城市街区空间结构低碳化的理论模型_陈锦富

〔文章编号〕1002－2031（2012）07－0013－05

城市街区空间结构低碳化的理论模型

陈锦富卢有朋朱小玉

〔摘要〕通过分析城市空间结构的内涵，认为“街区”是居民日常出行最为集中的场所，也是形成城市空间结构的基本

单元。认为应该从居民的出行需求出发，通过充分分析街区内各功能用地的可达性需求，来发现出行需求内向型的街区用地结构，并以此为指导，建设功能混合型的城市街区，使各功能用地与空间可达性最大效用耦合，从而减少通勤产生的碳排放。

〔关键词〕低碳出行；混合用地；街区；空间结构〔中图分类号〕TU984．11

〔文献标识码〕A

〔作者简介〕陈锦富（1963—），男，汉族，湖北武汉人，华中科技大学建筑与城市规划学院教授，博士研究生导师，研究方向为城乡规划；卢有朋（1989—），男，满族，黑龙江依兰人，华中科技大学建筑与城市规划学院硕士研究生，研究方向为城乡规划；朱小玉（1986—），女，汉族，安徽安庆人，华中科技大学建筑与城市规划学院硕士研究生，研究方向为城乡规划。

〔基金项目〕国家社会科学基金项目（09BZZ045）。〔收稿日期〕2012－01－17〔修回日期〕2012－03－19

一引言

街区是构成城市整体空间的“细胞”，街区的空间结构对城市系统的运行产生决定性的影响。现代城市基本遵循以城市主干路网络来构造城市整体空间的规划建设模式，城市主干路在城市功能运行中发挥了重要的作用，而由城市主干路所围合的空间即成为构成城市整体空间的基本空间单元。本文所称的“街区”，即是指由城市主干路、次干路与支路一同围合的城市空间单元。以往的城市规划理论研究较为重视两个层面的城市空间研究：一是宏观层面城市功能组织的研究，研究城市各功能区之间的相互关系及其格局，对街区内部的功能组织并不涉

及；二是微观层面小区地块的功能组织及城市设计

研究，这类研究不涉及地块之外街区的功能组织。这两个层面的研究都不同程度地忽视了街区的存在，没有将街区作为相对独立、完整的空间单元进行研究。事实上，街区作为构成城市整体空间的“细胞”，其功能对城市整体功能的运行发挥着重要的基础性作用。

街区内部多种功能的混合布局是其作为城市空间单元能够稳定运行的基本保证，那么，街区内什么样的功能混合布局能够有效抑制街区内的机动出行，进而减少碳排放？本文在解析街区空间结构与各种功能使用者行为特征的基础上，以可达性在交通系统与土地利用中发挥效用的机制为功能布局的依据，探讨街区内的功能该如何布局，并提出低碳街

总第204期

城市问题2012年第7期

DOI:10.13239/j.bjsshkxy.cswt.2012.07.003

区空间模型，通过土地利用与交通系统的耦合来实现街区内居民出行需求的内向化，减少碳排放。

二街区视角下的城市空间结构

1．城市空间结构的内涵

诺伯格—舒尔茨认为，在城市的层面上，人与人工环境的相互作用决定了城市空间结构。空间要由人存在的性质来解释，空间要由人的活动来支撑，同时空间也支撑了这种活动，二者形成了一个单元。因此，人与空间的关系实际上是互为统一且共同存在的。

当人们向空间注入精神内容时，空间就变成了场所。场所始终伴随着事件的发生，它将人们的活动方式和程序固定下来，控制人们的行为。可以说，场所与人们的活动息息相关，人们的活动给场所注入了精神内涵。因此，当强调把城市作为场所来看待时，则应该从人际交往过程中产生的需要来构建城市空间本身的意义。城市空间结构就是这些活动场所加上连接它们的交通线路。人的活动场所在空间中的分布情况以及它们之间的联系方式，决定了城市空间结构的基本框架。

可以说，城市空间结构与人的活动密切相关，是人工环境的重要组成部分。而人的活动需求由用地的功能反映出来。人的活动需求决定了人工环境，人工环境也限定了人的活动范围。当人工环境不足以满足人的活动时，将被迫做出顺应人的活动的改变，二者的对立统一关系落实到城市空间上，则体现在城市空间结构与城市功能之间的关系上。

2．街区空间结构的作用

街区是构成城市整体空间的“细胞”，由城市干路围合。城市与街区的关系是整体与局部的关系，二者相互依赖。街区功能的组织对城市整体功能的运行发挥着重要的基础性作用。从交通组织的角度来说，街区内部交通的运行效率与分担比重会直接影响作为城市空间骨架的干路的运行效率。如果大部分居民的日常出行需求无法在街区内得到满足，即无法通过街区内的次干路与支路得以满足，那么主干路的交通负担就会大大增加，导致交通拥堵。而城市规划决定的空间结构一旦得以确定，则对其引起的交通出行进行结构性调整将非常困难［2］。

在我国，街区视角的研究具有特殊的意义。我国城市的小汽车普及率尚不及西方发达国家，市民的日常出行对非机动交通方式（步行、自行车、电动车）的依赖度较高，居民的活动半径较小，主要集中在街区范围内。此外，我国有传统单位大院的空间模式，其尺度与街区相近。单位大院的用地空间统合了单位职工及其家属的经济生活和其他社会活动，集中了“工作、生活、社会服务”三大功能［3］。在我国，街区是居民活动最集中的场所，所以在街区层面通过改变土地利用的方式与空间结构来影响居民的出行方式会有显著的效果。

三街区内用地与可达性的耦合和低碳的关系

1．街区可达性的意义

人们通勤起迄点之间的距离过远会导致交通拥堵，这是不良的可达性所造成的。因此，解决交通拥堵问题不应仅仅着眼于交通这个间接需求本身，而应重视起迄点之间内在功能的相互关系，即人的出行需求。当前，人们解决交通拥堵的方法一般是修建更多更宽的马路，形成更密的路网，这是从交通本身入手，而非直接从人的出行需求入手的措施。交通基础设施的建设以提高行车速度，即“通过性”为目标，而“可达性”和“通过性”最大的区别就是前者以抵达目的地为目标，后者以行车速度为目标，提高行车速度仅是抵达目的地的手段之一。

可达性在土地使用方面有两方面的意义。对于使用者来说，可达性是指实现某项活动的便利程度，即到达某功能用地的成本要低，这由人们使用的交通工具、路程行为特征等决定；对于功能用地来说，可达性是指在特定的城市空间结构中其吸引人流的能力，这由其自身功能属性、交通状况、周边用地性质等决定。对于交通系统来说，可达性是指机动车到达目的地的能力，与机动车的通过性相反。

由此可见，当功能不同的用地依据其自身使用的可达性需求被合理分布在交通系统的相应空间位置时，人们的需求因场所的方便可达而得到满足。这样的街区结构满足了人们对活动的需求，也满足了空间成为场所的需求。在这样的街区环境中，城市居民在步行范围内可满足绝大部分的出行需求，各功能的可达性需求也可被满足。在街区尺度下，可达性可以从两个方面进行阐释。从交通体系上来说，把街区内某一地块置于整个街区的交通网络体系中考虑，对地块的交通可达性作分析，这是从局部到整体的思路。从土地利用上来说，把街区作为一个出行内向型的整体来看待，分析内部各主要功能用地对使用者的可达性，这是

从整体到局部的思路。

2．街区交通系统决定的可达性

伯恩（Burns ）和葛罗卜（Golob ）将可达性定义为

交通系统对不同地点的服务程度，

即通过性。其计算方程为LOS i =V i /C i 。其中，

V i 为交通量或交通需求量；C i 为交通通道的容量；i 为交通系统中的某一通道。比值越高，说明机动交通的通过性越好，可达性越差。

街区外围由主干路围合，内部由次干路、支路构成网络状。主干路交通通道的交通量大，以通过性为主；次干路与支路交通通道的交通量小，以到达性为主。由此可见，主干路的可达性弱于次干路。从交通体系的需求来看，交叉口处需要机动车在保证安全的前提下迅速通过，所以同一条道路路段上的可达性优于交叉口处的可达性。

3．街区土地使用模式决定的可达性

从街区中各功能使用者的出行成本最小化出发，人们关注的是出行时间或出行距离内可达场所

的种类和数量［4］

。如果在功能使用者的步行出行范围内的出行目的地越多，或者目的地对个体的潜在吸引力规模越大，那么该功能的可达性就越好，这是由土地的使用模式所决定的。正是因为这个道

理，

汉斯（Hansen ）基于人们的活动和土地使用因素将可达性定义为获得相互作用的机会的潜力［5］。另外，功能属性的不同决定了各种功能自身对可达

性也有不同的要求，而功能使用方式的不同决定了

使用者行为特征的不同。

等值线法是基于土地使用模式来度量可达性的一种方法，此方法能依据居民的出行范围，说明街区中不同区位的设施对使用者的吸引规模。具体方法是在地图上、分析对象周围绘制等距线，在等距线所包络的范围之内，离开或到达分析对象的直线交通距离小于服务半径，在等距线包络范围之外，则大于

服务半径［6］

。本文将街区抽象成一个由主干路围合、1000米见方的矩形街区，其中有两条次干路从

街区边界的中点垂直穿过，以500米为步行出行半径，以街区内由主、次干路围合的四个街区的中点为圆心画圆，分别作为四个小街区居民的步行

出行范围，

以此构造理想模型，分析街区内各空间的可达性。从图1可以发现，街区中心的可达性

最强，沿次干路的可达性次之，街区的四个角落可达性最弱。

4．交通系统与土地使用的耦合

交通系统的运行效率与土地使用活动模式相互

图1等值线法使用示意图

作用，在相互作用的过程中，可达性是二者的纽带；

前者通过道路系统影响可达性，后者通过土地使用

影响可达性［7］

。当二者均以可达性为依据相互耦合时，则形成了良性循环效应，相互促进；反之，则

相互抑制。不论是通过交通系统来实现可达性，还是通过土地利用实现可达性，街区内功能种类的选择至关重要。在出行需求内向型的街区中，内部功能的种类是决定其运行稳定的保证。从交通系统方面来说，街区内部完善的功能从根本上保证了居民出行需求的内向化，减少了城市主干路上的交通流量

［8］

。从土地利用方面来说，街区

内各功能在用地上的组合方式决定了各功能对使

用者的吸引规模，而功能种类的选择则需分析居民的出行需求。

居民的出行主要有两种：一种是每天必须的出行，如上学、工作、购买生活必需品，属于刚性的出行；一种是不定期的出行，如去购物中心购物或是去文化中心活动，属于弹性的出行。对于后者，往往需要市级或者区级的公共设施，这在街区范围内难以实现。因此，问题的重点在于解决居民每天出行的刚性需求，这就需要实现两个方面的平衡，一是职住

平衡，

二是居住与日常必需的公共服务设施的平衡。基于这样的分析，本文提炼出了一个交通自我平衡的街区所必须具备的三个功能要素：居住、生产和公共服务。

因此，为了实现交通系统与土地使用的耦合，以减少街区的碳排放，须在街区内将居住、工作和公共服务这三大功能按其功能自身对可达性的需求，混合安排在交通体系之中。

四低碳城市街区结构模型

1．构建模型的原理

由前文可知，可达性一方面由交通系统决定，一方面由土地使用模式决定，二者的关注点不同。正因如此，站在不同的角度，混合用地的功能布局方式就会有所不同。如果以街区为居民的日常活动单元，那么站在居民出行成本的角度看，街区最核心地段的可达性最佳，中间圈层可达性次之，街区最外围沿干路的圈层的可达性最差（如图1所示）。居民更加关注的是由土地使用模式所决定的出行可达性，即在一定步行范围内可达到的场所的数量。如果从各类设施对居民的吸引力来看，街区中心用地的可达性优于街区边缘的用地。而另外一些公用设施更关注由交通结构决定的可达性，既车行到达并停留的方便性。由此可以得出，站在不同的角度进行考察，混合用地的方式也会有所不同。同样是以低碳为前提，这些不同的诉求反映在城市的物质空间中则表现为街区空间结构的不同。

本文将对城市的不同区域进行具体分析，以区域的功能定位为依据，针对不同功能的可达性需求和功能使用者的出行特征以及交通系统中的可达性分布，构建不同的街区空间结构模型［9］。本文选取居住与商业混合的街区和居住、商业与办公混合的街区，以低碳出行为前提，构建各功能区的街区空间结构模型。

2．居住+商业功能街区的低碳空间结构模型

居住功能的首要特征在于可以聚集大量固定人口，是保障街区活力的基础。而商业服务业几乎是各类混合功能开发项目中必不可少的功能，同其它功能具有很强的相互作用，是在不同时段吸引大量人群、增加城市活力的主要功能，对于混合功能的形成和发展作用巨大［10］。因此，居住地到商业设施的可达性越好，家庭拥有私家车的概率则相对越低［11］。在居住与商业混合的街区中，商业功能的布局与街区中居民的步行出行半径密切相关，也与居民使用商业功能的行为特征有关。

如图2所示，如果从居民的出行范围考虑，街区中心的可达性最强，沿次干路的用地可达性次之，街区的四个角落可达性最弱。可达性越强的区位处于更多居民的出行范围之内。因此，应将商业等公共活动功能集中布局在街区中心位置，该位置可被最多数量的居民步行到达，此处可达性强，设施的使用效率高，对该街区内的居民均有利。沿次干路的区域可兼顾其两侧的居民，可达性亦可。从居民使用商业功能的行为特征来看，使用者在每处商业设施的停留时间短，且在一处商业设施短暂停留后会转向另一处商业设施。因此，商业设施应沿交通流呈线性连续布置，在具备良好的交通可达性的同时形成规模效应

。

图2居住+商业功能街区的低碳空间结构模型

3．居住+商业+办公功能街区的低碳空间结构模型

办公功能一方面不会对周边其它功能产生负面的外部效应，另一方面对周边环境的要求也没有居住功能那么高，因此同其它功能混合布局的冲突很小。商务办公功能与机动车交通有密切的关系，它要求以此为起点的机动车出行迅捷而方便，即要求有较强的通过性。为了抑制街区内的机动交通从而实现低碳目标，与商务办公有关的机动交通不应被引入街区内部，而应由城市主干路解决。基于上述分析，商务办公应布置于主干路的路段上。从交通可达性来看，主干路路段上机动车的可达性比交叉口处好，与商务办公有关的机动交通可直接由主干路解决。

如图3，商务办公布置于主干路路段上，方便机动车出行与到达，无须进入街区；街区内的服务设施沿次干路布局，最高效率地服务于街区内的居民。

五结语

街区作为城市的基本空间单元，其空间结构与功能布局有密切关系。街区功能的高效混合使用能有效抑制街区的机动出行。街区功能的混合有多种

图3居住+商业+办公功能街区的

低碳空间结构模型

方式，在不同功能的街区其混合方式有所不同，其目标是使各功能用地与空间可达性最大效用耦合，实现街区内居民出行的内向化。构建低碳的街区空间结构，有效的用地功能混合方式至关重要。然而，本文提出的街区功能结构模型是出于理论上的推导，能否切实有效地减少碳排放还需进行实证环节的研究。

【Abstract】By analyzing the meaning of urban spatial structure，blocks are considered as the place where residents’daily travel most centralizes．Considering the demand of resi-dents’daily travel，this article discusses all kinds of functions in the block comprehensively．And then it summarizes a block’s land－use structure，which can lead to an internal－travel－de-mand model and can be a guide of constructing an urban block with mixed function．A block like this can match the land with the accessibility of space in the most efficient way，and can re-duce carbon emission．

【Key words】low－carbon travel；mixed land－use；blocks；spatial structure

参考文献

［1］于文波，王竹，孟海宁．中国的“单位制社区”vs美国的TOD 社区［J］．城市规划，2007（5）：57－61

［2］潘海啸，汤锡，吴锦瑜，卢源，张仰斐．中国低碳城市的空间规划策略［J］．城市规划学刊，2008（6）：57－64

［3］陈锦富，朱小玉，任丽娟．从低碳校园到低碳街区———以华中科技大学校园空间变迁为例［J］．中国园林，2011（4）：74－

77

［4］隗剑秋，邹进贵．GIS可达性分析在城市商业网点中的应用［J］．武汉化工学院学报，2005（3）：94－96［5］刘贤腾．空间可达性研究综述［J］．城市交通，2007（11）：36－43

［6］

汤．可达性对城市商业中心发展的作用———基于上海的四

个城市商业中心的实证研究［D］．同济大学，2007：26－31［7］华晨，马倩．基于用地复合的中小城市居民出行可达性的优化［J］．城市规划学刊，2010（5）：105－110

［8］潘海啸，刘贤腾，John Zacharias，刘冰，廖雄赳．街区设计特征与绿色交通的选择———以上海市康健、卢湾、中原、八佰伴四

个街区为例［J］．城市规划汇刊，2003（6）：42－48

［9］潘海啸．面向低碳的城市空间结构———城市交通与土地使用的新模式［J］．城市发展研究，2010（1）：40－45

［10］翟强．城市街区混合功能开发规划研究［D］．华中科技大学，2010：76－80

［11］郑思齐，霍燚．低碳城市空间结构———从私家车出行角度的研究［J］．世界经济交通，2010（6）：50－64

（责任编辑：赵勇）