中国夏热冬冷地区传统街道界面形态特征量化研究

李 义 周 钰 罗思杨

街道空间的形成依赖于两侧建筑界面与街道底界面的围合，因而街道界面形态对街道空间的塑造起着重要作用。我国夏热冬冷地区①历史文化遗存极多，住建部自2003年伊始公布的“历史文化名镇”在全国范围内形成以长三角与四川盆地为主的两个分布区域均位于该气候区[1]。近代以来，夏热冬冷地区城镇经济发展迅速，并逐步形成了以上海、江浙、湘鄂赣及川渝为主的长江经济带。一些城镇在迅速发展过程中，大量传统街道遭到破坏，发展与保护的矛盾极为突出[2]。因此，通过量化研究厘清夏热冬冷地区传统街道界面形态特征，为传统街道的保护更新与当代城镇街道的建设提供理论与技术支持显得尤为迫切。

1 研究背景与研究样本

1.1 研究背景

西方学界对街道形态的研究开展较早。自19世纪末出版的《城市建设艺术》而后，《城市意象》、《美国大城市的死与生》、《交往与空间》及《伟大的街道》等具有广泛影响力的著作均揭示了街道的重要作用。街道的量化研究自20世纪80年代逐渐兴起，较具代表性的为比尔·希利尔（Bill Hillier）等提出的空间句法理论及技术；以及斯蒂芬·马歇尔（Stephen Marshall）所提出的路径结构分析理论[3]；同时，也有荷兰学者以街道网络密度作为主要量化参数描述城市形态，并组合容积率、建筑密度、开敞度及层高四个参数对城市街区形态类型进行研究[4]。

我国学界近年来对街道空间的研究日益重视，涌现出大量研究成果（刘滨谊，2002；龙瀛，2017；徐磊青，2018）。而针对街道界面的量化研究也越加深入，并涌现出众多量化参数指标，如界面密度、近线率及界面透明度等[5-9]。以我国传统街道为对象的研究中，主要有如下三方面成果。其一，对某一特定传统街道展开研究（庄程宇，2007；吴强，2007；熊健，2008；李琳，2017）；其二，对某一城市或区域中传统街道展开研究（扈万泰，2008；彭鹏，2010；李翅，2014）；其三，就传统街道的更新设计进行宏观策略探讨（余翰武，2008；陈雪容，2012；李玲玲，2014）。

总体来看，现有研究较少涉及传统街道界面形态特征，更遑论某一地区的研究。因此，厘清夏热冬冷地区传统街道的界面形态特征及典型类型，为传统街道的保护更新及城镇街道建设提供理论依据是当下亟待解决的问题。

1.2 研究样本

本研究选取由国家住建部评选公布的历史文化名镇中的街道作为研究样本，其评选标准较为权威。针对传统街道而言，无论是国家政策[10-11]与城镇化进程[12]，还是理论研究[13-15]及规划实践[16-17]探索，均在2007年前后出现较明显的拐点。在2007年之后，我国城市建设从增量扩张向存量优化进行转型，对内城、旧城的更新改造增多，这对传统街道的历史风貌造成一定影响。在2007年之前入选的历史文化名镇因受到《文物保护法》等法律保护，在高速的城镇化进程中很大程度上免遭破坏，保持了较高的原真性。能较早被评选为历史文化名镇亦突显其代表性。因此，本文选取2007年及之前（2003、2005、2007）入选的前三批夏热冬冷地区历史文化名镇中的主街为研究对象②。

2 中国夏热冬冷地区传统街道界面形态特征

2.1 传统街道界面形态特征的量化测度方法

街道形态量化测度方法主要涉及城市形态、环境行为及空间认知等研究领域[18]。那么，在众多的量化测度方法中，哪种方法可充分描述我国传统街道界面的形态特征？针对人工规划型街道而言，人对街道界面的心理认知最易被水平维度上的疏密程度与参差程度所影响[19]。亦有学者认为，就人的空间认知而言，街道空间形态中的界面形态、街道宽高比、界面高低错落程度及天空开阔度对人的空间认知有着重要影响[20]。综上所述，针对中国传统街道而言，可认为街道界面的疏密程度与参差变化程度是其在水平维度上的两个主要形态特征；街道宽高比可有效表征街道界面在垂直维度上的形态特征。我国传统民居多为1～2层，高低错落变化较小，因此街道界面的高低错落程度与天空开阔度对传统街道界面形态的表征意义较为有限。

街道宽高比（D/H）及界面密度的理论研究与实际运用均较为成熟。其中，街道宽高比是指街宽与建筑高度之间的比值关系。街道界面密度是指街道一侧建筑沿街道投影面宽与该段街道的长度之比，其计算公式为[21]。在关于街道界面参差形态的量化测度方法中，已有学者基于“贴线率”算法的局限性，提出了“近线率”概念与算法，用以表征街道界面贴近或远离街道边界的距离[7]。但近线率算法仅适用于有明确街道边界的人工规划型街道，而我国传统街道多为自发生长而成，该算法对此并不适用。

因此，论文提出“界面参差率”这一概念用以表征自然生长型街道界面形态在水平维度上的参差变化程度，在算法上以街道宽度的离散程度进行表征（图1），其公式为：（Cv为变异系数；σ为街道宽度的标准差；μ为街道宽度的均值）。

图1 界面参差率算法示意图

界面参差率越低，则表明街道界面越平整，低至0时，表明街道界面无任何凹凸错落；反之，界面参差率越高，则说明街道界面越参差不齐（图2）。

图2 不同界面参差率街道界面形态

2.2 街道宽高比特征

笔者对周庄古镇等11个古镇中的16条主街进行了实地调研测绘③。以相同间距选取10个点的宽高比数据进行计算再取平均值，具体算法见图3。对未能进行实测的街道以网络街景图像导入AutoCAD进行计算。

图3 传统街道宽高比测度方式示意图

已有研究认为，当街道宽高比小于1时，随比值的减小会产生接近之感；当宽高比大于1时，随着比值增大会产生远离之感，当比值超过2时，会产生宽阔之感；当宽高比等于1时则产生匀称之感[22]。因此，将研究样本宽高比的量化结果以小于1、1～2之间以及大于2进行区分（表1）。

表1 街道宽高比分类统计

研究结果表明，我国夏热冬冷地区传统步行街道宽高比基本小于水街。就全部样本来看，宽高比小于2的样本约占76%。传统步行街道宽高比小于2的样本约占93%。基于芦原义信等学者的研究结论，可认为我国夏热冬冷地区大部分传统街道宽高比可形成较好的空间围合感。街道宽高比小于1的街道约占总样本的32%，大多集中在东部地区，其比值多为0.7～0.9。宽高比在1～2之间的约占44%，大多集中在夏热冬冷中部与西部地区，其比值多集中在1～1.5之间。宽高比大于2的约24%，以东部地区的传统水街为主（图4）。

图4 各地区传统街道宽高比占比

2.3 街道界面密度特征

早期学者通过定性研究认为街道界面的密集程度对街道空间的形成有着重要作用[23]。后经量化研究发现，街道界面密度大于70%是一条舒适宜人的街道不可或缺的要素[24]。从近年街道界面量化的研究中可发现，运用Google Earth取样结合Auto CAD与Grasshopper进行量化测度是针对大量样本计算街道界面密度时的可行方式[19-20]。

经量化研究，发现夏热冬冷地区传统步行街道界面密度多在85%～95%左右，水街界面密度相对低于步行街道，多在80%～85%之间（表2）。江南水乡中的公共码头、私家码头及庭院等使水街界面豁口较多，界面密度相对较低（图5）。而传统步行街道大多用地紧凑，建筑密度较高，因而界面密度较高。总体而言，夏热冬冷地区传统街道界面密度较高，较强的空间限定带来较为舒适宜人的空间感受。各地的传统步行街道界面密度之间差异较小，而水街的界面密度则低于传统步行街道。

图5 周庄古镇与枫泾古镇水街界面

表2 夏热冬冷地区传统街道界面密度

2.4 街道界面参差率特征

在街道界面参差率的量化测度中，运用Google Earth对街道进行取样，通过Auto CAD描绘街道界面及宽度等相关线。在此基础上，以3m间距（民居面宽一般大于3m）对街宽进行取样并在Grasshopper 中对数据进行统计，最后计算其界面参差率。

研究结果表明，夏热冬冷地区传统街道界面参差率基本小于60%，但各样本之间差异较大（表3）。因此，将传统街道界面参差率分为0～20%（参差变化较少）、20%～40%（参差变化适中）、40%～60%及以上（参差变化较多）三个区间，以期更好地描述传统街道界面参差变化形态，并进一步探索不同界面参差率的街道是否存在地理空间分布规律。

表3 夏热冬冷地区传统街道界面参差率

由图6可知，传统街道界面参差率主要集中于20%～40%与40%～60%这两个区间，在总体样本中各占4成。江浙等东部地区传统街道界面变化较丰富，近8成样本在40%～60%这一区间。川渝等西部地区传统街道界面变化程度适中，近6成样本在20%～40%这一区间。湘鄂赣等中部地区界面形态变化较为适中，7成样本在20%～40%这一区间，该区北侧赊店古镇与荆紫关古镇的街道界面参差率较低，而与浙江交界的瑶里古镇与上清古镇的街道界面参差率较高。东部地区水街界面参差率较低，近7成样本在0%～20%这一区间。可知，传统步行街道的界面参差率往往高于水街。

图6 各地区传统街道界面参差率占比

3 中国夏热冬冷地区传统街道界面形态类型及分布规律

3.1 街道界面形态类型区分

夏热冬冷地区传统街道界面形态特征既有共性，亦有差异。综合上述量化参数测度结果，运用SPSS对研究样本进行聚类分析，可得四种主要类型。其中淳溪古镇与上清古镇老街，以及西江古镇、西沱古镇、金刀峡古镇与太平古镇老街这6个样本形成两个小众分支，综合考虑样本的整体分布，将其归入近旁类型。

其中，A 类型传统街道宽高比多在1～1.4之间，平均值为1.26；界面参差率在30%～45%之间，平均值为35.73%；界面密度为90%左右。B类型传统街道宽高比多小于1，平均值为0.98；界面参差率基本大于45%，平均值为51.32%；界面密度则多为85%～90%，平均值为88.68%。C类型传统街道宽高比多在1.1～2之间，平均值为1.47；界面参差率基本在30%以下，平均值为21.33%；界面密度多在90%～95%左右，平均值为91.33%。D类型界面形态其宽高比基本大于2，平均值为3.17；界面参差率基本在85%以下，平均值为80.09%；界面密度多在20%左右，平均值为17%。

综合三个量化参数对全部样本进行三维空间分布分析，可知各类型样本均呈现出极强的聚集性，表明基于SPSS系统聚类分析所得结果较具合理性（图7）。

图7 各类型传统街道界面形态分类

3.2 街道界面类型的空间分布规律

基于研究样本的类型区分，进一步探索其地理空间分布规律。夏热冬冷地区自东向西涵盖范围较广，大体可分为江浙沪等东部地区、湘鄂赣皖与河南等中部地区及川渝贵与广西等西部地区（图8）。其中，东部地区可分为传统步行街道与水街两种。

图8 夏热冬冷地区传统街道界面形态类型地理空间分布

据分类结果可知，A类型中一共有22个样本，其中6成处于西部地区，东部与中部地区各占2成左右；B类型样本数量亦为22个，近七成为东部传统老街，其次为占比2成的西部老街；C类型中共15个样本，以中部老街为主，占比4成；其次为西部老街，占比约3成，东部老街与传统水街则各占2成与1成；D类型共11个样本，均为东部地区传统水街（图9）。

图9 不同类型传统街道各地区占比

将研究样本按不同地区进行三维空间分布分析可得图10。可知东部地区水街呈现出极强的聚集性，表明其街道界面形态特征相似性极强。东部地区及西部地区传统街道亦呈现较强的聚集性，仅有少数其他地区街道界面形态与其相似，其界面形态特征相似性较强。而中部地区相对样本较少，其聚集强度虽不似其他地区那么强，但仍有过半样本聚集在同一区域，亦表明该地区传统街道界面形态特征具有一定的相似性。

图10 各地区传统街道三维空间分布图

4 研究结论

本文在明确量化参数与测度方法的基础上，对我国夏热冬冷地区传统街道界面形态特征进行了量化研究。研究结果表明，夏热冬冷地区传统街道界面密度多在80%～95%之间，可形成边界清晰的街道空间。各地区界面参差程度各异，东部地区界面参差率多在40%～60%之间，中西部多在20%～40%之间，东部水街多小于20%。街道宽高比多在2以下，江浙等东部地区街道宽高比较小，多在0.7～0.9之间；中西部地区相对较大，多在1～1.5之间。

基于量化研究，运用SPSS对研究样本进行系统聚类分析发现，夏热冬冷地区传统街道存在四种典型的界面形态类型，且在地理空间分布上存在规律。其中，A类型多分布在夏热冬冷西部地区，其街道界面形态特征为宽高比、界面参差率均较为适中且界面密度较高。B类型多分布在东部地区，其街道界面形态特征为宽高比较小、界面参差变化丰富且界面密度较高。C类型的分布聚集性稍弱于其他类型，主要分布在中部地区，其界面形态特征为宽高比适中、界面参差变化较少且界面密度极高。D类型均为东部地区水街，其街道界面形态特征为宽高比大、街道界面平整且界面密度相对较低。

以上结论揭示了我国夏热冬冷地区传统街道界面形态的特征及其分布规律，可为传统街道的保护与更新提供理论与技术支持。后续研究可进一步探索传统街道界面形态内在的形成机制与影响要素，并转化为设计方法，为街道建设提供更为直接的助力。

资料来源：

文中图片均为作者自绘或自摄。

注释

① 我国夏热冬冷地区包括上海、浙江、重庆与湘鄂赣全境，江苏、安徽与四川大部，陕西、河南南部，贵州东部，福建、广东、广西北部与甘肃南部的部分地区。

② http://www.mohurd.gov.cn/wjfb/200611/t20061101_157345.html。

③ 笔者实地调研的11个古镇街道为：周庄古镇中市街与南市河水街、同里古镇明清街与陆家埭水街、西塘古镇西街与西塘市河水街、乌镇西栅大街与西市河水街、涞滩古镇顺城街、双江古镇正街、枫泾古镇北大街与水街（清风桥至泰平桥）、周老嘴古镇老正街、七里坪古镇长胜街、兴坪古镇老街。