山地城市老旧社区梯道光环境改善策略初探——以重庆市渝中区嘉西村社区为例

李 鑫，严永红，刘 玮，伏思奇

(1.重庆大学建筑城规学院，重庆 400045; 2.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)

引言

自20世纪90年代以来，中国的城市更新政策经历了从旧城改造、旧区再开发到有机更新、社区微更新的转变[1]。在“五位一体”的总体布局下，地方政府全面开展针对旧中心区、旧居住区、老工业区、城中村以及历史街区等地区的更新改造工作。2021年国家相继出台多项政策[2-4]，实施城市更新行动。

资料显示，本世纪我国将长期保持全球最庞大的老年人口，截至2021年5月，重庆市60岁及以上的人口为701.4万人，占21.87%[5]；而重庆又是一个山地城市，在城市的核心区遍布着大量由梯道衔接的老旧社区，这些社区的老龄化程度特别高[6]，由于梯道所造成的老人跌落事故频发[7-10]。刘玮[11]对重庆市渝中区5个典型老旧社区进行了梯道照明的调研，发现这些社区的梯道基本没有照明,无法满足老年人夜间出行的基本需求，同时对于一些坡度较大的梯道，老年人出行也十分不便。以重庆市渝中区嘉陵桥西村为例，社区已经历经多轮改造[12-15]，但是针对光环境的改造相对较少，采用的手法也较为简单，其照明的功能性和景观性还有待提升。

综上所述，老旧社区的梯道照明问题突出，亟待解决。

1 户外梯道照明需求

1.1 梯道照明与跌落事件的相关性

Jacobs[16]、Ghodsi[17]、Stevens[18]、Hamel[19]、Hausdorff[20]的研究发现老年人在楼梯坠落的风险比年轻人高，并且照明不良与楼梯坠落风险增加有关。Bosse等[21]的研究发现在下楼梯过程中，老年人可能会表现出比年轻人更危险的运动模式，这可能说明老年人控制平衡的能力下降。Thomas等[22]、Zietz等[23]的研究发现与正常光线下的年轻人相比，老年人在较低光线下看台阶的时间更长、步长缩短，下楼梯更慢。

以上研究表明，楼梯的照明环境与跌落事件的风险具有相关性，并且与年轻人相比，老年人受此影响更大。

1.2 梯道照明的参数要求

Shaheen等[24]的研究发现与300 lx相比，11名60岁以上的受试者在50 lx的楼梯间中的行走速度、步频较低，站立时间显著增加。Hamel等[19]的实验发现在3 lx照度条件的楼梯间中，老年人出现摔倒事件，而年轻人未出现。邢力骏[25]在研究不同室内照度(3 lx、75 lx、300 lx)对老年人下楼梯的稳定性的影响时发现,照度为75 lx时基本可以满足老年人的需求。刘玮[11]的实验发现，梯道踏面阴影比例位于0.25～0.5之间，踏步踢面照度定为踏面照度的1/2时最佳，照度下限值为10 lx。

国外的规范[26-28]对室内楼梯的照度规定大致为75～100 lx，国内相关照明规范[29]对室内楼梯间的照度规定是住宅建筑楼梯间为50 lx，教育建筑楼梯间为100 lx，CIE出版物[30]中提到了阶梯的照明设计原则，对于踏面的照度建议值为不小于40 lx，对于踢面的照度建议值为不大于20 lx(表1)。

表1 CIE 136—2000人行阶梯和坡道上的照度要求[30]Table 1 CIE 136—2000 Lighting requirements on steps and ramps

室外梯道相比于室内楼梯的情况更为复杂，但是二者特征相似，从安全通过的角度考虑，具有一定的共通性，室内楼梯照明的相关标准可作为室外梯道照明研究的参考。

1.3 梯道照明与社区活力的相关性

城市夜景照明通过强化人们对空间元素的感知，提高夜间城市的可识别性[31],包括道路、边界、区域、节点和标志物这五个城市基本元素[32]。成功的活力空间往往具有较强的空间辨识性，并有助于形成特色的视觉景观,从而吸引游客与市民前往，城市活力得到激发和提升[33]。艺术化的城市照明可以创造出充满社会性、娱乐性的室外空间，打破夜间的限制，激发特定的社会活动[34]。Pihlajaniemi[35]在对城市公共空间的研究中发现，适应使用者行为活动的城市照明能从视觉、行为、社交、心理等多个层面影响人们对于城市空间的体验，增加人们夜间使用城市公共空间的频率和时间，对提升城市活力产生积极作用。

社区是缩小版的城市，社区的活力也受特定空间视觉景观的影响，利用既有公共空间，通过特定的事件经营和文化活动来代替以物质更新为主体的传统更新模式，也是一种塑造城市内涵与活力的策略[33]。在嘉西村的社区中，梯道作为主要的连接纽带和特有的文化符号，通过改善梯道照明的功能性、融入照明的艺术性，可塑造山地城市老旧社区特有的夜间视觉景观。

2 现场调研

嘉陵桥西村的区位、交通、景观等条件优越，是重庆嘉陵江畔重要的城市阳台和景观节点,具有丰富的文化要素。社区被城市交通干道环绕成岛，车行不可达,步行需爬高坡[13],梯道既是连接纽带，也是文化符号。社区已历经不同程度的改造更新，主要侧重于日间公共空间，夜间照明的功能性、景观性还有待提升[12-15]。

2.1 调研内容

参考国内外标准[26-30]对于室内楼梯照明质量的规定，确定本次现场调研内容为梯道夜间照明参数(照度、色温、显色指数)和梯道夜间照明环境主观评价(表2)。

表2 调研内容Table 2 Research contents

2.2 调研方法

2.2.1 客观测量和计算

调研时间为2021年7月，考虑到重庆地区的日落时间，调研时间定为20：00—23：00。测量、计算指标包括梯道踏面平均照度、踏面照度均匀度、踢面平均照度、踢面照度均匀度、踏面阴影占比、色温、显色指数。测量方法参考《照明测量方法》(GB/T 5700—2008)[36]，上下台阶应测量台阶面水平照度和台阶踢板垂直照度，测点在上下台阶横向二等分或三等分，纵向宜将上下台阶通道间距距离5～10等分(图1)。

图1 照度测量方式示意图Fig.1 Diagram of illuminance measurement method

2.2.2 主观问卷调查

参考《光环境评价方法》(GB/T 12454—2017)和李克特量表设置满意度评价题目，评价指标设有清晰度、均匀度、光色满意度、眩光满意度、整体安全感、整体满意度。每个指标设置5个选项分别为“非常不满意”、“不满意”、“一般”、“满意”和“非常满意”。

2.3 调研结果及分析

2.3.1 客观测量结果统计

嘉西村内的梯道多达30余处，综合考虑梯道级数、围合形式、分布位置、人流量、照明现状等因素，选取8个具有代表性的梯道进行测量，测量结果见表3。

表3 嘉西村典型梯道照明数据实测Table 3 Typical lighting data of Jiaxi Village

社区内的照明形式以路灯立杆照明为主，光源以LED为主，少部分为荧光灯或者高压钠灯，形式比较单一。夜间照明严重不足，部分主要梯道未做专门的夜间照明，仅靠周边住宅内部或周边路灯提供逸散光，居民的夜间出行无法得到保障，需用手电筒或手机补光，老年人甚至需用脚尖摸索梯道，梯道多为双面围合形式，宽窄不一，大多梯道在后期新添了不锈钢扶手，为新的照明形式提供了可能性。

社区内的照明设施数量不足且分布不均，部分梯道缺乏夜间照明。通过对社区内的重要梯道进行夜间光环境的测量发现，踏面平均照度为2.28～3.93 lx，踢面平均照度为1.01～3.78 lx，均匀度为0.1～0.9，不同梯道差异性较大。参考室内楼梯的研究结论，其照明现状远不能达到要求。

社区内的照明质量较差，受周围环境、照明形式的影响，梯道踏步水平照度均匀度普遍较低，不利于夜间辨认；梯道踏面和踢面照度对比较弱，立体感差。灯具安装位置未能在踏面上形成合适的阴影以增强辨识，踏步之间不易分辨(图2)。

图2 嘉西村典型梯道日间、夜间现状图Fig.2 Current situation of typical terraces at day and night

2.3.2 主观问卷结果统计

2021年7月，在嘉西村共发放问卷92份，收集有效问卷(居住时间>3个月)78份。对于清晰度、均匀度、光色满意度、眩光满意度、整体安全感、整体满意度这六项指标的主观评价统计结果如图3所示，问卷的可靠性分析见表4。

表4 问卷可靠性Table 4 Questionnaire reliability analysis

图3 问卷结果统计图Fig.3 Statistical chart of questionnaire results

清晰度和均匀度这两项指标显示，满意及以上占比均不足20%；光色、眩光、安全感、满意度这四项指标显示，或由于长时间居住，对环境较为熟悉，满意及以上的占比有明显提高，为40%左右，但均不超过50%。在现场调研时，发现部分居民自持手电筒等照明工具通过，居民对社区的梯道照明现状满意度较低，具有提升光环境质量的主观愿望。

表5的speraman相关性分析和图4交叉表统计显示，清晰度、均匀度、眩光满意度这三项指标和整体安全感之间具有显著相关性，同时整体安全感又与整体满意度之间也具有显著相关性。由此可见，清晰度、均匀度、眩光满意度三项指标在进行梯道照明设计时应该重点考虑。

图4 交叉表分析Fig.4 Cross table analysis

表5 相关性分析Table 5 Correlation analysis

3 设计策略

结合前文的研究，梯道照明设计应综合考虑功能性、经济性、景观性。

3.1 功能性

户外梯道照明设计应实现人们在夜间安全通过的功能性要求，尤其是在老旧社区中人行通过频率较高的梯道，结合相关标准和现有研究[11,25-30]，踏面照度建议值为40 lx左右，踢面照度建议值为踏面的1/2左右，不宜大于20 lx,梯道踏面阴影比例位于0.25～0.5之间较为适宜，同时结合前文的分析结果，清晰度、均匀度、眩光满意度也应重点考虑。

3.2 经济性

夜景照明应考虑经济性，梯道照明在满足功能性的基础上应避免过高的能耗[37]。在个别为营造景观效果而需提高能耗的区段建议实行平日模式、周末模式、重大节日模式进行分级控制。

3.3 景观性

3.3.1 照明形式

常见的梯道照明形式有路灯照明、踏步侧边照明、踏步下嵌线条灯、扶手照明[11]，如表6和图5所示。梯道照明设计时应结合场地现状采取适宜的照明形式。

表6 常见的梯道照明形式[11]Table 6 Common forms of stair lighting

图5 梯道照明形式示意图Fig.5 Schematic diagram of lighting forms on stairway

3.3.2 控制模式

通过对灯具的控制模式进行设计，形成具有趣味性的照明效果或者融入人灯交互的特性，以增加景观性。

3.3.3 氛围营造

在满足功能性、安全性的基础上，光色可有一定的冷暖倾向，结合季节特点或场所特质烘托特定的光环境氛围，以提高景观性。

4 基于设计策略的初步构想

本研究团队从功能性、经济性、景观性出发，以刘玮[11]的前期研究为基础进行梯道照明艺术装置设计，在2020年12月荣获第十八届亚洲设计学年奖“光与空间”金奖，而后在调研的基础上进行深化，具体如下。

4.1 功能性

在梯道的上下两端增加功能性路灯照明(图6)作为基础并达到照度建议值，在右侧设置具有功能性照明、人灯交互、重物便携提升功能的光艺术装置(图7)，通过压力感应向下照亮下前方的台阶，以达到清晰度的要求。如仅采用立杆照明，则均匀度较差，因此在梯道的左侧设置扶手照明(图8)以提高均匀度; 为避免产生眩光，三种照明方式均严格控制灯具遮光角。

图6 设计概念平面示意图Fig.6 Design concept plane diagram

图7 设计概念右侧立面示意图Fig.7 Schematic diagram of the right elevation

图8 设计概念左侧立面示意图Fig.8 Schematic diagram of the left elevation

4.2 经济性

实行平日模式、周末模式、重大节日模式进行分级控制，经济性方面，仅在特定时段如周末、节假日开启三盏LED单色灯，与过往行人在墙体上形成丰富的光影效果。

白日模式[图9(a)]：灯光关闭，右侧装置的托盘可以帮助社区人群进行重物提升，把重物放置于托盘内，握着装置的扶手上行，实现一定的便利性，至顶端后在重力的作用下自动滑落至底端，如此反复。

图9 工况分析图Fig.9 The operation mode

夜间互动模式[图9(b)]：功能性灯光开启(上下端的立杆照明、梯道左侧栏杆的扶手照明、装置的触感下位照明)。同时，装置的互动灯光开启，向左侧投出三色光，与行人共同在栏板上形成多彩人影。

夜间平日模式[图9(c)]：功能性灯光开启(上下端的立杆照明、梯道左侧栏杆的扶手照明、装置的触感下位照明)，装置的互动灯光关闭。

4.3 景观性

在梯段内采用兼具功能性与艺术性的照明策略，在左侧设置扶手照明(图8)，灯光随人走过时逐渐增强然后熄灭，具有“呼吸”的美感。在右侧设置具有功能性照明、人灯交互、重物便携提升功能的光艺术装置(图7)，在特定时段如周末、节假日开启三盏LED单色灯，与过往行人在墙体上形成丰富的光影效果[图9(b)]。

5 讨论与总结

随着镇化发展进入了提升质量的战略性调整阶段[1]，国家在近几年相继出台关于旧城改造、城市更新的多个重要文件[2-4]，更加注重城市发展的内涵。

城市照明在夜间城市物质空间环境中对城市活力的营造具有独特的能动作用[38],城市更新除了大规模拆除棚户区这种激进的更新方式外，更应在保留原有城市基因的基础上进行社区微改造。现有的老旧社区更新策略主要集中在基础设施、公共空间等层面[39]，而以景观照明为切入点的手法相对较少。从照明方式、水平、质量、适应性、交互控制等各个方面围绕使用者行为模式进行针对性的城市公共照明设计，有利于提升光环境质量与社区活力[40]。

梯道照明属于城市公共空间照明的组成部分，其光环境质量事关行人安全，尤其是在山地城市的老旧社区，梯坎众多[11]、老年人口占比大[5]，光环境的重要性不言而喻。同时，灯光作为一种媒介，通过公共艺术的形式可以对夜间城市空间环境的表现和品质产生影响[41]，或可作为老旧社区微改造的新思路。

将嘉西村的调研结果与相关标准[26-30]进行对比后发现，社区的梯道照明现状远达不到相关标准的要求，居民满意度也较低。在进行梯道照明时，应从功能性、经济性、景观性进行综合考虑。文中提出的初步设计构想以光为切入点，将灯光艺术与重物提升这两个要素巧妙串联，以光作为媒介，提升老龄社会社区生活质量，为老旧社区注入活力。

文中提出的照明艺术装置的设计构想具有一定的探索意义，但方案的成本相对于传统的照明手法更高，不利于大面积展开，或可在特定的、适宜的局部采用，而就一般性的老旧社区可参考方案的设计思路，开发具有普适性、低成本的方案。最后，对于室外梯道光环境的最佳照明方式、色温、照度建议值及各影响因子的权重还有待进一步研究，可为室外梯道照明提出下一步的设计策略优选。

致谢：特别感谢刘玮[11]的前期研究成果，为本文的研究奠定了基础。