关联耦合法城市设计的新方法

关联耦合法城市设计的新方法

城市发展的目标是根据城市发展的规律、条件和要求，更好地规划城市发展。城市设计影响城市发展,城市发展又促进城市设计水平的提高。如何寻找到最适合某一城市发展的特定的城市设计方法与对策,从而最大程度体现城市的特征、品质与优势?在这个寻找的过程中应该考虑哪些因素,并如何运用它们?盖兰特·克兰纳(GeraldGrane)在《城市设计实践》中认为“城市设计是研究城市组织结构中,各种要素关系的那一级设计”。笔者认为可以从城市和设计两个角度进行把握,城市组织结构的要素即城市空间的构成要素,城市组织结构的影响的因素包括城市的组成要素、设计的组成要素和城市与设计的关系。“关联耦合法”对应于“Linkagetheory”,也可以翻译为“联系理论”和“链接理论”。其核心在于对外部空间关联耦合性的把握。“关联耦合性是外部空间的基本特性”,它植根于物质空间的建设,从传统聚落到现代都市。1961年,坎迪利斯(GeorgeCandilis)、尤西克(AlexisJosic)和伍兹(ShadrachWoods)在法国图卢兹·勒·米拉的设计中首次清晰地表达了关联耦合的理念。“关联耦合法”经丹下建三、稹文彦、培根及柯克等人的不断完善,已成为城市设计的重要方法之一。R.特兰西克(RogerTrancik)对城市设计方法进行了总结,并较为系统地阐述了“关联耦合法”。笔者与他们的研究一脉相承,对其进行深化和完善,包括:①深入挖掘“关联耦合法”的基本原理;②融汇相关设计方法;③规范其实践方法;④拓展其应用范围;并将“关联耦合法”界定为体现组成要素,遵循要素之间的作用关系和作用法则,探寻相应作用结果的设计方法;其中“关联”指相关的要素和要素之间的关系,强调系统性和联系;“耦合”指要素之间的作用法则和作用结果,强调作用法则的复杂性和作用结果的综合性。1“行为与沟通法”的构成与沟通1.1“相关性理论”的基本构成“关联耦合法”由关联耦合的要素、关联耦合的耦合模式和关联耦合的实践方法三部分构成(图1)。1.2要素关联变量关联耦合的要素根据其作用的层次不同分为关联向量和关联变量。关联向量是比关联变量高一个层次的变量,它由一组变量构成。设研究的对象为系统A,系统A由要素A1、A2、……An组成,A与B、C、D等又组成了更高一个层次的系统S,称A1、A2、……An为关联变量,B、C、D等为关联向量,系统S为关联系统,见图2。根据要素对系统影响的重要程度不同分为关键要素、次要要素和可忽略要素,在耦合过程中,应重点考虑关键要素。1.3代次耦合系统论关联耦合的耦合模式指要素之间的相互作用方式。可以分为代数耦合模式、向量耦合模式和覆盖耦合模式。代数模式指耦合规律遵循代数运算法则的耦合方式;向量模式指耦合规律遵循平行四边行法则的耦合方式;覆盖模式指耦合规律遵循覆盖原则的耦合方式。见图3。1.4对耦合模式的稳定性分析演绎的基本思路见图4。具体包括以下几个步骤:①根据具体设计情况确定关联变量,即城市空间的组成要素;②根据具体设计情况确定关联向量,即城市空间的动力因素;③分析变量之间和变量与向量之间的关系,确定各种关系的耦合模式;④选择合适的实践方法编制耦合成果。城市设计中关联耦合变量随着城市设计的类型不同而改变。关联耦合向量可以从两个角度进行演绎;一是城市角度包括政策、社会、经济、文化、生态和技术,二是设计角度:包括科学性、适应性和艺术性;具体的城市设计中可以选择其中任何一个角度进行;这两个角度实际上是同一个问题的不同侧面。耦合模式随着关联变量和向量相的变化而变化。关联耦合实践方法可以单独使用,也可结合使用(图5)。2城市发展的相关性向量2.1从城市的角度来看城市角度的关联向量来自在城市系统中与城市空间同级的其他组成要素,包括政策、社会、经济、文化、生态和技术等。2.1.1未来城市空间的存在是一个政策过程“政策是国家政党为了实现一定历史时期的路线和任务而规定的活动准则”。城市政策始终影响城市空间,政策贯穿城市设计的全过程,城市设计本身也可能被公开接纳成为城市政策。从这种意义上说:城市空间是一个政策过程,城市设计是一个政策调控过程,是一个如何干预未来物质空间形态的政策过程。政策向量包括政策意志、政策权力和立法规范三个方面。政策意志是从思想层面对城市空间和城市设计进行影响,政策权力则是当城市社会经济问题大量积累以至靠其他力量来解决不经济时采取的措施,立法规范是把人们对城市发展与设计的规律通过法律的手段固定下来便于传承实施的一种方式。2.1.2城市空间和城市设计的关系经济是城市发展原动力之一,城市空间需要经济基础的支撑,是经济过程的物质表现,从这种意义上说:城市空间是一个经济过程,城市设计是城市空间发展的调节措施和建设活动。经济对城市空间和设计的影响是多方面的。“生产方式、经济制度、产业结构、经济流通等诸方面,无一不对城市空间和城市设计产生巨大影响”。城市设计应合理满足生产方式、经济制度、产业结构、经济流通等的要求。2.1.3城市设计是维持社会结构体系延续的重要手段新马克思主义认为城市空间形态是资本主义生产关系和生产过程的空间表现,是维持社会结构体系延续的重要手段。从这个意义上说:城市空间的形成与变迁是一个社会过程,城市设计是一种社会过程调控手段。社会结构、社会不平等、社会机构、社会环境和社会变迁等因素都深刻地影响着城市空间和城市设计。2.1.4城市设计是保护、延续、展示和创造城市文化的过程“文化是人类的特殊产物,包括人类所创造的物质财富和精神财富的总和;其基本核心是传统观念”。城市是人类文化的精华,是人类文化创造与保存的重要场所。文化因为城市而蓬勃发展,城市因为文化而更具魅力。城市空间的形成与变迁是一个文化过程,城市设计是保护、延续、展示和创造城市文化的过程。文化的历时性、共时性和区域性等都是影响城市空间和城市设计的重要因素,城市设计是在这三者之间不断平衡的过程。2.1.5技术影响城市空间的权力要素“技术一般指人类改造自然和创造自然的方法、手段与活动的总和”。技术是城市空间建设的基本条件之一,技术的运用深刻地影响着城市的空间结构和空间形态。城市空间是城市建设技术的主要产生和应用场所,城市设计是对城市技术的充分利用及艺术表现的过程。2.1.6生态设计是城市设计的主导“城市生态系统是特定地域内的人口、资源、环境(包括生物的和物理的、社会的和经济的、政治的和文化的)通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的复合体”。城市空间是一个生态过程,城市设计是让城市走向更生态的一种手段。合理减少对资源的索取、提高资源利用效率、充分利用新资源和可持续地利用资源已成为城市设计中应重点考虑的新问题。2.2设计角度下的相关性向量设计系统包括设计对象和设计评价标准。设计角度的关联向量包括科学向量、适应向量和艺术向量。2.2.1城市设计的常用手法科学向量主要关心城市空间与城市功能、材料和结构的关系;在城市设计中如何根据城市功能、材料和结构自身的规律创造符合人的合理需求的空间环境。城市空间是科学产生与运用的重要场所,城市设计是让城市空间更科学发展的一种手段。2.2.2和城市设计的原则适应向量包括经济、技术和安全性等方面。城市空间和城市设计应满足经济的高效性、技术的合理性和适宜的安全性。城市空间是对各种因素综合适应的结果,城市设计是让城市更好地适应这些因素的一种手段。2.2.3城市空间和城市设计的术向“美是客体在审美关系中所产生的肯定价值”。艺术向量包括审美体系和人机体系两个方面。它们不断地影响着城市空间和城市设计。城市空间是产生美的重要客体,城市设计是让城市变得更美的一种手段。3城市发展的相关变量城市设计中的关联变量指城市空间的构成要素。可以分为物质环境类关联变量和知觉环境类关联变量。3.1城市空间的构成要素城市空间的物质环境类关联变量包括:①R.克里尔(RobertKrier)将城市空间理解为由街道和广场两种要素组成。广场是人类发现和使用城市的最重要空间,街道形成了土地分割的骨架并可到达每一个独立的单元;②哈米德·胥瓦尼将城市空间要素总结为土地使用、建筑形式与体量、交通与停车、开放空间、人行步道、支持活动、标志和保存与维修等;③日本《新建筑大系17——都市设计》则从城市空间的“质”和“量”两个方面来研究城市空间的构成及其要素。“质”指城市空间的功能(Function),“量”指城市空间的强度(Intensity);④从城市空间的具体物质组成看,常见的城市空间要素有:建筑、绿地、水系、道路广场等;⑤根据在城市空间形成中的作用可以分为城市空间形态与城市空间界面。城市空间形态指城市虚空的形态。城市空间界面指城市虚空与围合的实体相交接的部分。3.2城市空间的构成要素城市空间自觉环境类变量包括:①K·林奇从环境意向和公众意向的角度将城市空间分为道路,边界,区域,节点和标志物五种要素;②以诺伯格·斯卡尔兹(NovbergSchulz)的存在空间观理解城市,城市空间可以看作是由中心即场所(接近关系)、方向即路径(连续关系)、区域即领域(闭合关系)三要素构成;③朱文一运用符号学的理论和方法,把城市空间划分为6要素:郊野公园、城市大街、城市广场、城市的“院”、城市街道、城市公园。4城市设计中“互联行为”的合作模式和实践方法4.1合作模式4.1.1运算法则耦合代数模式主要是指在耦合作用时遵循代数运算法则的一种耦合模式,在城市设计中一般发生在同一种变量内部的耦合时。例如建筑高度,面积,密度,容积率等要素。4.1.2城市设计中的向量和向量向量模式主要是指在耦合作用时遵循平行四边形法则的一种耦合模式。在城市设计中一般发生在向量之间和向量与变量之间。例如经济文化与空间的作用,城市空间的最终表现结果大多是既经济又有文化内涵的,在历史文化街区通过适当提高建筑密度提高开发的经济性等。4.1.3耦合模式耦合覆盖模式主要是指在耦合作用时遵循覆盖法则的一种耦合模式。在城市设计中一般发生在同一向量内部高层次变量与低层次变量作用时,例如权力,高层次权力覆盖低层次权力。4.2“滨河合作法”在城市设计中的实践方法4.2.1确定耦合模型单要素逐步迭代法(图6)基本步骤:①分析确定关联要素,确定符合具体情况的关联变量和关联向量;②分析确定关联变量和向量的之间的耦合模式;③分析确定关联变量和向量的重要性;④以最关键的要素为基础绘制第二重要要素与其的耦合结果,得到综合结果一;⑤依次绘制其他要素与前一综合结果的耦合结果,直至所有的要素。4.2.2各要素权重的确定多要素综合评价法(图7)基本步骤:①分析确定关联要素,确定符合具体情况的关联变量和关联向量;②分析确定关联变量和向量之间的层次关系和耦合模式;③确定要素的权重与各要素的值;④综合计算得出评价结果。综合计算可以采用加法与乘法两种方式。5在不同类型的城市设计中，这种联系合作方法的实践已经得到了评估5.1城市设计的内容是利用不同的设计尺度和尺度的城市设计的过程可从两个层次对城市设计进行分类。第一各层次包括:不同设计层次的城市设计、不同设计尺度的城市设计、不同认知类型的城市设计和不同开发方式的城市设计。其中不同设计层次的城市设计包括区域规划层次的城市设计、总体城市设计、详细规划层次的城市设计、建筑设计层次的城市设计;不同设计尺度的城市设计包括区域和城市尺度的城市设计、社区和场所尺度的城市设计、院落和细部尺度的城市设计;不同认知类型的城市设计包括经验设计类型的城市设计和理性设计类型的城市设计;不同开发方式的城市设计包括政府公共开发方式的城市设计、市场私人开发方式的城市设计。5.2各类型城市设计的相互联系的类型将城市设计分成不同的类型是为了研究的方便,不同的类型的城市设计也不是截然独立的,各个类型的城市设计是相互联系的;这里列举出的类型也不一定涵盖了所有情况的城市设计;具体城市设计也不一定与这里论述的类型完全一致对应,可能与这些类型中的一个或几个都有联系。5.2.1注意变量与类型的关系耦合要素的运用要点包括:①任何类型的城市设计,都必需具备作用于所有类型所有的变量和向量的基本知识,了解同一向量或变量随类型变化情况,把握其变化趋势和规律;②任何类型的城市设计都必须考虑作用于这一特定类型设计的变量和向量;③任何类型的城市设计都应考虑与其相关类型的城市设计的联系。如任何一个层次的城市设计都应考虑上一个层次的约束条件和下一个层次深化、实施的可能性和进一步创造的灵活性;④各种向量和变量具体作用的范围与城市设计经常涉及到的范围往往不一致。5.2.2多要素综合评价法与单要素模糊综合评价法的结合(1)城市空间往往是多种耦合模式综合作用的结果。(2)实践过程中应注意单要素逐步迭代法和多要素综合评价法的结合使用。可以一种方法为主,将另一种方法穿插其中。5.2.3各类型的对比(1)在评价设计方案的过程中也会因为设计类型的不同,而对方案的期望不一样,而评价标准和方法也会有所不同。(2)设计成果表达的方式和内容也会根据设计类型的不同而变化。5.3“相关性理论”的典型应用5.3.1产业风貌。城市的两种主要类型,分为三类汉中市是陕西省西南部中心城市,生态良好的国家历史文化名城。有“汉之渊源,西北江南”之称。汉中建成区面积达到31.2km2,人口35万。笔者以城市区域、城市路径、城市节点和城市地标为关联变量,论述各种关联向量对变量的影响和相应的城市设计策略,见图8。以城市功能和风貌特色为基础形成城市区域系统,对区域进行合理组织形成富有特色的城市空间格局。包括:①结合历史文化保护的需要,强化、延伸传统的历史文化轴线,形成传统风貌协调区、核心区;向东延伸:形成科研教育文化风貌区,开辟以文化消费、知识创新为核心的产业区;向西延伸:形成以文化娱乐产业为核心的风貌区;②以现状商业金融办公核心区为基础,沿两条南北道路为骨架,向南向北延伸形成现代商业、办公、金融为产业特色的风貌区,反映城市经济发展的要求;③强化城市生态环境和城市特色,结合江河闸蓄水工程形成汉江两岸现代滨水、居住、办公、商业、旅游为主体的产业风貌区。突出兴元湖生态观光、旅游功能,保护水体环境质量,形成兴元湖生态旅游度假区;④满足城市产业要求,在城市西北和西南部形成现代工业园区为主体的风貌区;⑤汉江南岸形成以现代居住为主要内容的风貌区,形成石燕路—新华路—龙岗路—梁山路、龙岗路—西二环路—南郑大道—天汉大道围合而成的以公共服务为主体的城市风貌区,反映城市功能的要求。合理处理城市交通与城市风貌的关系,在严格保护历史文化风貌和自然生态环境的前提下,满足城市发展和居民生活的交通需求,塑造有汉中特色的城市格局,设计城市路径,形成城市风貌的骨架系统。包括:①以西大街、东大街为东西轴线,建设以传统商业风貌为主的城市道路,突出城市历史文化的要求。以天汉大道为南北向轴线,建设以现代商业为主的景观风貌道路,反映城市经济发展的要求;②以江滨路(北线、南线),江南路——堤顶南路为骨架,建设具有滨江特色的城市主干道,体现城市生态环境;③以西环路、将坛路、拜将坛路、团结街、劳动路为核心内环,结合环城水系,形成尺度宜人的一环风貌道路,这一条环路正好与历史上汉中古城的府城城墙位置相一致;④以西一环路、南一环路、东一环路、北一环路、青龙路形成尺度宜人的二环风貌道路,该环路与汉中总体规划中的交通一环相一致;⑤疏理城市水系,打通城市内部水体与汉江的联系通道,积极塑造“西北江南”的滨水空间。结合城市特色区域,着力打造城市节点,形成城市风貌节点体系。包括:①在西汉高速公路和108国道入城处形成“门户景观节点”;②汉江大桥的南岸和北岸,形成以广场和现代风貌建筑群所构成的节点;③在三遗址和东关正街形成以文保单位为核心的历史文脉节点,以广场、绿地等为主;④在中心广场商业圈的核心地区形成以高层和大体量建筑以及开放空间所组成的节点。结合城市功能空间和城市特色的要求,精心打造城市地标系统,形成有特色的城市标志系统。①结合用地性质与城市功能,在城市东西南北出入口设置;②结合城市形象功能在城市中央广场、火车站、城市行政中心区设置;③结合城市景观视线分析在汉江两岸重要的城市交汇点上设置。5.3.2景观形态的传承东关正街是汉中的传统老街,笔者以汉中市东关正街修建性详细规划为例,探讨了“关联耦合法”在传统城市空间的传承与再生中的运用可能。(1)城市肌理的传承与再生城市肌理的关联变量包括城市道路的关系、地块与道路的关系和建筑与地块的关系。保护东关正街的传统特色氛围,反映城市文化的要求。将城市道路望江路的车行道下穿,非机动车和步行从旁边通过。尽可能保持现有街道格局,根据城市消防的要求合理打通局部道路,满足城市功能的要求。东关后街向东延伸,打通东关后街与梁州路的联系;合理选线,将潘家火巷向西与东新路连接起来;合理形成东关正街的货运消防辅路,把东关正街从繁忙的交通中解放出来,形成真正的东关步行街。梳理王家巷、南井巷和马家巷等街巷,加强区内南北联系,将线状的步行商业街拓展为面状商业街区,促进城市经济的发展。尽量保护原有地块的分界线,提倡插入式修补,反对大拆大建,从而保护城市传统。如果根据功能确需扩大的地块可以合并原有地块,提高历史保护的经济性,但新建的建筑还需能读出原来地块的界线,建议采用可分可合的建筑形式。新建的建筑采用三合院或四合院的形式,并且保证三面与地块边界线相贴。(2)城市立体空间形态的传承与再生城市空间立体形态的关联变量包括城市街巷空间和城市院落空间。保护原有街廓,特别是东关正街的街廓。沿东关正街的建筑基本的高度不变,新建的建筑高度应与旁边的高度和谐。离东关正街远一点的建筑可以适当增加建筑层数,但不得影响东关正街的视线。尽量保护原有院落的绝对尺度,也可保留原有建筑的相对尺度即院落的长宽高比例,或者保留原有院落的实空比。(3)城市空间界面的传承与再生城市空间界面的关联变量包括界面材质和界面图案。东关正街历史文化保护区的修缮与改造采用的材料原则上用东关正街原有的材质,体现文化的区域性。确实有困难可以选择相近的材料,在不影响传统风貌的前提下可以选择仿制材料。界面图案的传承是指对原有图案原样运用的过程。图案的再生指通过平面构成的转换方式如简化、镜像、旋转和拆分等对图案的元素和骨格进行变化和重组的过程,或者通过平立转换的方式既保持其平面投影不变的情况下对图案的各个部分赋予不同高度的过程。然后用新的元素和骨格组成新的图案进行重新运用。可以用不同的材质赋予图案,也可以在不同的面上如平面、立面、剖面和顶面中进行在运用(图10)。从而体现文化的历时性。6结论和反思6.1城市空间的影响“关联耦合法”强调关联要素的系统性和系统的完整性与层次性,这有助于对城市设计的整体把握,使相应结论和策略在这种条件下达到最优,从而为城市提供最适合的设计。“关联耦合法”强调关联要素之间的联系性,强调这种联系性对城市设计和城市空间的影响,认为合理处理这种联系是城市设计的主要任务。“关联耦合法”的向量与变量的分类标准最好是严格的,不重复不遗漏地覆盖整个系统。当然,城市是一个相当复杂的系统,而且是一个半网络系统,其分类不一定理想。“关联耦合法”的覆盖耦合模式将避免分类重复性的影响,“关联耦合法”和动态开放性将避免分类遗漏性的影响。“关联耦合法”的向量是相对稳定的,但在不同的设计类型中,每个向量发生的具体作用是不完全一样的。“关联耦合法”的变量随着城市设计的类型不同可以有灵活的变化,因为城市空间是不断变化的,对城市空间分类的标准是多样的,变量的灵活性增强了“关联耦合法”的适应性。“关联耦合法”强调耦合的复杂性,耦合不是简单的算术相加、向量合成和覆盖,耦合是这些模式综合作用的结果。6.2新马克思主义学科体系内引入了空间向量。这也“关联耦合法”的