基于光照需求的老旧小区公共空间更新设计研究

■孔 帅，何 理，张鹏飞，王艺淳

改革开放四十多年以来，我国的城市人居环境品质与人民福祉水平提升巨大。曾经为满足城镇化居住需求而兴建的大量社区，却因无法紧跟时代发展而逐渐老破、陈旧与落后，并随之产生了光照资源分布、功能设定与居民需求不匹配，公共管理与空间服务不合理等问题，使得受众在公共空间自发改造空间结构、破坏环境肌理，“争夺”“占领”光照区域等违规现象屡禁不止[1]，对老旧小区公共空间更新、改造等民生工作、工程有效推进造成了极大阻碍。天津作为中国北方较为典型的老龄化城市，存在着数量较多的老旧小区。其公共空间普遍有着房屋集聚乱建、基础设施老旧、景观环境脏乱、功能空间无序等问题，又因区内各地块光照环境品质的参差不齐，使得各项以光照需求为核心的公共活动难以开展，人群活跃度因此降低，公共空间也变得愈发冷清[2]，削弱了居民对小区的认同感与归属感。阳光作为一种人类生存极度依赖的自然光源，既满足着人与自然节律相适应的需要，也对空间环境的功能、形态以及用户行为起着重要的引导、塑造作用[3]，是老旧小区环境更新与改造所需参考的重要因素。基于上述背景，研究将对老旧小区公共空间的自然光照资源的时空分布与居民行为特征信息进行搜集与剖析，从环境设计角度探寻老旧小区居民基于各类公共空间尺度、形态、界面的光照需求逻辑以及利于合理分配、精准优化光照资源、营造优质光环境的设计原则与应用策略，达到缓和居民空间行为冲突，高效、可持续地促进城市老旧小区的环境更新与活力唤醒，为建设和谐、生态、宜居的家园拓宽思路并提供实践论证。

1 研究设计

1.1 样地选择与区域概况

根据《天津市老旧房屋老旧小区改造提升和城市更新实施方案》中针对全市城镇范围内建成年代较早、失养失修失管、市政配套设施不完善和小区服务设施不健全、居民改造意愿强烈的住宅小区实施改造的规定[4]。研究选取了符合上述文件规范与更新提升条件的本溪楼小区作为对象。小区位于天津市红桥区，隶属于咸阳北路街道，建成于1983年。小区的建筑本体与室外环境均年久失修、设施陈旧破败，常住人口结构复杂且老龄化程度较高，具有典型的老旧小区特征[5]。研究所针对的公共空间多为存在于建筑实体空隙之间的开放、半开放场地，常以道路、广场、花园以及配套公共设施所组成，是居民开展公共活动、文化交流，丰富日常生活的空间载体[6]。本溪楼小区的公共空间由于空间界面与“权属”的混乱，加之部分绿化的遮挡以及物业管理的滞后，导致居民常会因个人光照需求对部分公共空间进行“肆意”改造，激化光照资源分配与利用之间的矛盾。随着周边高层建筑的不断兴建，亦在一定程度上压缩了小区光照资源的时空应用范围，使得居民的光照需求冲突更为显著，违规占用、改造现象更为频繁，形成公共空间更新的恶性循环。上述环境风貌与空间现象在建于20世纪80-90年代的天津市内住区较为典型[7]，相应的研究思路、方法与成果将具有积极的应用价值与社会意义。

1.2 研究计划与方法概述

天津地处中国华北平原东北部，为温带大陆性季风气候，四季分明，日照时数充足。光照资源的时空分布波动与光环境品质的优劣受季节、气候影响较大。因此，研究将遵循上述光照特征，综合采用实景勘测、行为注记、需求卡片、访谈观察、问卷调研等方法[8-9]，客观、详实地记录并梳理小区公共空间的自然光源照射时长、受光区域、光照强度、阴影面积等数据的时空波动，并将受众人群的行为特征，如活动类型、范围，持续时间，光照需求等信息内容转化、映射为图表，归纳其与空间的功能形态、公共设施、景观绿化间的动态联系规律与影响因素，精准地支持老旧小区公共空间更新设计决策的形成。

2 调研信息分析

2.1 空间光照资源现状分析

通过对本溪楼小区公共空间的实景勘测与居民的问卷调研所获信息可知，其光照环境分别受到了建筑、交通、场地、设施、绿化等因素的布局与形态影响，经整合后呈现出相应的三类光照效果（图1）与光环境参数层级（表1）。其中A区位于朝向为东偏北60度的11、12号居民楼南侧，其沿小区内主要交通道路而设，布局较为集中，与居民日常出入必经之处距离较近，加之周边大龄乔木较少，无过多遮挡，居民实际可获光照资源充分且可控，品质较高。B区位于朝向为东偏南30度的1、2、8、9、10号居民楼的西侧，与住宅门窗界面视域有一定距离，易受其间众楼房形体以及诸多间隔而布的大龄乔木阴影影响，居民基本可通过稳定途径获取中品质的光照资源。C区位于小区最南侧，有着最好的光照朝向与时间段，但却由于南侧新建高层建筑的遮挡以及各类高大、茂密绿植与杂乱设施填充于其中，加之场地管理的不善，使得居民难以通过便捷、可行的方式获得理想的光照资源。

表1 本溪楼小区公共空间光环境质量评测示意

■图1 公共空间光照资源实景分布图

研究基于所选区域的空间形态与光照资源分布特征，选取了易与周边空间环境因素相互影响，光照资源分布与品质变化、对比较为明显，具有一定代表性的空间范围。随后在2022年10月至11月近四周的每日三个时间段（7：00-11：00、11：00-14：00、14：00-18：00）进行实景勘测并应用软件Shadow Analysis予以模拟验证，获得了晴朗天气条件下研究区域的光照面积变化、质量分布、有效时长等信息，对其进行了规范量化与可视化（图2）。将A、B、C三类空间的数据予以采集、比较、计算，获得视觉详情（图3-图5）与评测详情（表2）。研究区域的光照信息模拟测算与实景勘测、问卷调研所得的结论较为吻合，即区域内光环境品质由优至差依次为A＞B＞C空间，基本符合节气规律与居民光照认知。研究将基于此标准，探讨其影响下的居民活动行为的时空特征与变化规律。

表2 A、B、C空间光照资源质量评价表

■图3 A空间光照资源质量分布信息示意图

■图4 B空间光照资源质量分布信息示意图

■图5 C空间光照资源质量分布信息示意图

2.2 居民行为类型与时空特征分析

2.2.1 类别特征

团队基于所选区域和时间范围的光照资源分布概况与质量评价，对居民的相应活动行为信息进行采集，将其归纳为3类活动需求与11种具体行为的数量占比和光照需求程度（图6）。其中，生活类活动占比为62%，其涵盖行为中除停车（光环境品质需求最低）外，其它行为对优异的光环境品质需求较强，排序依次为晾衣＞晒太阳＞种植（因植物品种的向阳需求差异产生较大变动）。娱乐类活动占比为23%，其涵盖行为在良好的光环境品质下均可顺利开展，需求程度排序依次为休憩赏景＞棋牌娱乐＞玩乐＞携童。锻炼类活动占比为15%，其涵盖行为在欠佳的光照品质下不受过多负面影响，需求程序排序依次为器械运动＞散步＞遛狗。

■图6 行为类别和光照需求程度图

2.2.2 时间特征

随着调研期间的白昼逐步变短，日照资源总量也随之递减，气温也因此降低。居民活动行为的时间特征也会产生相应波动。所获行为信息主要发生在晴朗无风的时间段，呈现出如下规律（图7）：①活动行为在上午9：00-11：00 达到当日第一个峰值，在下午15：00-16：00达到第二峰值，随后数值呈下降趋势，直至天黑，且在节假日和闲暇午后频率增多，对光环境品质要求一般。②在工作日，生活类活动需求占比最大，娱乐类和锻炼类则占比较小。尤其在7：00-11：00、14：00-18：00时间段内，需要高质量光照资源的行为发生率占比较高，主要为晾衣、晒太阳、种植。③在节假日，三类活动需求量均显著提升，但生活类活动需求的占比则降低较多。可见随着娱乐锻炼行为的增多，加之受空间范围、场地设施、活动时间、人流量等因素影响，居民对于行为发生时光照质量的要求会有所下降。④居民倾向于在上午进行晒太阳、晾衣、种植等光照需求较强的行为，而在中午阳光强烈的时间会选择暂时回避，其他行为类型的频率也同步降低。下午时间段内，娱乐类等光照需求较弱的行为增多。

■图7 行为数量时间分布图

2.2.3 空间特征

通过在研究区域内定点观测，可得发生在A、B、C空间的各类行为数量（图8），与行为总发生数占比和分布区域（表3）。从中可知：①在A空间内，4类生活类行为占比71%，受相邻的主通行空间影响，以住宅楼单元门口为中心向外呈递减、杂乱分布，属于组织性较弱的基础性行为；3类娱乐类行为占比13%，分布零散且变化范围明显，行为发生条件欠缺，空间需求的弹性变化显著；2类锻炼类行为占比16%，空间范围跨度大，流动性强，行为发生条件欠缺，仅作为过渡空间。②在B空间中，4类生活类行为占比54%，分布集中，易受场地设施的引导；4类娱乐类行为占比35%，人群密集度高，行为冲突现象严重，行为发生条件较为单一、固定；3类锻炼类行为占比11%，属于过渡空间的停留性行为，行为发生条件不足。③在C空间中，2类生活类行为占比19%，活动发生范围小，行为发生条件欠缺。3类娱乐类行为占比38%，分布随意、零散，自主发生性较强。3类锻炼类行为占比43%，行为发生意愿强烈，较A、B区域提升显著，反映出C空间是锻炼类行为的主要场地。

表3 行为数量占比与分布区域表

■图8 行为数量空间分布图

2.2.4 行为-环境矛盾分析

以晾衣、晒太阳、种植为主的生活类行为在环境影响因素中对光照质量要求最高。但因其不具备娱乐类、锻炼类行为可时空变动的特点，具有范围局限性且空间使用频率较高，对光照以及场地特性的要求与依赖较强。停车行为在环境影响因素中对光照质量要求较低，但受距离、场地限制较多，空间使用频率较高。休憩赏景、携童、玩乐、棋牌等娱乐行为在环境影响因素中对光照质量要求一般，主要集中在B空间和C空间。因娱乐类行为本身空间流动性强，故在场地、设施等因素的影响下对于光照需求程度适中，空间使用频率一般。器械锻炼、散步、遛狗等锻炼类行为在环境影响因素中对光照质量要求较低，受场地、设施、绿化、交通等因素的影响程度较高，空间使用频率一般。其中，晾衣、棋牌、器械锻炼等行为易受空间场地条件与光照品质变化的影响，其行为需求与规律较为动态，所涉及因素也较其他行为更为复杂。可见，流动性较强的通过性行为多需使用空间的道路交通属性，对所需光照资源的适配准确度较低，相应的行为需求较少。而流动性较低的停留性行为多需使用空间的设施、绿化、视野等环境要素，对所需光照资源的适配准确度较高，易产生较为多样的生活、娱乐行为与相关冲突。

3 居民行为与光照需求的矛盾层级分析

将居民活动予以行为注记（图9）可知居民活动行为具有明显的趋光性和时空波动特征。结合其行为影响因素与光照环境现状（表4）可见如下详情：在A空间（光照品质优异），晾衣行为（光照需求高）发生频率较低且停车行为（光照需求低）发生频率高；可整合不同行为特性，区分基础性与自发性活动的光照需求，以时间、空间特征来细化功能服务。在B空间（光照品质良好），晾衣行为（光照需求高）、停车行为（光照需求低）发生频率较高且休憩赏景、携童、玩乐（光照需求中）行为发生频率较低；可合理地设定停车范围、充电条件以及遮蔽设施，将停车行为的边界予以强化，时间予以错峰，使区内的光照、场地资源得以安全、高效、优化的被利用。在C空间（光照质量差），晒太阳（光照需求高）、休憩赏景、携童、玩乐（光照需求中）行为发生频率较高，遛狗、散步、器械锻炼行为（光照需求低）发生频率较高。应通过修剪遮光绿植，更新绿化与活动设施以提升大部分区域的光照资源与品质，营造行为矛盾较弱的活动空间组块。可见，上述行为现象与居民的光照需求存在显著差异，故需在空间更新之初，剖析受众的光照需求层次与行为活动间的动态联系与矛盾层级，理解影响因素的主次、从属关系，以充分尊重小区环境风貌与居民生活习惯为前提，考虑空间功能服务、光照环境特征、居民行为变化之间的能动性与平衡性，对受众的行为、光照需求进行灵活引导，秉承实事求是、因地制宜、经济可行的标准提炼设计原则，运用更为多元、分层、融合、细化的设计手法，调控光照质量，缓解行为矛盾，提升居住品质。

表4 研究区域居民行为需求与光照环境对比表

■图9 研究区域居民活动行为注记示意图

4 更新设计原则解析

4.1 光照优先性

应着重分析区内居民的行为特性与光照需求等级以及光照资源的时空特征的矛盾程度，对需求最为旺盛、矛盾最为激烈之处的光照资源与功能用地进行时空优化配置，将行为类型与发生频次进行协调设定、精准划分，挖掘居民行为与光照需求优先满足的环境优劣因素与营造方法，尽可能在光照质量最好的区域规划能够满足居民最强光照需求的功能空间，并以此为资源中心，对各处“光圈”进行有效串联，从而缓解人—人、人—地冲突的主要行为矛盾。

4.2 空间整体性

应充分认识到区内空间的动静分区与人车流线堆叠、混乱等规划问题对居民的活动行为约束显著，使得光照资源的供给现状与居民行为的光照需求难以协调。为此，应基于空间环境的现状条件、更新潜力与居民的行为习惯，在形态为点状、线型、面域空间内构建具有较高可达性与行为复合性的功能结构与活动层次，最大化地减少居民活动行为的割裂性与对立性，多以植入式的改造手法为主，为使用者提供更为多元、有序、整体的社交环境[10]，从而动态化地实现居民行为、场地功能与光照需求的平衡，渐进提升周边环境品质。

4.3 边界共享性

应遵循区内空间功能、受众主体、活动类型、时空行为多样化、动态化的特征，从横向完善功能服务的层级与弹性，纵向优化场地边界的复合条件与共享契机，着重以光照资源与需求的时空变化视角统筹居民活动行为，植入利于柔化边界节点，具有领域分隔特性的环境要素[11]，使其在时空状态下符合居民的行为差异，减少行为冲突，营造良性的互动氛围，激发居民开展、参与活动的热情，增强空间归属感。

4.4 尺度适用性

应基于区内外“生活圈”的“单位”尺度标准，在宏观尺度上以道路为圈界、区块为定点、活动为载体，平衡时空范围内居民行为与空间服务、设施配套的应用条件与互助关系；在微观尺度上对区内各功能空间实际行为发生的时空分布、光照、设施条件进行深化设计，使其更为亲切、舒适、包容，提升居民在此空间的行为便利度与情感满足度，从而缓解区内负面的环境因素与需求满足受限间的矛盾。

5 更新设计策略应用

5.1 复合型街道空间——功能融合与光照适配

复合型街道空间多指分布于街道两侧以及部分单元楼（尤其坐北朝南向）前的空间形态类型。其属于天津老旧小区的典型空间环境，有着良好的交通可达性、视野开阔性与空间活力度，详见于研究区域内的A空间。经调研所示，空间内光照资源充足，人群流动性较大，居民自发性地种植行为普遍。同时，晾衣行为需求显著，但区域面积与功能设施不足。上述现象多为天津老旧小区初始规划与当下发展的空间功能与行为需求矛盾的普遍特征。为此，需基于小区内部公共空间的实际光照程度与场地变量，对光环境现状进行灵活调整，统筹功能矛盾的冲突与光照需求的适配度，分析各类行为发生条件与光环境品质的联系与比对，设定不同功能的设施组合，优化其介入场地，便捷服务受众的路径，从而实现空间的功能条件、需求层次与流线分布的复合布局。以A空间为例，可将适合于各种人群类型与行为需求尺度的多样化模块形体进行拼接，形成设施主体[12]，将座椅与盆栽的配套组合相融，置于临街处。此外，可在一楼外沿窗户之间设置可伸缩晾衣与非机动车停车组件，发挥其合理晾晒衣物、有序停放车辆的积极作用，替代居民自搭自建、交叉占地的种植、晾衣与停车“工具”。上述策略协同发力，营造了多处功能复合度与资源匹配度得到极大提升的线状空间（图10）。既提升了光照利用率与流线便捷度，又降低了视野遮挡感，增强了停车规范性与交通安全性。从而使晾衣、晒太阳、种植等相同光照等级要求的行为与空间流线、设施区块形成紧密联系与资源互助，融合了空间的功能服务要素，减少了相关负面环境与行为的反复影响，缓解了高峰时期的人地矛盾与管理难度，为区内受众带来了良好的使用体验。

■图10 研究区域公共空间更新前后效果对比示意图

5.2 灵活型边界空间——场地互借与需求过渡

灵活性边界空间的四周多被单元楼、道路、绿化区等功能区环绕，未被限定明确的使用需求，常见于天津老旧小区的楼间空地、边界角落，具备群众灵活聚集、短期社交的环境条件，但往往因功能形态不利于规整塑形而变为遗忘的角落。详见于研究区域内的B空间。调研所示其间受建筑实体、高大绿植遮挡，光照时间与资源利用率不够充分。空间内部均存在居民自由组织的娱乐类行为，无序性、趋众性较强。易阶段性侵占周边的生活类行为用地、设施与光照，产生不易把控的行为冲突。上述现象在天津老旧小区的日常生活中出现频率较高，其间问题也是公共空间更新过程中所遇见的通病。因此，可聚焦于空间的边界与内部形态的有机变化的契机，通过分析光环境的品质与需求层次以及场地内行为发生场所的时空变化，对空间的功能类型予以精细设定与合理分配，实现区域尺度与功能的伸缩调整，充分利用行为引导的自发特性赋予空间弹性。以B空间为例，可将人群流动较大的边界区域的形态、格局具体优化，利用场地原有的乔木与灌木进行区域分隔与流线划分、连接，形成内部可固定聚集、外部宜动态分散的半围合、过渡空间，活用种植行为、绿化铺装、实体路障对停车行为高发地界限予以强调指引，使其能够在满足低层次光照需求的基础上，得到形体上的阻挡，视野上的通透，合理划分车位，保证边界安全与停车规范、便捷并与周边环境、行为形成呼应。此外，还可依据光照资源分布特征设置晾衣设施分担其余晾衣区的需求压力，使其能够错峰利用有限的光照与场地资源，形成功能过渡区。在内部围合区域设置可移动形态座椅，根据群体的行为需求变化自由拼接、便捷交流（图10）。最终，串联起居民小范围、自发性的日常生活、娱乐行为并提升其空间体验，能够在一定程度上弱化原有功能区边界的割裂感[13]。

5.3 开放型活动空间——场景聚焦与群体共享

开放型活动空间在天津老旧小区内常以社区公园、活动广场、闲散空地等类型出现，不仅在功能区位、交通流线、服务范围等方面具有一定优势，而且多具有较好的光照环境与品质。调研所示的开放型活动空间多位于区内场地南端，以多处公共微花园的形式组合而成，可用面积较足，空闲场地较多，交通可达较好，有着多层次的光照资源与多形态的功能区间来满足居民各式各样的休闲活动。但由于物业管理不善、设施更新不利以及附近高层建筑遮挡等影响，使其难以在各个时段高效利用自身高品质的光照资源，造成了场地功能与场景活力的持续弱化，进一步阻碍了空间为受众提供良好的行为引导与服务品质的可能性。因此，可基于区内楼层低、植被密、视野阔的环境特征，集中对区内的垂直空间层次与原有空间流线进行改变，发挥如天桥、长廊、栈道等构架形式的功能特点，积极地与区内不同的空间界面相融合，为共享更为丰富、优质的光照场景带来更多可能。以C空间为例，可着重恢复、凸显光照的资源优势，联动利用绿化条件现状，规范、丰富空间形态、设施类型，强化空间功能，聚焦场景体验，细化亲人尺度，完善用户感受。可在区域南侧被高层建筑与高大绿植遮挡而导致光照资源缺乏的场地设置二层平台与公共设施，在东西方向上分别设两个出入口，西边为无障碍缓坡，东边为旋转楼梯，作为不同人群行为流线与活动节奏的区分。在西侧内部安置儿童滑梯与花园内原有的沙坑结合，满足携童、玩乐所需的环境条件。在东西侧的两个平台上设置趣味性座椅组合，满足居民的休憩赏景、晒太阳等利于开展社交的行为。在光照时间相对充裕的西侧设置半环形座椅与部分体育设施，用于适当吸引、分流一些短期的生活、锻炼类行为。中心区域的原有环状花坛改造为可供居民自由开展群体聚集、围观活动的宽阔广场，周围设置促进居民休憩、娱乐、社交的设施与绿化，将其高品质的光照资源充分利用，增强行为之间的友好过渡与融合[14]。在边界处可设置环状慢跑道路并修剪、移栽道边绿植，削弱杂乱的绿化与阴翳的遮挡，形成节奏井然的明暗光影的效果，从而完善区内流线循环，促进居民锻炼行为的便捷、有序开展（图10）。

6 结语

随着城市发展之势加速由“增量规划”向“存量规划”转化，老旧小区公共空间更新正逐步变为民生工程、人居环境建设的主要载体。对其更新设计进行探究将是回归以人为本，正视居民在地生活诉求，关注微尺度的空间重构，多维度地协调人—人、人—地矛盾，提升区内环境品质与空间活力的关键议题[15]。本研究通过剖析老旧小区空间功能、光照资源的布局现状与居民的活动需求、时空行为特征间错综复杂的联系，以关注受众行为差异、优化光照资源质量、协调光照需求矛盾为出发点，对区内的交通流线、场地空间、公共设施、景观绿化采取了有的放矢、精准施策的更新改造，构建了更具在地性与识别度的环境风貌与行为情境，较大程度地整合了居民的活动诉求，由点及面地提高了居民参与空间营造的积极性，激活了消极公共空间的生命力，给人们的日常生活带来了高质量、可持续的环境行为体验，增强了空间认同感与归属感。

诚然，在老旧小区发展、更新的过程中，公共空间作为复杂人事关系的可见载体，必定还会在人与环境层面不断出现具有特殊性与差异性的问题[16]。设计者不仅需在混杂、变换、流动的日常生活环境中捕捉、剖析人地矛盾并完善认知，还要思虑极其频繁又相当异质的使用需求，从而在不确定性的环境-行为中探寻较为确定的设计因素。研究所涉更新设计策略以空间的整体光照条件与功能语境为考量，局部光照区域的调研、观测、分析为依据，通过验证光照环境、活动场地与居民行为心理的动态变化规律，整合出灵活、精准的平衡各类居民在不同空间类型中的光照需求与空间利益的更新策略。这些策略能够更为广泛、便捷地应用于相同类型的老旧小区公共空间的更新改造中，为城市更新的可持续发展，提供了一种更为多元、深层的研究参考与实践思路。