万州城市分形法设计策略

何普森

(方略建筑设计有限责任公司重庆分公司, 重庆 400045)

万州城市分形法设计策略

何普森

(方略建筑设计有限责任公司重庆分公司, 重庆 400045)

文章通过对万州城的实地调研、资料收集、分析、归纳等研究手段，研讨分形在沿江城市形态设计领域中的作用和应用。主要讨论了认知和评估环节，提出用以认知山地城市形态以及控制城市设计的方法和策略，并在设计策略上进行了探讨，为城市形态研究以及相关问题，提供了一定的理论依据。

历史发展; 地形地貌; 实例形态; 设计策略

1 万州城的历史发展与地形地貌

万州城是一座历史悠久的千年古城。东汉建安21年(公元216年)置县，至今有1 700多年历史。建县之初名为羊渠，唐贞观8年(公元634年)改为万州，很早以前的万州，就因“万川毕汇”而得名；因“万商云集”而闻名。明洪武6年(公元1373年)降州为县，称万县。民国时期的万州，为四川省第九行政专员公署所在地。四川最著名的城市只有三个，就是成都、重庆、万州，史称“成渝万”，可见当时的万州名气之大。万州的历史悠久程度一点不逊于成都、重庆，故有“成渝万”三足鼎立一说。建国后改名为万县市，属地级市，是川东地区第一重镇。重庆直辖后，万县市划入大重庆，又还名为万州区。

万州城地处长江南北两岸，苎溪河的东、西两岸，位于大重庆的东北部与四川盆地东部的边缘，是长江三峡库区的腹心。万州境内溪流众多，依山傍水，城中建筑依山势而建，城内建筑物从江面算起，垂直高差在100～200 m之间。由于三峡工程的建成，迫使长江水位提高，万州就有了江城的韵味，重庆叫‘山城’，万州被称为‘小山城’。万州幅员辽阔，管辖地域较广，是重庆市人口最多、移民任务最重、城市体量最大的区县，是重庆的第二大城市。

以下就以万州地区天仙湖区域的一个地块项目的分形为实例，对该城市形态进行研究剖析。

2 万州城的实例形态研究

2.1 地理位置

万州天仙湖区域项目地块属于万州苎溪河综合整治开发区域——三峡天仙湖修建组成部分之一。该项目基地位于万州主城区高笋塘与周家坝交界处的北滨路苎溪河段内侧。

基地南倚山地，北临天仙湖，扼守天仙湖与原苎溪河的交界处，对岸整个南滨路均能观察到这一区域，该区域也是万州地区重要的景观点。此地段地理环境优越，是典型的、能反映山地城市特色的地段。政府相关部门对这一地段的开发提出了具体的要求；即建成后的区域城市形态应当处理好山与城的关系。

2.2 地形地貌分析

该项目用地位于苎溪河流入长江之口的冲积河谷地带以西，处于天仙湖与周边山地之间较为平坦的台地，用地大致呈弧形带状(图1)，形状较为规则，全部为三峡水位淹没回填造地区。基地南面为高于基地200 m的台地，北面为天仙湖(图2)。开阔的湖面形成了整个区域的景观视线通廊，基地背依高于项目200 m的山地，形成了项目建成后的立面天然的图面背景。

图1 项目所在位置

图2 地形地貌分析

依托环境、尊重现状、满足发展、延续历史是城市空间形态模式选择的基本要求，也是城市空间形态可持续发展的必然选择。要在项目建设过程中做到最优化的选择，必须把握两个要点：首先要把握区域景观主导因素(即项目基地倚靠的山地)；其次要把握沿江城市轮廓线的延续性。就第二点而言，根据现有规划，城市轮廓线会随着城市改造发展的过程不断改变，因此，应当重点把握第一个要点，使得项目形态最终与环境景观主导因素——山体形成和谐的关系为主。

2.3 周边建设状况分析

万州天仙湖区域项目地块南临14 m城市次干路，北临26 m滨江路。南部为小天鹅批发市场，东北为北滨兰亭居住小区(图3)。

图3 项目周边建设状况

总的来说，基地以西地势较为开阔，建筑密度也相应较大，基地与山体之间的台地上的建筑较为低矮，但由于处于台地之上，对沿江城市群轮廓有明显的填充作用。

基地以东的现有房屋建成时间较长，城市形态具有密集而略显老旧的特征，房屋多为多层建筑，少量小高层建筑。临江城市形态反映出建筑的布置并没有妥善考虑显山露水的原则，发展基本建立在对沿江土地的饱和利用的基础上，且具有无序蔓延的趋势。

基地西北方相邻区域的建筑相较基地以东的建筑建成时间为短，建筑布置较为严整，但沿江建筑体量大而无当，且与周边自然环境没有应当的呼应。综合分析周边城市形态的现状可知，本案作为天仙湖南岸的起点位置，其形态的生成不但应当考虑自身，还应当成为未来南岸城市形态生成的标杆。

2.4 环境现状调研分析

该项目是万州天仙湖综合治理项目的一部分，很长一段时间以来，这个地段一旦被提起，给人的印象就是“一潭臭水，半座旧城”。这句话同时反映了该区域的生态危机和天仙湖对城市存在很大范围内的差评影响。

该地区不但水的生态环境受到破坏，同时城市发展也与周边自然环境出现矛盾。项目的目的在于整治水环境的同时，亦是为了改善城市环境，将该区域打造成为和谐生态、健康生活的新城区。

项目基地依山傍水，在大环境的要求下，要求协调统一周边环境；尤其是协调新建建筑与山的形态关系、论证地块的合理建设高度，并结合上级规划的具体定位和改造更新的目的，综合考虑基地周边环境提出的要求。建设将在进行项目总图以及单体设计时，保持与滨江干道景观及天仙湖周围山势层次错落与总体规划的统一，体现山水城市景观与周边建筑在形体、体量、高度、色彩等方面的有机协调；也体现了重庆第二大都市的风韵，延续其地域的文化特征，打造万州一流滨江居住区。所以，在建造中必须解决的问题，就是如何使建筑与山水及旧城达成和谐的关系。

3 基于分形方法的设计策略

3.1 研究步骤

首先，通过该区段对城市影响最大的区段进行分析、现场调研和咨询，确定基地对岸的主要视点，再通过主要观察视点所能观察到的城市立面效果，进行分形特征加以分析。同时，根据视觉认知心理学的相关理论可以知道，人类对信息的心理体验总的来说包含了两个环节：首先是信息从物理过程到神经过程的转化；接下来是从神经过程到心理过程的转化。前者环节的实现，有赖于人的视觉理解力，城市的形态与城市的总体观感是一个综合体，携带并传达了很多有效地被人所接受的信息；因此，城市形态要在创造本身优良视觉效果的同时，不能破坏环境的整体效果，要与环境氛围相融合，在达到和谐的基础上提高整体的视觉效果为佳。把握了设计原则之后，即需要严格按照步骤准备分形分析方法的各项数据(图4)。

图4 研究步骤

3.2 现状分析

首先，通过对调研取得的现状立面资料分析研究发现，沿江建筑基本沿山体下部三个台地建设形成三级台阶，但由于其间缺少绿化和其他反映地形的参照物，三级建筑在视觉层次上未能拉开，前后关系未能反映，所以，后部建筑对前期建筑之间的间隙形成了明显的填充作用。因此，在对本案进行形态设计时，项目自身的形态不是唯一的考虑因素，还要同时兼顾方案形成后，原有后部建筑的轮廓线与项目形态轮廓线的组合关系。

其次，从整体画面上看，建筑群中部尽管同样存在上述问题，但其天际线尚能与山体的分形特征呼应，而建筑群右部则因维数过大与背景发生冲突。

第三，根据上级规划可知，在未来的城市规划中，周边区域的改造幅度很大，因此应当强调以我为主，协调建筑与周围不可变的景观因素，而无需考虑沿江城市轮廓线的延续性问题(图5)。

一般来讲，在城市设计和规划设计过程中，城市的绿地系统和城市中自然环境的保护在事实上是被动的，并不是主导因素，只能算作点缀，是后续的、次生的。这样的现实必然导致自然的城市景观因素的完整性和连续性得不到保证。城市和环境的关系主次颠倒，城市与自然的关系是割裂的。这样的结果，明显违背了城市是其固有生长基础之上的组成部分这一基本的前提。城市与环境间的生态隔离得不到保障，组团之间的天然生态隔离和绿带被侵占，随着组团的发展，各组团对新的发展空间的需求增大，而面对有限的空间只能就地扩张，不断地侵蚀周边的生态隔离绿地。

图5 沿湖建筑轮廓与山体轮廓线现状

3.3 维数分析

上述的这种一般性的情况，在对本案基地的调研中也一一凸显。因此，要改变这种情况，首先要改变的就是环境和建筑之间的主从关系，以相对具有不变性的自然景观环境为主和城市形态与之适应的方式，打造与自然相协调的城市形态。同时，还应当合理进行开发建设最大化城市开放空间的面积，在优化城市结构、提供安全空间的同时，形成景观效益良好、可达性高的城市公共空间，以提高人居生活品质。

其次，要使新建区域与山体关系和谐，必须取得该区段的山体维数，然后通过这个维数对几个论证方案进行评估。其具体做法是通过盒数维数计算法，计算出山体轮廓线(图6)，再分别计算出按照各种设计要求，布置设计的社区建筑整体轮廓线的维数，最后通过数据比对，确定分维值与山体维数分析数据最为契合的方案，并通过各方面的对比研究和综合权衡，调整出最适合的设计方案。

图6 维数分析

3.4 设计策略

经过景观视线分析，该建筑布置方式能够在较好的适应山脊轮廓线的同时，不遮挡其后两级建筑的视线。这样的一个要求，使新建筑的轮廓线必须同时照顾到其后建筑对其产生的填充作用。通过软件计算得出的结果来看，现有的建筑轮廓分形维数为1.254左右，而其后的丘陵山脊的轮廓线的分形维数为1.148左右，两个数据之间的差距达到0.106。根据计算结果，与山体形态分形特征相契合的建筑设计方案，其外形轮廓线的分形维数应当在考虑周边建筑,尤其是基地与山体之间的原有建筑，对前部建筑轮廓线的填充作用的前提下，靠近1.148这个数据，这样才能使二者在图形特征上产生良好的呼应，形成协调的图底关系。

本案的设计过程在满足容积率、建筑密度、绿化率以及建筑间距等限制条件的基础上，一共做出了四个必须方案，然后根据方案，建立了大致的体量模型为形体融入实景照片做准备。通过前期的工作模型融入实景照片(图7)，取得了每个方案的沿江立面形态的分形维数值，并将这些数值与山体的轮廓线分形维数1.148进行比对，最终获取了分形特征与山体形态最为契合的方案(图8)。

图7 设计分析过程

图8 设计分析结果

4 结束语

本文通过实地调研、资料收集、分析归纳等应用手段，提出分形用以认知山地城市形态及控制城市设计的方法和策略。在这个设计方案中，笔者把握的理念是自然决定设计，而不是由设计来决定自然，要让山地建设在自然环境的基础上，使建筑物与自然环境有机地融合在一起，就应当把握好自然，不要让人为的任性对自然环境乱加改造，任意胡为的结果便会损害环境的自然美；把握了自然环境，才能体现出个体城市的特性。文章主要讨论了认知和评估环节，并在设计策略上进行了研究探讨，为城市形态的研究以及相关问题，提供了一定的理论依据。

2015-06-17

何普森(1976～)，男，工学硕士，工程师，从事建筑设计工作。

TU201.1

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