基于凸空間分析法的住宅室內空間組構研究

李 慧 張仲鳳

（中南林業科技大學 湖南省綠色家居工程技術研究中心，湖南，長沙 410004）

基于凸空間分析法的住宅室內空間組構研究

李 慧 張仲鳳*

（中南林業科技大學 湖南省綠色家居工程技術研究中心，湖南，長沙 410004）

運用空間句法中凸空間分析法對住宅室內空間進行劃分，通過連接值、控制值、全局深度值、整合度和可理解度5個變量對不同戶型的住宅室內空間進行定量分析，總結出住宅室內空間結構所存在的“基因型”，把握隱藏在其中的社會、經濟、文化因素，以及現代人需求、生活習慣、行為方式等方面的變化。

空間句法；住宅；室內空間；組構

人們的生活離不開“居住空間”，因此一直以來，對住宅室內空間的研究大多來自于人們感性的認識，即僅僅局限于定性分析。而空間句法的運用打破了這種現狀，為人們提供了一種更新穎的分析住宅室內空間的方法?？臻g句法是一種通過對包括建筑、聚落、城市甚至景觀在內的人居空間結構的量化描述，來研究空間組織與人類社會之間關系的理論和方法[1]，其研究的重點不是用歐式幾何中的數字來描述內容，而是注重對內部的空間布局、組織方式、視域情況等方面深層次研究拓撲、局部與整體的關系。

空間句法在國外歷經了40多年的發展，從起初的一家之言到后來的百家爭鳴，目前己經在多個領域得到了多維度的發展。其中也有對住宅的實際應用：例如在空間句法創始人比爾·希列爾等人編著的《空間是機器——建筑組構理論》一書中對3棟法國住宅進行組構分析，來說明住宅中不同功能的空間化途徑存在一個相同的模式，通過相同模式的探索來分析蘊含在空間組構與生活模式之間的深層結構[2]?？臻g句法在我國的研究與應用起步較晚，但最近幾年國內關于空間句法的研究成果越來越多，其中涉及城市規劃、建筑、風景園林學、交通學、社會學、地理學等領域；在建筑方面，已有成果里包括對住宅區環境的分析、展覽類建筑的空間布局、商業綜合體等大型建筑中路徑設置等方面的剖析。

空間句法為住宅室內空間組構的研究提供了新的視角，以量化的形式通過圖形和數據使得展現的研究成果更具有科學性、系統性。從住宅室內空間設計的現狀尋找切入點，將空間句法運用在住宅室內空間設計中，可以為住戶分析空間使用合理性提供理論依據，并且可以分析不同類型住宅室內空間中的生活模式，深層次剖析人們需求、習慣、行為模式等方面發生變化的原因，根據分析結果對空間設計做出適當的調整，使其更符合人們居住。

1 凸空間分析法原理

若人在一個空間中任意選擇兩點位置可以互視，不影響之間的交流和溝通，即人類可以在一個小空間中以空間體驗感知整個空間，如圖1（a）所示，這樣的空間就稱之為凸空間。如圖1（b）所示，如果人已經在空間內部但視線受到了阻擋，無法把握空間的整體形態，則必須對這樣的空間通過一定的劃分手段進行處理，使其成為多個凸空間組合而成的空間。凸空間分析法旨在利用最少且最大的凸空間分割整個空間系統，然后將分割后的空間之間的連接關系轉移成拓撲關系圖解模型，接著對5個變量的計算且分析，從而探索空間中所呈現的空間形態與人類在其間的行為活動之間的關聯性。

圖1 凸空間的定義

在住宅室內空間中，在凸空間劃分時首先需根據住宅中每個空間的內墻線來界定空間邊界線，因為一些客觀的建筑結構限制和主觀的使用功能需要，當出現開放式空間或者區域劃分不明確等問題時，可以根據人們在空間中的使用功能來進行區分并且盡可能做到一個功能空間用一個凸空間來表示。凸空間分析法是空間句法中的方法之一，但對于最少且最大的凸空間的劃分會因為空間系統太大或者太復雜而受到人類主觀因素的影響，無法保證凸空間的劃分的唯一性，因此凸空間這種分析方法在建筑內部空間中的應用較多，對于復雜的城市和較大空間的組構分析還是有一定的困難。

2 住宅室內空間分析

為了更好地理解空間句法在住宅室內空間中分析的重要性，首先我們需要從感性的角度對室內空間做基本的分析，然后再通過凸空間分析法以定量的方式來判斷現實生活中人們居住的空間是否合理，進而來說明定量分析的內容與人們日常感知之間難以言表的關系。

從人類誕生之初的樹枝搭建到后來的洞穴生活，直至今日的高樓林立，為了避免不宜氣候帶來的傷害，人類在不斷摸索中創造了通過實體圍合形成內部空間的建筑物——住宅。經過長期的社會經濟影響、生活需求、行為習慣、審美意識等方面的變化，人們對居住空間進行了天翻地覆的革新。

2.1 形式與功能

形式是指物體外在的形狀與集合的結構，是各要素之間排列組合的一種方式。形式承載了實質性的內容，對于住宅而言，平面布局就是其最基本的表現形式，在這個形式中，人類的生活行為使得空間擁有了一定的規則和限制，每一種行為需要在一定的空間中完成相應的生活內容。居住空間是一套住宅的主體空間，它包括睡眠、起居、工作、學習、進餐等功能空間[3]，不同的功能區有其特有的功能屬性、最小使用面積、私密性質、使用對象、使用時間和在整體空間布局中的位置。一定的空間形式反映了人們的生活狀態，也體現了這個空間的功能性，因此，居住空間中的邏輯關系隱藏在形式和功能之間。

2.2 主從與重點

在由若干要素組成的整體中，每一要素在整體中所處的地位和所占的比重將會影響到整體的統一性。倘使所有要素都競相突出自己或者都處于同等重要的地位，反而會削弱整體的完整統一性[4]。在一個多空間組合而成的住宅室內空間中，為了滿足人們各種行為活動，可以通過面積大小、空間的形狀、位置顯著來區分主次空間。在現代居室布局中，大多都是大廳小房間的格局。起居室是家庭成員活動的中心，主要供家人聚會、娛樂，由于起居室具有多功能的使用性、面積大、活動多、人流導向相互交替等特點[5]，應盡量避免起居室與其他空間嵌套，使得人員來回走動影響起居室本身功能的實現。

2.3 序列與組合

住宅中各組成空間根據人流運動的路徑，井然有序地形成一定的排列模式。各空間要素雖然功能不同，處理方式上不同，但前后銜接自然，形成具有一定規律的相互聯系的空間整體，這就好似樂曲般，給人產生前奏、過渡、高潮和尾聲的節奏感。例如：廚房和餐廳最好相鄰布局，縮短烹煮食物后端入餐廳就餐的時間；也有些布局將餐廳歸入廚房內，但廚房內烹飪過程產生的油煙不利于營造良好的就餐環境。當然，一切都要以實際情況為準，適當地調整也是合理的。

2.4 比例與尺度

住宅室內空間中每個空間之間、每個空間與整體空間之間存在著一定的制約關系，根據功能對比例的限制，不能隨意將房間拉長或者縮短，破壞了人們感知的和諧美。除了功能對比例有一定的要求外，不同文化背景的居室空間中的比例也有較大差異，獨特的比例形式體現了人們生活需求和生活行為的差異性。尺度并非指空間具體的大小，而是指一種實際存在的大小與人們眼中的大小之間的關系。例如：臥房是私密空間，主要功能是為人們提供一個安逸、舒適的睡眠空間，適度的大小可以給人帶來安全、親切、舒適感，但過分要求臥室面積大些，不僅無法對空間充分使用，并且空曠的臥室會讓人感到冷清和沒有安全感，反而影響睡眠、休息的效果。

3 住宅室內空間中的組構

組構指復雜系統中任意一個關系取決于與之相關的其他所有關系[6]。組構對于分析結果看似是一種非常簡單的定量分析手段，但確實可以發現所要探索空間中存在的規律。住宅室內空間不僅是一個擁有家具和器具的空間，而且具有特殊的構形地位[7]。我們對房屋的最初認識來自于對房屋樣式的認識，但人類從有意識地建造適合人類居住的室內空間時，還會潛意識里想要掌握房屋中各空間的關系。社會性和文化性即是這種內在邏輯關系最直接的外在表達。因此，一定的時代、一定的地域背景下，房屋的空間設計也就不可避免地具有了相同的組構特點。

表1所示的是三套單元式住宅，分別為44平方米一室一廳的A戶型住宅、84平方米二室兩廳的B戶型住宅、127平方米三室兩廳的C戶型住宅，3個戶型整體來說平面布局較規整，承重結構系統簡明通順。通過凸空間分析方法的劃分原則，將3個戶型的空間關系和拓撲關系簡要表達，這里表示的拓撲關系圖中最淺的空間都是每個戶型的門廳，按照人流走動的先后順序進行描述整個居室空間的關系。

通過空間句法軟件Depthmap分別對3個戶型中連接值、控制值、全局深度值、整合度、可理解度5個變量進行分析，所得結果與住宅空間中本身對于功能空間的劃分、布局、組合有密切的關系。通過不同變量數值的大小在住宅室內空間中布局，可以清晰了解各功能空間、各功能空間與整體居住空間之間邏輯的關系。

注：（1）圖示中灰度不同代表著參數的數值大小不同，由淺到深數值大小逐漸變小。（2）圖中保留兩位小數的數值為四舍五入后而得出的。

3.1連接值

連接值是以節點個數來判斷空間滲透性的一個參數，實際上就是指在一個空間中與之相鄰且相通空間的個數即門洞個數。整體來看，各空間連接值大部分都在3以內，但是C戶型中的休閑廳連接值達到了4，出現這個情況的原因是C戶型中的休閑廳是開放式空間，正好與戶型中過道重合，也即是重疊空間，過道本身是連接各房間的紐帶，因而此休閑廳相較普通的門廳滲透性較好。

衛生間和陽臺不需要與其他空間產生過多的交集和貫穿連接，衛生間無論是主衛還是客衛，由于其使用功能的獨特性使得其是一個需要獨立的隱私的空間；生活陽臺一般與起居室和臥室相連接，可作為休閑與觀賞的空間；服務陽臺一般分布在廚房或餐廳外側，作為家務空間或者儲藏空間。因而它們的連接值都是1，在整個居室空間中滲透性較差。

3.2 控制值

一個空間與其他空間連接，要到達其他空間時必然要經過此空間，那么此空間對相連的空間具有一定的控制程度，一個空間的控制值是與之相連的空間的連接值倒數之和。A戶型中控制值最大的是門廳，由于A戶型是滿足基本生活的一室一廳，所以門廳直接連接起居室、臥室、衛生間，對整個空間的控制程度很高，通達性好。隨著居住質量的提高，現代居住空間中衛生間做了干濕分離，戶型中洗手間單指放置洗手盆的空間，由于洗手間的特殊功能和使用時間上的限制，洗手間是一個半公共半私密空間，B戶型中洗手間的控制值達到了最大值，與連接其他房間的過道相重合，即充當了過道的連接作用，與其他功能空間保持比較便捷的聯系，對其他空間的控制值也會特殊一些。在C戶型中，休閑廳在戶型布局的中心位置，其控制值達到2.67，三間臥室、一間洗手間和入口的門廳與其發生連接關系，因而休閑廳與其他局部空間的通達性能較好。

3.3 全局深度值

全局深度值是指整個空間中某個空間到達其他所有空間拓撲步數的總和，即空間的便捷性。在3個戶型中，全局深度值最高出現在了一些次要空間中——生活陽臺、服務陽臺和主衛，這正符合人類正常的生活模式，陽臺區域本身就是做家務或者儲藏物件的地方，也不便于讓所有入室的人都看到或者經過，到達這些空間所需要的拓撲步數多，便捷度低。

3個戶型中全局深度值最低的都是門廳，門廳是居室空間中連接戶外與戶內的過渡、緩沖空間，便捷性最好，而其他某一空間所要到達全屋剩余空間時，需要穿越、通過的空間數量會較多。一般情況下，由于社會經濟水平的制約和面積受限住宅內起居室和餐廳是合二為一的，B戶型住宅中的起居室和餐廳既分又合，沒有明顯的墻體或者軟質隔斷區分，但確有足夠的面積滿足居住者使用，因而其5個參數值都一樣。

3.4 整合度

整合度是描述整個居室空間中一個空間到整體空間可達性的變量。社會經濟不斷地進步，促使人們生活水平的提高，人們養成了進門要換鞋、更衣的習慣。3戶型中，門廳相較于其他空間的整合度都要高，在整個空間中容易到達其他所有空間，功能性最強，并且在人居空間中起到了紐帶的作用。起居室的整合度也較高，起居室是室內空間中使用面積最大的功能區域，并且大多分布在入口處或者臨近門廳處，因而，起居室到其他空間的拓撲數低，吸引交通人流能力強，也是日常生活中人們使用頻率較高的空間。相反的，整合度越低，通過兩個空間時需要穿越更多的其他空間，不言而喻這些區域分布在陽臺和衛生間處。

3.5 可理解度

判斷部分空間對于整體空間的全局認知的程度即為可理解度，也可稱為識別度。由于房屋的特殊構造和獨特的空間布局方式，進入門廳后，無法對整個居室空間的功能劃分進行全局把握，只能通過在空間中移動來感受，A、B戶型中門廳、起居室的可理解度較高，進入該空間大致可以辨別出整個住宅空間的空間布局，對人流走向也可以大致把握。而對于3種戶型中的陽臺區域可理解性差，陽臺處于整個空間的最深處，便捷度差，可達性弱，如果進入陽臺后無法準確對其他功能空間的位置進行把握。

4 結語

空間句法在空間關系理解中具有不可估量的作用?？臻g句法的研究對象是空間本體，采用定量的分析方法，對人腦意識中形成的定性內容進行驗證和解釋，總結出在當下社會背景和人文環境中，滿足人類生活行為的各種住居空間。不同的時代、不同的地域、不同的住居人群鑄就了住宅空間中形態的差異性，而空間組構通過圍合和分隔方式將住宅室內空間劃分成各種功能空間，滿足不同人群的生活行為，從而對空間模式的形成產生了很大的影響，進而干預了社會關系。我們要深刻認識到空間句法的運用并不能判斷一個空間設計的優劣，只可能作為一種優化空間布局的手段。

[1] 張愚,王建國.再論“空間句法”[J].建筑師,2004,(03):33-44.

[2] [6]Hillier B.Space is the machine:A configurational theory of architecture [M].Cambridge:Cambridge University Press，1996.

[3] 朱昌廉.住宅建筑設計原理[M].北京：中國建筑工業出版社，1999.8-13.

[4] 彭一剛.建筑空間組合論[M].北京：中國建筑工業出版社，1998.12-16.

[5] 谷葳.淺談家居起居室設計的幾點要求[J].才智,2010,(17):148.

[7] 段進,比爾·希列爾,等.空間句法與城市規劃[M].南京:東南大學出版社,2007.1.

新世紀優秀人才支持計劃（NCET-12-0725）；湖南省自然科學杰出青年基金項目（16JJ1028）。

李慧（1991-），女，中南林業科技大學碩士生。E-mail:2312990677@qq.com

張仲鳳（1975-），女，中南林業科技大學教授、博士。

2017-07-31