周成斌 王曉慧 ZHOU Chengbin, WANG Xiaohui

高層高密度住區(qū)三維指標(biāo)拓展研究*

周成斌 王曉慧 ZHOU Chengbin, WANG Xiaohui

根據(jù)高層高密度住區(qū)公共空間立體化發(fā)展策略提出建立對(duì)應(yīng)的三維指標(biāo)。引入三維空地率概念，將空中開放空間以一定比例折算計(jì)入空地率以鼓勵(lì)公共空間面積的增加。針對(duì)高層高密度居住區(qū)對(duì)綠化效果重視不足的問(wèn)題，引入“綠視率”和“三維綠容比”指標(biāo)，并為“三維綠容比”的綠量計(jì)算建立簡(jiǎn)易的計(jì)算模型以提高指標(biāo)的可操作性。所提出的三維指標(biāo)將原有的居住區(qū)指標(biāo)由二維平面上的控制向立體化發(fā)展，為改善高層高密度住區(qū)環(huán)境提供新思路。

高層高密度住區(qū)；三維空地率；綠視率；綠量

1 關(guān)于高層高密度住區(qū)

1.1 高層高密度住區(qū)的概念

衡量居住區(qū)整體環(huán)境是否屬于高密度，主要取決于物質(zhì)建造環(huán)境與人口密度。從三維空間角度上看，密度與多項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)：容積率關(guān)聯(lián)了居住建筑平面面積與高度，表達(dá)了建筑容量所占空間的大?。唤ㄖ芏仁菍?duì)空間疏密程度的量化；平均建筑層數(shù)則是對(duì)建筑整體高低的衡量。根據(jù)容積率概念，將三個(gè)指標(biāo)相結(jié)合能夠較完整地評(píng)價(jià)居住區(qū)的物質(zhì)建造環(huán)境：

另一方面人作為居住區(qū)生活環(huán)境感受的主體，人口密度的大小受地域性影響較大，只能將其與容積率關(guān)聯(lián)得到大致的發(fā)展趨勢(shì)：

可以看出人均居住面積一定時(shí)，人口密度與容積率成正比關(guān)系。根據(jù)國(guó)內(nèi)居住區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀，本文主要針對(duì)容積率大于3，平均建筑層數(shù)大于10，建筑密度高（在高層居住區(qū)范圍內(nèi)偏高，高層居住區(qū)建筑密度較多層、中高層而言低），人口密度高的“高層高密度”住區(qū)。四個(gè)指標(biāo)的關(guān)系如圖1所示。

圖1 高層高密度住區(qū)示意圖Fig.1 high-rise and high-density residential community

1.2 居住區(qū)立體化發(fā)展趨勢(shì)

高層建筑的興起帶動(dòng)住區(qū)的垂直發(fā)展，未來(lái)居住建筑將呈現(xiàn)二維與三維平面結(jié)合的立體化發(fā)展趨勢(shì)（圖2）。目前居住區(qū)立體化發(fā)展研究主要以在建筑中“延伸”公共空間的量為主，通過(guò)建筑底層架空、開放空間的層疊使用、引入“類地系統(tǒng)”、“居住下墊面”等措施[1-2]，在建筑中塑造更多的公共交往空間以改善高層建筑的鄰里關(guān)系。同時(shí)“立體交通、立體配套、立體庭園”的綜合運(yùn)用[3-6]，緩解了高密度居住所帶來(lái)的不適。香港公屋、新加坡組屋等社會(huì)公共住房中，近年來(lái)在高層高密居住的現(xiàn)實(shí)下立體化居住模式趨于成熟。

1.2.1 “達(dá)士嶺”組屋（The Pinnacle@ Duxton）的公共空間塑造

新加坡作為“花園城市”的代表，在僅有的710km2的面積內(nèi)，聚集了600多萬(wàn)人口，人口密度超過(guò)了我國(guó)的北京、上海和廣州等特大城市。在高層高密度組屋的環(huán)境改善嘗試中，空中平臺(tái)、屋頂花園等手段成為新加坡利用空中資源建設(shè)綠色開敞空間的產(chǎn)物。以“達(dá)士嶺”組屋為例，其位于新加坡中心區(qū)丹戎巴葛，它是由新加坡住房發(fā)展局投資興建的容積率超過(guò)9、層數(shù)超過(guò)50的目前新加坡最高的公共住宅（圖3）。以尋求最新的高層高密度城市公共住宅形式為目的，主創(chuàng)設(shè)計(jì)師Khoo Peng Pen和Belinda Huang在設(shè)計(jì)之初，就考慮以一種有效的構(gòu)成形式，在居住塔樓中插入公共空間。設(shè)計(jì)師在小區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)了三個(gè)不同高度的公共交往空間（圖4）：建筑底部交往空間建在一個(gè)人工平面上，高于地面兩層的新屋頂景觀花園，其下面是三層地下停車和各種服務(wù)設(shè)施。抬高的人工地面層與城市地面完美銜接，在主要節(jié)點(diǎn)處插入各種小的功能要素，如咖啡館，小市場(chǎng)，社區(qū)聚會(huì)區(qū)，運(yùn)動(dòng)庭院，節(jié)日晚餐區(qū)，兒童游戲場(chǎng)等等（圖5）；住宅塔樓的第26層和第50層設(shè)置了兩個(gè)折線形的空中花園，將7 幢高層公寓連接在一起（圖6）。第26層僅對(duì)住戶開放，包括連接7座單元的800米跑道，跑道兩側(cè)的有小花園和兒童游戲場(chǎng)；而位于第50層的屋頂花園則對(duì)外開放，以多樣的硬質(zhì)景觀、園林小品和開敞空間為主，游人可以走在第50層的空中花園中，休憩、游玩、眺望天空，海岸線和城市全景（圖7）。

圖3 高達(dá)50層的“達(dá)士嶺”組屋Fig.3 The Pinnacle@Duxton with 50 stories

圖4 “達(dá)士嶺”三個(gè)層次的公共空間Fig.4 three levels of public space in The Pinnacle@Duxton

圖5 建在人工平面上的建筑底部交往空間Fig.5 the communication space built at the artificial plane in the bottom of the building

1.2.2 北京當(dāng)代MOMA的立體化發(fā)展分析

國(guó)內(nèi)由美國(guó)建筑師斯蒂文·霍爾設(shè)計(jì)的北京當(dāng)代MOMA則是另一個(gè)典型的立體化發(fā)展住區(qū)。當(dāng)代MOMA的主體是由9棟不等高的塔樓組成，通過(guò)環(huán)狀的空中連廊連接其中8棟居住建筑，加上一棟藝術(shù)酒店與一座多功能水上影院，構(gòu)成一個(gè)城市居住綜合體（圖8）。整個(gè)建筑空間的立體化構(gòu)成由三個(gè)層次組成：首先，地面層設(shè)有不同的商店和服務(wù)設(shè)施，若干條公共交通環(huán)繞水池將各個(gè)公共空間相連，居住者和游客可以在其中自由通行（圖9）；第二個(gè)層次是在較低建筑的中間層，由一個(gè)公共屋頂形成小型屋頂花園，為社區(qū)提供寧?kù)o的綠色生態(tài)環(huán)境花園（圖10）；最后游客們可通過(guò)垂直電梯到達(dá)環(huán)形的天橋，從第12層到第18層，天橋?qū)?個(gè)住宅塔樓和酒店連接起來(lái)，隨著樓梯高度的變化，懸浮的天橋?qū)⒔ㄖg的屋頂花園與頂層閣樓相連，同時(shí)天橋內(nèi)包含了游泳池、健身房、咖啡屋、畫廊等公共活動(dòng)空間。人們可以在自由穿梭于各棟建筑之間，大大提高了公共空間的利用率（圖11）。

不論是“達(dá)士嶺”還是當(dāng)代“MOMA”都是居住區(qū)高密度開發(fā)下衍生出的新型居住模式。它們?cè)诮ㄖ行纬啥鄬用娴目臻g，創(chuàng)造性地借用空中資源增加綠色開敞空間，巧妙地解決高層高密度居住所帶來(lái)的空間缺失的問(wèn)題。我們可以看出高層高密度居住區(qū)未來(lái)的趨勢(shì)不僅是建筑形態(tài)向高層發(fā)展，其提高居住舒適度的設(shè)計(jì)手法和趨勢(shì)主要側(cè)重于兩點(diǎn)。

（1）側(cè)重營(yíng)造人性化的交流場(chǎng)所，盡可能地在大體量建筑中尋找可用于交往的公共空間，通過(guò)插入各種生活服務(wù)設(shè)施鼓勵(lì)居民走出家門互相往來(lái)。居住區(qū)公共空間具有很強(qiáng)的可塑性，因此通過(guò)合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)，塑造類型豐富的空間，激發(fā)居民之間交往的欲望，改善高密度住區(qū)鄰里交往冷漠的現(xiàn)象。

圖6 第26層和第50層的空中折線花園Fig.6 the hanging gardens on the 26th and 50th floors

圖7 第50層的公共開放空間:游人可休憩、游玩、眺望天空Fig.7 the public open space on the 50th floor: people can rest, play and look at the sky.

圖8 立體化發(fā)展的當(dāng)代MOMAFig.8 the three-dimensional development of Contemporary MOMA

圖9 當(dāng)代MOMA的地面層空間Fig.9 the ground floor space of Contemporary MOMA

圖10 建筑中間層的小型屋頂花園Fig.10 the small roof garden in the middle of the building

（2）對(duì)綠化景觀塑造的重視，在有限的用地上通過(guò)優(yōu)化綠化結(jié)構(gòu)提高公共空間質(zhì)量。綠化上，屋頂花園、空中花園、園庭立體化等概念的提出，以及國(guó)內(nèi)外多個(gè)住區(qū)對(duì)于空中綠化的實(shí)現(xiàn)，也表明了向三維空間發(fā)展綠化是未來(lái)的一大趨勢(shì)。相比于傳統(tǒng)上追求盡可能大的綠化面積，高密度住區(qū)受用地限制更追求于通過(guò)優(yōu)化綠化結(jié)構(gòu)來(lái)提高綠化質(zhì)量。

2 高密度住區(qū)三維指標(biāo)拓展的必要性與原則

2.1 拓展三維指標(biāo)的必要性

提高住區(qū)宜居性很大程度上依賴于建立相應(yīng)的指標(biāo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，然而查閱現(xiàn)行居住區(qū)指標(biāo)，我們可以看出大部分現(xiàn)行指標(biāo)以控制住區(qū)二維平面上的狀態(tài)為主，就高密度住區(qū)所提出的空間立體化復(fù)合利用策略缺乏相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)支撐（圖12）。所以在高層高密度住區(qū)規(guī)劃中，應(yīng)該有針對(duì)性指標(biāo)用來(lái)評(píng)價(jià)三維空間上的各項(xiàng)資源，特別是對(duì)居住環(huán)境有重要影響的公共空間和綠地空間。

圖11 8棟住宅塔樓由天橋連接Fig.11 eight apartment towers linked with overrides

圖12 居住區(qū)立體化發(fā)展上指標(biāo)的空白Fig.12 the lack of index on three-dimensional development of residential community

圖13 建筑內(nèi)部公共空間潛力研究Fig.13 the study on the potential of buildings’inner public space

圖14 居住建筑中的開放空間系數(shù)Fig.14 open space modulus of dwelling buildings

2.2 指標(biāo)拓展原則

從三維規(guī)劃思想層面，針對(duì)高密度住區(qū)的空間環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀，確立指標(biāo)建立的原則。

（1）可操作性原則。所拓展的指標(biāo)應(yīng)具有一定的簡(jiǎn)易性，能夠在實(shí)際運(yùn)用中快速上手；

（2）適用性原則。新指標(biāo)的拓展主要是運(yùn)用于高層高密度住區(qū)宜居度的改善，應(yīng)從高密度住區(qū)這一特殊的空間形態(tài)角度出發(fā)；

（3）先進(jìn)性原則。所選指標(biāo)應(yīng)具有較好的前瞻性，符合當(dāng)前和未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)段居住區(qū)的發(fā)展需要。

3 三維指標(biāo)拓展

3.1 立體化公共空間指標(biāo)

3.1.1 居住區(qū)開放空間的意義與內(nèi)涵

公共開放空間的塑造是改善鄰里關(guān)系的手段之一。楊·蓋爾在《交往與空間》一書中總結(jié)出社區(qū)交往活動(dòng)與公共空間的關(guān)系：“當(dāng)公共活動(dòng)空間的質(zhì)量不理想時(shí)，就只能發(fā)生必要性活動(dòng)。當(dāng)公共活動(dòng)空間具有高質(zhì)量時(shí)，盡管必要性活動(dòng)的發(fā)生頻率基本不變，但由于物質(zhì)條件更好，它們顯然有延長(zhǎng)時(shí)間的趨向。另一方面，由于場(chǎng)地和環(huán)境布局宜于人們駐足、小憩、飲食、玩耍等，大量的各種自發(fā)性活動(dòng)會(huì)隨之發(fā)生?！盵7]可見，公共開放空間為促進(jìn)居民親密度提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)將其作為評(píng)價(jià)居住區(qū)環(huán)境是否宜居的重要指標(biāo)之一。

開放空間作為西方城市早期工業(yè)化過(guò)程中，隨著城市環(huán)境問(wèn)題日益突出而產(chǎn)生的重要專業(yè)術(shù)語(yǔ)，由于文化背景、研究角度的差異，學(xué)術(shù)界尚未形成統(tǒng)一的概念。要使用開放空間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，首先應(yīng)該確定其概念：在居住區(qū)規(guī)范中通常指建筑實(shí)體圍合成的空地。建設(shè)部城鄉(xiāng)規(guī)劃司在控規(guī)資料集中將開放空間定義為建筑基地內(nèi)，為社會(huì)公眾提供的廣場(chǎng)、綠地、通道等常年向公眾開放不改變使用性質(zhì)的室內(nèi)外空間[8]?？紤]到高密度住區(qū)的公共空間改善策略，我們可以看出，立體化發(fā)展使開放空間向空中“延伸”。高層建筑中無(wú)論是“挖空”還是疊加所獲得的公共空間，根據(jù)高度位置，可以將其分為四類：地面空地、架空層空地、建筑內(nèi)部空地或平臺(tái)、屋頂空地（圖13）。將控制性詳細(xì)規(guī)劃中對(duì)于開放空間的定義引入立體化發(fā)展的高密度居住區(qū)，結(jié)合居住區(qū)實(shí)際情況，我們就可以對(duì)空中公共開放空間的有效面積進(jìn)行計(jì)算：F=M*N（F為開放空間有效面積，M為開放空間向公眾開放的實(shí)際使用面積，N則是根據(jù)公共空間位置不同所確定的折算系數(shù)。）

有效系數(shù)（N）同樣參考開放空間的規(guī)定，結(jié)合居住區(qū)發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行確定如下（圖14）。

（1）居住區(qū)室外開放空間在地面層的，其地標(biāo)高與道路或用地地面的高差在±1.5m 以內(nèi)（含±1.5m）時(shí)，N=1.0;

（2）室外開放空間在屋頂或?yàn)橄鲁潦綇V場(chǎng)的，其標(biāo)高與道路或用地地面的高差在+1.5m至+5.0m（含+5.0m）或-1.5m至-5.0m（含-5.0m）時(shí)，N=0.7;

（3）在控規(guī)中對(duì)于建筑的室內(nèi)開放空間，以系數(shù)N=1.0計(jì)入。由于居住建筑的使用特點(diǎn)，建筑中的開放空間并不一定是室內(nèi)空間，而有可能是延伸的空中平臺(tái)，在此也以系數(shù)N=1.0計(jì)入。

3.1.2 基于居住區(qū)開放空間的三維空地率

居住區(qū)中與開放空間有密切關(guān)系的指標(biāo)即空地率：空地率（Open Space Ratio，簡(jiǎn)寫OSR）指標(biāo)源自美國(guó)區(qū)劃法，是20世紀(jì)六七十年代，美國(guó)在高密度住區(qū)發(fā)展背景下為改善空間環(huán)境而增設(shè)的指標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)將其定義為單位總建筑面積上所含有的地面上未建有建筑的空地的量度，即用未建有建筑的空地比去用地面積（空地率=開敞空間總面積/地塊面積）。居住區(qū)規(guī)劃中，比起建筑覆蓋率，空地率屬于環(huán)境宜居度的正相關(guān)指標(biāo)，應(yīng)予以重視，納入規(guī)劃指標(biāo)中，從而保障開敞空間的數(shù)量和質(zhì)量[9]。2006版《北京市區(qū)中心地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》第一次正式將空地率納入規(guī)劃指標(biāo)中，規(guī)定今后北京居住用地的空地率不低于70%，從本質(zhì)上保障了居民的活動(dòng)場(chǎng)地與交往空間。結(jié)合空中開放空間有效面積的計(jì)算，可將高層高密度住區(qū)的空地率拓展到三維空間上，以鼓勵(lì)開發(fā)商盡可能多地在居住建筑中拓展開放空間面積，即用小區(qū)中滿足一定面積的用于居民休閑娛樂(lè)的用地與用地面積的比值表示三維空地率：

式中：

OSR（3D）——居住區(qū)三維空地率

F——開放空間的有效面積

M—— 開放空間向公眾開放的實(shí)際使用面積

N——折算系數(shù)

A——地塊總面積

3.1.3 三維空容比

雖然空地率有利于評(píng)價(jià)居住區(qū)公共空間的量，但是單獨(dú)的空地率指標(biāo)難以保障公共開放空間的質(zhì)量。因?yàn)殡S著居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度的增大，人口密度的增多，要達(dá)到相同的宜居水平勢(shì)必要增加開放空間面積。在現(xiàn)有的相關(guān)指標(biāo)中，如前文所推算，容積率與建筑高度、密度、人口密度等都成正相關(guān)關(guān)系，梁偉曾就此提出將空地率與容積率相關(guān)聯(lián)，用“空容比”指標(biāo)彌補(bǔ)了規(guī)劃指標(biāo)體系中對(duì)人均指標(biāo)考慮不足的缺憾[9]。空容比概念，是用空地率比去容積率，以衡量居住區(qū)中開發(fā)強(qiáng)度與公共空間面積的關(guān)系，用三維空地率的概念代替?zhèn)鹘y(tǒng)的空地率，我們將其稱為三維空容比，即：

三維空容比=三維空地率/容積率=公共空間總面積/總建筑面積

這樣，針對(duì)高密度居住區(qū)我們不僅僅將空中公共開放空間面積納入了指標(biāo)中，并用三維空容比將開放空間與建設(shè)強(qiáng)度建立了相關(guān)比例關(guān)系，當(dāng)總建筑面積提高時(shí)，開放空間面積也隨之增加以保障住區(qū)的宜居水平。

3.2 三維復(fù)合綠化指標(biāo)拓展

高密度住區(qū)的用地的有限導(dǎo)致綠化面積受到局限，因此綠化結(jié)構(gòu)就顯得尤為重要。喬、灌、草的不同組合能夠使居住空間形成差異性的空間效果，更接近自然狀態(tài)，近年來(lái)為設(shè)計(jì)師們所倡導(dǎo)[10]。綠化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在提高居民宜居上主要體現(xiàn)為直觀的視覺感受以及間接的生態(tài)效益。

3.2.1 視覺上——綠視率的引入與計(jì)算

當(dāng)人們?cè)诰幼^(qū)公共空間行走時(shí)，觀察者視點(diǎn)的變化，不同的景觀結(jié)構(gòu)會(huì)形成不同的心理狀態(tài)。Sang-Woo Lee調(diào)查了美國(guó)德州College Station的居民對(duì)景觀結(jié)構(gòu)的滿意度，發(fā)現(xiàn)綠地的形態(tài)和大小影響居民的滿意度，居民更喜歡大型的樹以及具有一定復(fù)雜性、形狀不同的景觀[11]。所以引入綠化視覺評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)住區(qū)綠化環(huán)境質(zhì)量十分重要。在相關(guān)指標(biāo)中，“綠視率（Green Looking Ratio）”在居住區(qū)的視覺評(píng)價(jià)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值能較客觀地反映居住區(qū)環(huán)境的視覺生態(tài)質(zhì)量[12]，適合將其納入高密度住區(qū)綠化評(píng)價(jià)指標(biāo)中。它由日本青木陽(yáng)二于1987年提出，指人們眼睛所看到的物體中綠色植物所占的比例（%）。它隨著時(shí)間和空間的變化而變化，是人對(duì)環(huán)境感知的一個(gè)動(dòng)態(tài)衡量因素。綠視率側(cè)重反應(yīng)小區(qū)綠化的立體構(gòu)成，通過(guò)人的視覺感受直接反應(yīng)綠化質(zhì)量，該指標(biāo)認(rèn)為當(dāng)綠視率為25%~50%是最恰當(dāng)?shù)姆秶鶾13]。高密度住區(qū)要增加人與植物的接觸面，可以用“綠視率”來(lái)評(píng)價(jià)空間的綠化質(zhì)量，同時(shí)防止居住綠化的單調(diào)性。

綠視率的運(yùn)用方式是首先以三腳架云臺(tái)設(shè)于采樣點(diǎn)位置，成像高度150cm（大致相當(dāng)于成人之視線高度），各取樣點(diǎn)沿水平方向每45°方向照相1次，每個(gè)取樣點(diǎn)選取8個(gè)視覺角度初步成像。成像后再依據(jù)視覺特征對(duì)照片進(jìn)行相關(guān)修正:對(duì)成像按照視野上下15°，水平150°進(jìn)行照片修正。最后根據(jù)采樣點(diǎn)與綠植距離、高度的比值以及水平視角對(duì)照片進(jìn)行視域裁剪和復(fù)核，確定用于綠視率計(jì)算的各角度照片[12]。對(duì)于綠視率照片的計(jì)算主要有兩種方法：（1）利用PHOTOSHOP的魔棒工具選擇綠色植被的像素，利用像素統(tǒng)計(jì),最后除以圖像的總像素得到的比值[14]（圖15）；（2）利用PHOTOSHOP及AUTOCAD軟件對(duì)各點(diǎn)照片進(jìn)行縱橫各10個(gè)網(wǎng)格共計(jì)100個(gè)網(wǎng)格處理，然后計(jì)算各網(wǎng)格中綠色部分的比例（按4舍5入）[12]（圖16）。

3.2.2 基于綠量計(jì)算模型引入三維綠容比

城市熱島效應(yīng)與建筑數(shù)量、人口密度、綠化質(zhì)量有一定的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)建筑密度越大時(shí)熱島效應(yīng)越明顯。居住區(qū)綠化被認(rèn)為是改善室外微氣候最有效的方法，R. Giridharan通過(guò)對(duì)香港沿海地區(qū)高層高密度環(huán)境的室外溫度改變與植被覆蓋率的研究表明僅僅在高層高密度住區(qū)增加植被面積并不會(huì)導(dǎo)致室外溫度明顯的減少。室外溫度的改變與植被所形成的天空視角系數(shù)和高度、冠層面積等有關(guān)[14]。因此從綠化結(jié)構(gòu)對(duì)于居住環(huán)境氣候改善的角度，單純的綠化面積評(píng)價(jià)顯然不夠，而應(yīng)引入生態(tài)相關(guān)指標(biāo)用以評(píng)價(jià)居住區(qū)綠化效果。

20世紀(jì)80年代從生態(tài)學(xué)角度將綠量這一名詞提出，用來(lái)統(tǒng)計(jì)所有生長(zhǎng)中植物莖葉所占據(jù)的空間體積。近年來(lái)，綠量作為生態(tài)綠化評(píng)價(jià)指標(biāo)開始受到人們的重視，學(xué)者們圍繞綠量提出了一系列指標(biāo)：如綠量率、綠容率、綠化建設(shè)指數(shù)等[15-18]。如果說(shuō)綠地率是對(duì)居住區(qū)綠化面積量的控制，綠量則是針對(duì)不同植物種類綠化效益的評(píng)價(jià)。

在居住區(qū)綠化指標(biāo)中引入綠量的概念有助于對(duì)綠色空間進(jìn)行三維評(píng)價(jià)。但是由于綠量計(jì)算的復(fù)雜性，其在實(shí)際應(yīng)用中未能得到普及。目前對(duì)于綠量的計(jì)算研究主要分為兩種：（1）以周堅(jiān)華等為代表的“以平面量模擬立體量”來(lái)測(cè)算綠量，并已在上海市建立了全國(guó)第一個(gè)以樹冠體積來(lái)代表綠量的數(shù)據(jù)庫(kù)[16]；（2）以陳自新等為代表的以葉面積總量來(lái)衡量綠量，通過(guò)建立城市主要綠化樹種葉面積回歸方程對(duì)北京綠地三維綠量進(jìn)行的系列研究[19]。雖然目前利用遙感與GIS對(duì)綠量的測(cè)量取得了很大的進(jìn)步，但是從工作量的角度上看并不適用于規(guī)劃時(shí)的快速判斷，若要使綠量成為可以推廣的綠化定量指標(biāo)，就要保證能夠較便捷地獲取綠量值。

（1）綠量計(jì)算模型

劉濱誼提出了綠量率指標(biāo)（某一植株的葉面積指數(shù)），將綠量這一三維指標(biāo)的計(jì)算二維化，用綠量率乘以植物占地面積計(jì)算綠量。不同的植物種類有不同的綠量率，根據(jù)綠化結(jié)構(gòu)要求和植物生態(tài)效應(yīng)，將居住區(qū)植物分為針葉喬、闊葉喬，灌木、草四大類[10]。將四類植物與相關(guān)軟件計(jì)算總結(jié)出的綠量率相結(jié)合，就能得到用來(lái)評(píng)價(jià)居住區(qū)綠化效益的簡(jiǎn)易的綠量計(jì)算模型：

圖15 圖像左上角為伯克利街道采樣點(diǎn)位置。右上角為十字路口四個(gè)角度的照片。左下角突出顯示綠色植物。右下角為綠色植物在Adobe Photoshop的直方圖函數(shù)用以計(jì)算像素Fig.15 the image in the upper left corner shows the location of sample sites on the street map of Berkeley; the image in the upper right corner shows four pictures taken in an intersection; the image in the lower left corner shows the highlighted greenery in the picture; the image in the lower right corner shows the count of pixels of highlighted greenery using the histogram function in Adobe Photoshop

圖16 綠視率網(wǎng)格劃分圖。計(jì)算綠色網(wǎng)格數(shù)得到該采樣點(diǎn)照片綠視率為41%Fig.16 the mesh partition graph of the green looking ratio: the green looking ratio of this sample is 41% by calculating green meshes

綠量=針葉喬木綠量率×針葉喬木面積+闊葉喬木平均綠量率×闊葉喬木面積+灌木平均綠量率×灌木面積+草地平均綠量率×草地面積

目前關(guān)于植物綠量率的值的確定較為科學(xué)的有，胡春，馬淵潔等人在中國(guó)科學(xué)院遙感所的支持下結(jié)合GIS，ACCESS，Oracle等相關(guān)軟件，通過(guò)對(duì)常見630種常見園林樹木的綠量計(jì)算，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后得出了植物單株綠量在生長(zhǎng)期的平均綠量率[20]（表1）。

根據(jù)表1可以對(duì)新建小區(qū)（即植物處于初期時(shí)）綠量進(jìn)行計(jì)算，以及隨著時(shí)間的變化，推算小區(qū)可達(dá)到的最高綠量：

新建居住區(qū)綠量為：

綠量=5×針葉喬木面積+3×闊葉喬木面積+2.5×灌木面積+1.6×草地面積

植物成長(zhǎng)完成的居住區(qū)綠量為：

綠量=7×針葉喬木面積+5×闊葉喬木面積+3.5×灌木面積+1.6×草地面積

同時(shí)針對(duì)居住區(qū)立體綠化，近年來(lái)，如何折算空中綠化面積越來(lái)越受到重視。2013年1月28日杭州市政府發(fā)布的《杭州市城市綠化管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則》正式的將屋頂綠化和墻面綠化按一定比例納入附屬綠地面積①。各地方性法規(guī)中也嘗試不同政策鼓勵(lì)發(fā)展垂直綠化，但是大部分仍處于研究探討階段②。對(duì)于高密度住區(qū)來(lái)說(shuō)，地面綠地面積顯然不足以滿足生活需要，比起一般住區(qū)更迫切地需要發(fā)展垂直綠地。因此，筆者建議如果建筑中空中垂直綠地面積超過(guò)一定規(guī)模，可按相應(yīng)的比例將空中綠地納入相關(guān)綠地指標(biāo)中。同時(shí)考慮到開發(fā)商有可能因此減少地面綠化面積，可將地面綠地面積與空中綠地面積分開統(tǒng)計(jì)。

（2）綠容率與三維綠容比

在已有的指標(biāo)研充中，將綠地量與建筑開發(fā)強(qiáng)度相結(jié)合的有梁偉提出的綠容比概念，即綠地率除以容積率。而基于綠量的概念，有學(xué)者提出了綠容率指標(biāo)，它用綠量除以用地面積，表示單位土地面積上植物的總綠量。前者在空間上（容積率反應(yīng)了平面用地與建筑層數(shù)）評(píng)價(jià)了綠化量，但是無(wú)法表達(dá)綠化結(jié)構(gòu)；后者建議用綠容率代替綠地率雖然能更好地評(píng)價(jià)住區(qū)的綠化質(zhì)量， 但是忽略了綠化的立體化發(fā)展。因而，結(jié)合綠量的計(jì)算模型和高層高密度居住區(qū)中綠地的立體構(gòu)成狀態(tài)，提出三維綠容比指標(biāo)概念，將三維綠容比定義為：

以綠量計(jì)算模型為基礎(chǔ)，三維綠容比既評(píng)價(jià)了綠化結(jié)構(gòu)、立體構(gòu)成狀態(tài)又評(píng)價(jià)了綠化量與居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度的關(guān)系。

表1 植物單株各個(gè)時(shí)期平均有效綠量率Tab.1 the average effective living vegetation volume ratio per plant at different periods

4 結(jié) 語(yǔ)

在高密度發(fā)展已經(jīng)不可改變的前提下，倡導(dǎo)立體化發(fā)展模式，把人的行為與建筑環(huán)境相結(jié)合，力求在高密度下盡可能提高住區(qū)宜居性。指標(biāo)的作用并非為了使居住建筑模式化，而是能夠清晰地表達(dá)居住環(huán)境改善的方向，將公眾利益與開發(fā)商的個(gè)人利益放在一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中形成制衡機(jī)制，有效地控制開發(fā)商對(duì)建設(shè)用地過(guò)高強(qiáng)度的開發(fā)傾向和對(duì)開敞空間、綠地空間建設(shè)的消極態(tài)度。三維空地率指標(biāo)的提出即針對(duì)高密度住區(qū)公共空間缺乏導(dǎo)致?lián)頂D感產(chǎn)生的問(wèn)題，鼓勵(lì)在建筑中立體塑造適合鄰里交往的公共空間。而對(duì)于綠化的考慮由傳統(tǒng)的追求面積轉(zhuǎn)向追求質(zhì)量，為豐富居住區(qū)綠化而引入了動(dòng)態(tài)立體指標(biāo)“綠視率”；從生態(tài)角度出發(fā)，建立了用于居住區(qū)的簡(jiǎn)易的綠量計(jì)算模型，以計(jì)算模型為基礎(chǔ)提出“三維綠容比”指標(biāo)，關(guān)聯(lián)了綠化量與開發(fā)強(qiáng)度的關(guān)系，鼓勵(lì)居住區(qū)在發(fā)展垂直綠化的同時(shí)，也注重評(píng)價(jià)了喬、灌、草組合結(jié)構(gòu)。

由于知識(shí)的有限性，所建議引入的高密度住區(qū)的新指標(biāo)還有局限性，所有指標(biāo)缺乏實(shí)踐的校核，指標(biāo)的精確程度也存在不足，例如對(duì)空中公共空間有效面積的計(jì)算尚缺乏一定的科學(xué)性。筆者旨在通過(guò)相關(guān)指標(biāo)的提出，為高密度居住區(qū)環(huán)境改善提供一定的思路。隨著高密度住區(qū)理論愈加完整，相信未來(lái)針對(duì)改善高密度住區(qū)的環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)會(huì)越來(lái)越科學(xué)完整。

注釋：

① 見：杭州市政府. 杭州市城市綠化管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則[Z]. 2013-01-28.

② 如：成都市林業(yè)和園林管理局. 成都市屋頂綠化及垂直綠化技術(shù)導(dǎo)則（試行）[Z]. 2005-01-01; 上海市綠化管理局.上海市屋頂綠化技術(shù)規(guī)范（試行）[Z]. 2008-08-01;北京市人大常委會(huì).北京市城市綠化條例[Z]. 2010-03-01.

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圖片來(lái)源：

圖1、12、14：作者繪制

圖2-7：Pinnacle@Duxton, Singapore BY ARC Studio Architecture+Urbanism, [EB/ OL].（2010-12-09）[2014-06-08]. http:// architecturelab.net/pinnacle-duxton-singaporeby-arc-studio-architecture-urbanism/

圖8-11：斯蒂文·霍爾, 李虎, Iwan Baan, 等. 北京當(dāng)代MOMA聯(lián)接復(fù)合體[J]. 城市環(huán)境設(shè)計(jì), 2013(06): 128-140.

圖13：張為平, 隱形邏輯——香港，亞洲式擁擠文化的典型[M]. 南京: 東南大學(xué)出版社: 95圖15：Yang J, Zhao L S, McBride J. Can you see green assessing the visibility of urban forests in cities[J]. Landscape and Urban Planning, 2008, 91(02): 97-104.

圖16：吳正旺, 馬欣, 楊鑫. 高密度城市居住區(qū)的“綠視率”調(diào)查——以北京為例[J]. 華中建筑, 2014(02): 85-89.

表1：作者繪制

（責(zé)任編輯：曾引）

Extended Research on 3D Index of the High-Rise and High-Density Residential Community

It is necessary to search for three-dimensional index to evaluate the threedimensional development of the public space in residential community with high-rise and high density. The paper suggests utilize “three-dimensional open space ratio”, which takes the open air spaces into account according to a certain ratio to encourage the supply of open space. Since the residential greening effect has not been paid enough attention, the paper suggests use “green looking ratio” and “three-dimensional living vegetation volume ratio”to evaluate greening structure in residential community with high-rise and high density. Also, a living vegetation volume calculation model is set up to enhance the operability of indexes. The three-dimensional indexes make the evaluation and control of residential community planning adapt to the trend of three-dimensional development, and provide new approaches for improving high-rise and high-density residential environment.

High-Rise and High Density Residential Community; Three-Dimensional Open Space Ratio; Green Looking Ratio; Living Vegetation Volume

10.13791/j.cnki.hsfwest.20150120

周成斌, 王曉慧. 高層高密度住區(qū)三維指標(biāo)拓展研究[J]. 西部人居環(huán)境學(xué)刊, 2015, 30(01): 118-124.

TU984.12

B

2095-6304(2015)01-0118-07

* 福州大學(xué)科技發(fā)展基金資助項(xiàng)目

（2013-XQ-23）；福州大學(xué)科研啟動(dòng)項(xiàng)目

周成斌： 福州大學(xué)建筑學(xué)院，副教授，zhouzhou binbin@163.com

王曉慧：福州大學(xué)建筑學(xué)院，碩士研究生

2014-11-12