通過對屋頂進行高程分析，優(yōu)化建筑形體，使屋頂開放空間具有更好的可達性。我們運用grasshopper編寫一段邏輯，對屋頂界面的高程進行模擬，得到屋頂界面的高程點和等高線（圖2）。依據(jù)高程分析的結(jié)果，調(diào)整優(yōu)化屋頂界面的高度，在滿足建筑使用功能的前提下，盡量降低建筑高度；建筑主入口位于屋頂與大地相連的斜坡之上，通過調(diào)整入口的高度，使入口坡度更加舒緩；同時優(yōu)化屋面起伏造型，創(chuàng)造人性化的游憩空間。通過對建筑形體和高度的優(yōu)化，實現(xiàn)建筑體量消隱，使建筑融入園藝和景觀之中，符合生態(tài)綠色概念以及地景建筑的特點。游客佇立屋頂草坪上，可遠眺海坨山，俯瞰世界展園和中國展園，觀賞花車巡游，沿中心坡道緩緩而下，可觀賞各國家地區(qū)各式園藝作品，為來賓創(chuàng)造多視角的觀展體驗。同時拉長了參觀流線，創(chuàng)造了更多的人與環(huán)境的互動，在場地受限制的情況下，充分擴大了場地條件。
2.3坡度分析與屋頂開放空間設計
在屋頂開放空間的設計上，根據(jù)場地周邊的景觀與建筑的形體，我們確定了建筑主入口和觀景平臺的位置以及大致的參觀流線。接下來，通過對非線性屋頂進行坡度分析，對屋頂?shù)挠雾臻g和游覽路徑進行詳細設計。首先，我們在grasshopper中編寫了一段簡單的邏輯，對屋頂界面的坡度進行模擬（本質(zhì)上是將非線性的屋頂轉(zhuǎn)化一個網(wǎng)格面，求得網(wǎng)格面各點的傾斜角度，進而得到坡度），得出了屋頂界面各點的坡度和坡度分布情況（圖3）。分析結(jié)果表明，屋頂界面的坡度范圍在1.2%到24%之間，符合覆土種植屋面的坡度要求；屋頂界面的坡度分布均勻，較為平緩，在三端形成三處舒緩的平臺；外環(huán)屋頂?shù)钠露茸兓^大，內(nèi)環(huán)屋頂坡度變化較小，在內(nèi)外環(huán)銜接的三個端處，坡度較為平緩。對于坡度設計參考，在地形學、景觀設計和建筑無障礙設計規(guī)范中，都有對活動空間坡度的規(guī)定與描述。在自然地形中，坡度值在3%以下稱為平坡地，對人們的活動以及其他景觀要素不造成影響。坡度在3%~10%之間稱為緩坡，坡度在10%~25%稱為中坡地，需設置臺階、臺地等景觀要素。在景觀設計中，園路主路的縱坡上限為8%，正常人與殘疾人都可以接受的路面坡度為5%以內(nèi)，大于5%的要設計殘坡道，殘疾人坡道8%為最大坡度，范圍在5%~8%內(nèi)[3]。對種植屋面而言，屋面坡度應小于50%，當坡度大于20%時種植土層應采取防滑措施。地景建筑的屋頂空間，作為一種室外空間，往往結(jié)合場地周邊環(huán)境。因此，我們將地景建筑屋頂開放空間設計看作是一種室外景觀設計，可參考景觀設計中對人活動場地的坡度要求，局部考慮無障礙設計的要求。最終確定坡度值在3%以下的區(qū)域可作為人的活動區(qū)域，坡度值5%~8%可設置坡道，坡度值大于8%需設置臺階。接下來，依據(jù)坡度分析結(jié)果和人體工程學中相關(guān)的坡度要求，設計游憩空間的布局和路徑。屋頂觀景平臺要位于坡度小于3%的區(qū)域，對于路徑坡度大于5%的需要設計坡道，大于8%的需要設置臺階。在滿足室內(nèi)功能空間凈高的前提下，對屋頂形態(tài)進行微調(diào)，使屋頂端處的觀景平臺坡度更加平緩。路徑空間要盡量遠離建筑邊緣，尤其設置臺階的區(qū)域要靠近建筑內(nèi)側(cè)，以增加游客的安全感。在坡度小于8%的區(qū)域，可考慮路徑空間與屋頂綠化的相結(jié)合，使游客能進入綠化區(qū)域，豐富參觀體驗，激發(fā)更多的自發(fā)，得到最終的屋頂開放空間設計方案（圖4、5）。
3.總結(jié)
總的來看，基于參數(shù)化分析的地景建筑屋頂開放空間設計包含以下幾個步驟：（1）形體優(yōu)化，結(jié)合屋頂開放空間的構(gòu)思生成形體，通過屋頂高程點的調(diào)整優(yōu)化建筑形體。（2）坡度分析，編寫grasshopper程序，分析非線性屋頂界面的坡度。（3）設計，依據(jù)坡度分析結(jié)果，對屋頂開放空間進行布局設計和路徑規(guī)劃。北京世界園藝博覽會國際館投標概念設計方案是地景建筑與參數(shù)化分析方法和地形學分析方法結(jié)合的一個小實驗，是坡度分析與人性化設計的一個初步探索，目前仍有較大的局限性。屋頂開放空間坡度參考并沒有一個統(tǒng)一的標準，還需要結(jié)合項目的實際情況，選擇適合的坡度標準。營造一個具有吸引力的屋頂開放空間，活動空間的坡度設計只是影響人主觀體驗的一個方面，還需要充分與景觀設計相結(jié)合。這種方法設計出的屋頂空間能對人活動的安全性與舒適性有多大的作用，也還需要在實踐中進一步的檢驗。但是，將地形學中高程分析和坡度分析與參數(shù)化分析方法相結(jié)合，引入建筑單體設計中，并參照建筑及景觀設計中步行空間的設計方法設計屋頂開放空間，這是與以往所不同的。這種方法從人性化設計的角度出發(fā)，試圖通過定量分析的方法，解決地景建筑坡度問題，是一種將地形學分析方法應用于建筑設計的新方法，也是對地景建筑和非線性建筑人性化設計的新探索。
作者:孫若宸 孫宗列 郭 駿 霍續(xù)東 單位:北京建筑大學 中元國際工程有限公司
參考文獻
[1]王曉艷.地景建筑設計研究[D].北方工業(yè)大學碩士論文，2013
[2]陳昱彬.當代城市地景建筑形態(tài)生成研究[D].華南理工大學碩士論文，2010
關(guān)鍵詞：歷史環(huán)境 城市景觀 設計手法
中圖分類號：TU984文獻標識碼： A
城市，世界上54%的人口的居住地（2014年數(shù)據(jù)），自18世紀末的產(chǎn)業(yè)革命以來的200多年內(nèi)，經(jīng)歷了幾個階段的更新和發(fā)展。為了滿足不斷涌入城市的人口的生活和發(fā)展需求，城市產(chǎn)業(yè)調(diào)整和土地再開發(fā)使得許多城市煥然一新。廢棄地轉(zhuǎn)化為新的城市開放空間和居住、商業(yè)用地；居住區(qū)和高速路伸入寧靜的城郊；繁華的老街留下古老的建筑和街道訴說歷史，城市的每一處都有著獨特的歷史背景，樣貌或許隨時光流逝改變了，但文化在環(huán)境中沉淀，成為城市不可替代的“記憶”。
作為城市居民戶外生活最重要的場所，城市開放空間――城市記憶重要的承載者，人們進行社交、游憩、出行、商業(yè)等活動的場所，其環(huán)境深刻的影響著城市中生活的每一個人。城市開放空間的歷史環(huán)境是場地的重要部分，涉及到精神和物質(zhì)多方面的要素。以場地歷史環(huán)境作為出發(fā)點的城市開放空間設計能延續(xù)場地的歷史感，對城市的發(fā)展做出積極的回應的同時，喚醒人們對于城市歷史的思索和回憶。
城市歷史環(huán)境與開放空間
環(huán)境是圍繞著人群的空間及其中可以直接、間接影響人類生活和發(fā)展的各種自然因素和社會因素的總體。[1]城市環(huán)境包含了植物、建筑、街道等物質(zhì)元素，也包含了氛圍、空間感、歷史文化等精神要素。它包含了氣候、地質(zhì)等自然要素，也包含了藝術(shù)、習俗等人文要素。城市歷史環(huán)境，是由各具特色的城市格局、傳統(tǒng)街道結(jié)構(gòu)體系、傳統(tǒng)建筑群體、與之配套的公共設施以及園林綠化等構(gòu)成的。[2]它具有地方文化特色的物質(zhì)空間環(huán)境，是歷史文化的長期積淀，是城市的自然地理要素、社會經(jīng)濟要素、物質(zhì)技術(shù)要素和人文精神要素的綜合反映。[3]它是每個城市地域性特征的一部分，是不斷變化的，會隨著城市發(fā)展，人文、自然環(huán)境的變遷而改變。
城市文藝復興理論認為：建筑必須滿足人們兩個方面的要求，人與自然融合交流的要求，人與人溝通交流的要求，同時要保持和延續(xù)城市的歷史和文脈。[4]城市開放空間同樣是人與人、人與自然交流溝通的空間，也是城市歷史和文脈重要的展示空間。
基于歷史環(huán)境的景觀設計
隨著人們對于城市地域性設計的重視程度加深，許多設計師將視線轉(zhuǎn)向?qū)龅乇旧淼淖匀?、文化要素的深度挖掘和提煉上，而非對于某種流行元素或風格的模仿。風景園林學一貫都致力于修復場地和場所，從而有別于那些忽視地方特性和地方價值、導致放之四海皆準的烏托邦思潮及其影響下的現(xiàn)代主義晚期建筑設計和城市規(guī)劃。[5]《場地的缺失》的作者霍夫教授針對城市化對場所特質(zhì)的破壞提出了6條“地域性設計”原則：熟知場所、維護歷史感、獲得直接經(jīng)驗、最小干預、可持續(xù)性和從最容易的方面入手。[6]歷史感是是人們能夠從景觀設計中體驗到的一種精神感受，是城市歷史環(huán)境的體現(xiàn)。而基于歷史環(huán)境的景觀設計不僅要夠維護場地的歷史感，還應為場地增添新的活力。以場地歷史環(huán)境為設計依據(jù)，能夠延續(xù)場地歷史感，使景觀空間具有可持續(xù)性的設計可以稱之為基于歷史環(huán)境的設計。
基于歷史環(huán)境的設計手法
國內(nèi)外以場地歷史環(huán)境作為設計出發(fā)點的城市開放空間設計案例非常多，包含城市歷史街區(qū)改造、工業(yè)遺址改造、城區(qū)廣場設計、風景道設計、社區(qū)規(guī)劃等多種類型。針對不同類型的開放空間，設計的手法也有所區(qū)別。
再現(xiàn)特色景觀風貌
在城市開放空間的設計中，對場地的歷史進行“再現(xiàn)”的是比較常見的手法，是在城市的歷史環(huán)境中提取典型的風貌特征、代表元素，結(jié)合現(xiàn)狀在場地中運用景觀手段進行加工和再創(chuàng)作的手法。
坐落于巴黎萊茵河岸的貝爾西公園是上世紀90年代建成的城市公園，曾是用于存放葡萄酒的倉庫?；趫龅氐臍v史環(huán)境，設計師將其分為三個風景園區(qū)來表現(xiàn)貝爾西地區(qū)的歷史變遷。開闊的疏林草地、不同園藝主題的小花圃和寧靜的水景園，分別代表了貝爾西地區(qū)中世紀鄉(xiāng)村、17世紀花園住宅和18世紀倉庫與酒碼頭這三個階段的歷史風貌。（圖1）三種不同的景觀風貌在場地統(tǒng)一的道路系統(tǒng)和景觀序列中串聯(lián)起來，構(gòu)成了巴黎貝爾西地區(qū)的歷史風貌的縮影。
風景園林師在創(chuàng)作時研究地域人文景觀的目的不是仿造各種地域文化的產(chǎn)物，而是從田園風光、水利工程、民風民俗、地方特產(chǎn)中尋求當代的或歷史的人們合理地改造和利用自然的方式。[7]這里所說的“再現(xiàn)”是指對歷史環(huán)境的原樣復制，或單純的保護性修復，對于歷史風貌的“再現(xiàn)”必定是要在現(xiàn)狀條件要求的基礎上重新設計，而不是復建、模仿。
圖片 1 ―― 巴黎貝爾西公園
保留及改造性景觀
保留與改造是體現(xiàn)場地歷史環(huán)境最為直觀的一種景觀塑造手法，也是運用最為廣泛的一種景觀塑造手法。不僅針對表現(xiàn)場地歷史的景觀塑造，對于大多數(shù)城市開放空間景觀來說，保留或改造場地利于景觀塑造的部分要素，構(gòu)筑物、地形、植被、水體等等，是對于場地歷史的尊重，加深景觀文化內(nèi)涵，也是合理利用資源，增添趣味的一種做法。通常來說，場地具有鮮明的歷史痕跡的元素，在符合現(xiàn)狀景觀需求的條件下，都是具有保留或改造價值的。這也是目前工業(yè)遺產(chǎn)景觀等遺址改造景觀中運用最普遍的手法。
作為最出名的遺址改造項目之一，紐約高線公園在保留與改造的尺度與手法上有著獨特的見解。設計師保留勒廢棄高線的基礎結(jié)構(gòu)和部分軌道，改造了空間類型和步道景觀，形成了城市中獨特的“空中花園”。這一類項目在國內(nèi)目前面臨著一些問題，由于缺乏保護意識，很多場地在設計時就已經(jīng)面目全非，缺少保留與改造的物質(zhì)條件。但也有不少成功的案例，例如北京的798藝術(shù)中心，上海800秀創(chuàng)意園等。
圖片2 ―― 北京798藝術(shù)區(qū)/紐約高線公園
象征性景觀
對于基于場地歷史環(huán)境的景觀設計，相對于上面談到的兩種手法，象征性的表達手法在視覺上偏向抽象與隱晦。其表現(xiàn)方式非常多樣，可以是一種植物、一個標志性的構(gòu)筑物、一種建造方式，主要特征即使用一種或少量幾種具有場地歷史內(nèi)涵的元素作為景觀要素。
在城市公共空間景觀中，象征性的處理手法非常多樣、效果也大相徑庭。通過基礎設施對場地的歷史環(huán)境進行表現(xiàn)是其中之一。奧克蘭堡壘街區(qū)改造項目在地面照明及座椅設置中表現(xiàn)了場地曾經(jīng)海岸線的位置，以一種含蓄而藝術(shù)的方式將歷史環(huán)境信息融入了城市景觀。美國法明頓城市步行系統(tǒng)通過在城市公共通行道上發(fā)展農(nóng)業(yè)景觀網(wǎng)絡，包括果樹園、盆栽花園、葡萄園、墻樹園，以此重新喚起法明頓已經(jīng)丟失的農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)。（圖4）
圖片3 ―― 美國法明頓城市步行系統(tǒng)
結(jié)語
城市也具有記憶，國際化的潮流更新了城市的外表，也淡化了城市的記憶。和那些佇立在現(xiàn)代化街區(qū)的古老建筑一樣，具有歷史意味的城市開放空間加深了人們對于這座城市認知，也使得城市的歷史和文脈得以延續(xù)，成為城市記憶的一部分。
參考文獻
[1].辭海[M]. 上海辭書出版社，2013.
[2].張松 歷史城市保護學導論――文化遺產(chǎn)和歷史環(huán)境保護的一種整體性方法[M].上?？茖W技術(shù)出版社，2001.
[3].余漢平 探索與歷史環(huán)境對話的新景觀設計[D]. 重慶大學碩士學位論文，2006.
[4]. 陳萍萍 上海城市功能提升與城市更新[D].上海華東師范大學中國現(xiàn)代城市研究中心，2006.7-10.
[5].Corner J. Introduction: recovering landscape as a critical cultural practice[M]//Corner J. Recovering landscape: essays in contemporary landscape architecture. New York: Princeton Architectural Press, 1999; 12-13.
