基於寒冷地區公共空間設計方法研究論文
1、寒地城市居住區公共空間特徵
1.1氣候差異性特徵
我國嚴寒地區具有這樣的氣候特點：冬季（11月至翌年3月）長達5個月之久，氣候嚴寒、乾燥。冬季太陽入射角降低，加大了建築物的陰影區，降低了居住區公共空間獲得的太陽輻射量。受西伯利亞冷空氣的影響，我國寒地冬季主導風向為北風和西北風，風速快風力強。這些造成了寒地城鎮冬季與夏季的物理環境相差極大。
1.2物質空間規劃特徵
與南方居住小區不同，寒地城市居住區佈局模式較為規整和簡單。目前我國寒地城市的組團佈局模式主要由行列式和半圍合式組成，因為這種排布方式既可以充分利用土地，也可以使大多數住宅樓獲得較好的日照環境。
1.3使用時間分佈特徵
在嚴寒地區，冬季居住區公共空間較為冷清，根據寒地小城鎮居民的生活起居特點，冬季居民對公共空間的利用集中在早晨8:00~10：00以及下午12:00~16:00。
1.4使用人群差異性特徵
大多數居住區公共空間的使用者均以中老年人為主，老年人生活規律，在居住區的活動以散步、健身、交談為主。隨著老齡化時代的到來，及留守兒童的逐年遞增，居住區老年人和兒童的比例上升，且由於活動能力和生活方式的限制，居住區的公共空間是其主要的“生活圈”和“交往圈”。
2、寒地城市居住區公共空間冬季適宜性問題
2.1缺乏主動的寒地適宜性設計
對於寒地居住區物理環境的研究，多數集中在建築對太陽輻射的利用上，即室內的日照環境，而忽略了公共空間日照環境和風環境等的重要性，甚至在設計中預設寒地小城鎮居住區的公共空間在冬季少有利用甚至無利用的觀念。實際上，光照充足、氣氛活躍、風速低的交往空間，能夠很大程度減少寒地小城鎮居民冬季壓抑、冷清的心理感受，提高居住品質。
2.2景觀及公共設施的規劃佈局
冬季利用方面考慮不足目前，小城鎮居住區的景觀規劃模式往往過於單一，較少考慮到寒地日照的特點，設施的佈局也沒有與冬季物理環境相結合。我們經常可以看到廣場、座椅等設施處在全年陰影區中，或者廣場或組團的出入口風速很大，這些都影響了居民的戶外活動意願和時間。另外，對特定人群及其活動的特徵考慮的也較少，老年人和兒童的活動時間和活動方式都比較固定，可以針對其行為特點進行物理環境的設計。
2.3設計規範不明確
評價標準難以量化現行日照相關規範涉及室外公共場所環境管理的很少，僅有《城市居住區規劃設計規範》(GB50180—93)要求“託兒所、幼兒園活動場地應有不少於1/2的活動面積在標準的建築日照陰影線之外，居住區(含小區與組團)內的組團綠地應滿足有不少於1/3的綠地面積在標準的建築日照陰影線範圍之外”。規範並沒有對地域、季節等條件進行限定，可變因素過多也導致了居住區的物理環境質量難以進行量化。這使得在對居住區公共空間規劃管理時，沒有科學的依據和檢驗方法。
3、空間句法與環境模擬的引入
3.1解決日照環境設計問題的技術要點
對於上文總結的寒地城市居住區公共空間環境設計問題，其原因是多元的，但是其解決的方法必須包含以下三點的充分考慮和分析：（1）特定時空物理環境資訊獲取。能夠得到各種空間的任意時間節點或時間段的準確環境資訊。（2）根據人的活動特徵設計公共空間。居住區公共空間的佈局直接影響居民的日常戶外活動，而物理環境的好壞最終取決於人在活動時的感受，居住區的公共空間的設計既要滿足人的.需求，又不能與所處的光環境相悖。而這種公共空間設計的關鍵是，在方案生成之前，預測人們對特定建築空間外部的公共空間的普遍使用特徵，從而將不同功能與形態的公共空間，合理佈置在用地中。（3）以上兩者的實時互動設計。
3.2空間句法理論的引入
Depthmap的研究範圍很廣，小到建築室內空間的深度圖，大到城市甚至國家的空間整合度，其在居住區公共空間所發揮的作用就是，通過空間的數字化表達，模擬其對人的行為影響的一般規律，從而部分代替長期的行為觀察。
3.3環境模擬技術的運用
城市空間的物理環境，充滿了複雜性、可變性和不確定因素，居住空間亦是如此，不同的建築佈局，均能對物理環境產生不同的影響。這種複雜性已遠遠超出設計者經驗或手動計算的範疇，物理環境數字模擬技術，為科學、準確的建築與規劃可持續設計提供了可能性。影響居住區公共空間的環境因素主要包括風、光、熱、聲。相關的模擬軟體多種多樣，最常用的有EcotectAnalysis和CFD流體動力學系列軟體。
4、典型居住區冬季公共空間設計方法優化-以哈爾濱某居住區為例
4.1研究物件的選取
研究物件為哈爾濱市某居住小區的區域性地段，建成時間為2012年。據寒地氣候特徵，將研究時間範圍確定為11月1日至翌年3月31日。本例著重介紹物理環境中的日照環境與空間句法的結合，其他物理環境的運用過程類似，在此不做贅述。
4.2公共空間分析
4.2.1利用Depthmap研究公共空間屬性對研究範圍平面進行處理，僅保留建築和外圍邊界，使用Depthmap中的AxialMap功能，小區戶外空間被轉譯為軸線圖，將得到的軸線圖進一步計算，通過rungraphanalyses操作，得到體現空間整合度的Integrationmap，整合度表達了系統中某一空間與其它空間的離散程度，空間的整合度越高，空間可達性越強，整合度越低則相反。如圖每條軸線都有自己的整合度屬性值，軸線顏色反應了整合度的高低，偏向紅色的值高，偏向藍色的值低。通過ReducetoFewestLineMap命令得到概括性軸線圖，使之與居住區現有的公共空間疊合。從公共空間的分佈和交通流線來看，規劃方案的空間結構與模擬結果大部分相符。選取不同整合度的軸線與方案中不同型別公共空間的交叉點作為分析點，通過對所選分析點的空間整合度和太陽輻射強度的模擬和資料比對，得到與公共空間使用情況相關的日照環境評價。為得到分析點的整合度值，需要對軸線圖進行VisibilityGraph分析，得到可視整合度圖，公共空間的每一個細分單元均計算了整合度值。
4.2.2公共空間日照環境模擬對居住區公共空間的日照輻射情況進行模擬，根據寒地居住區公共空間冬季使用時間分佈特點，選取每日三個時間段進行研究：晨練時間8:00~10:00，午後活動時間12:00~14:00，傍晚活動時間14:00~16:00。採用的演算法是特定時段的日均輻射量模擬計算，得到不同時段太陽輻射的等值線圖。利用Ecotect的資料分析功能，計算各分析點冬季每月逐時平均太陽輻射值，對資料進行處理，分別得出各點日均太陽輻射值的堆積面積圖表。可以看出，分析點冬季日照輻射強度分佈隨時辰變化差異很大。
5、結論
本文通過分析研究我國寒地小城鎮居住區公共空間冬季日照環境特徵，總結其寒地適應性規劃的必要性和問題所在，將空間句法和數字模擬的策略引入到公共空間環境的設計研究中來，利用EcotectAnalysis和Depthmap兩種軟體分別對公共空間的物理環境和空間結構進行模擬和分析，並將二者首次結合起來，根據不同資料間的關聯，得出任意空間位置的最優日照適應性設計依據，並證明了兩種策略綜合使用的可能性。
