一級結構工程師輔導：論“空間句法”(二)

　　2. 基本構形的描述與分析 
　　2.1 構形的直觀描述――關系圖解（justified graph） 
　　讓我們來看一個解釋空間句法的經典案例。左數第一列的三個建筑平面，其形狀幾乎一樣，只是內部隔墻開門略有不同。但在接下來的分析中，會發(fā)現其空間構形有著巨大差異。第二列的三個平面，是將第一列平面進行圖底反轉，以強調我們的研究對象――空間。再用圓圈（即節(jié)點）代表矩形空間，用短線來表示它們之間的連接關系，就可轉換為第三列的三個結構圖解。從中可以清楚地看到a是個很深的“鏈形”結構，而b則是相對較淺的“樹形”結構，而c是套接起來的兩個“環(huán)形”結構。這種用節(jié)點與連線來描述結構關系的圖解被稱為關系圖解。關系圖解為空間構形提供了有效的描述方法，同時也是對構形進行量化的重要途徑。關系圖解是一種拓撲結構圖解，它不強調歐氏幾何中的距離、形狀等概念，而重在表達由節(jié)點間的連接關系組成的結構系統。 
　　2.2 構形的定量描述 
　　在關系圖解基礎之上，空間句法發(fā)展了一系列基于拓撲計算的形態(tài)變量，來定量地描述構形。其中最基本的變量有如下五個： 
　?。?）連接值（connectivity value）。與某節(jié)點鄰接的節(jié)點個數即為該節(jié)點的連接值。在實際空間系統中，某個空間的連接值越高，則表示其空間滲透性越好。 
　?。?）控制值（control value）。假設系統中每個節(jié)點的權重都是1，則某節(jié)點a從相鄰節(jié)點b分配到的權重為[1/（b的連接值）]，那么與a直接相連的節(jié)點的連接值倒數之和，就是a從相鄰各節(jié)點分配到的權重，這表示節(jié)點之間相互控制的程度，因此稱為a節(jié)點的控制值。 
　?。?）深度值（depth value）。規(guī)定兩個鄰接節(jié)點間的距離為一步，則從一節(jié)點到另一節(jié)點的最短路程（即最少步數）就是這兩個節(jié)點間的深度。系統中某個節(jié)點到其他所有節(jié)點的最短路程（即最少步數）的平均值，即稱為該節(jié)點的平均深度值。用關系圖解來輔助計算，則更加清晰，公式可表示為[MD=（∑深度×該深度上的節(jié)點個數）/ （節(jié)點總數－1）].例如，入口空間的平均深度值MD=（1×1+2×2+3×2+4×3+5×1）/（9－1）=3.5.系統的總深度值則是各節(jié)點的平均深度值之和。 
　　很明顯，深度值表達的是節(jié)點在拓撲意義上的可達性，即節(jié)點在空間系統中的便捷度。這一概念最初源自應用圖論的研究成果[4].深度是空間句法中最重要的概念之一，它蘊涵著重要的社會和文化意義。人們常說的“酒好不怕巷子深”、“庭院深深”，這其中的“深”就有局部深度的含義，它主要表達空間轉換的次數，而不是指實際距離。 
　　上面所說的平均深度值和總深度值都是整體深度值，是對整個系統的描述；與此概念相對的是局部深度值。假設從某節(jié)點出發(fā)，要走k步才能覆蓋整個系統，那么其在n步內走過的路程，即為局部深度值。
　?。?）集成度（integration value）。用上述方法定義的“深度值”在很大程度上決定于系統中節(jié)點的數目。因此，為剔除系統中元素數量的干擾，P.Steadman改進了計算方法，用相對不對稱值（relative asymmetry）來將其標準化，公式是RA=2（MD－1）/（n－2）。[5] [其中的n為節(jié)點總數].為與實際意義正相關，將RA取倒數，稱為集成度。后來又用RRA來進一步標準化集成度，以便比較不同大小的空間系統。RRA=RA/Dn.[6] 對應于整體深度值和局部深度值，也同樣存在著整體集成度和局部集成度。整體集成度表示節(jié)點與整個系統內所有節(jié)點聯系的緊密程度；而局部集成度是表示，某節(jié)點與其附近幾步內的節(jié)點間聯系的緊密程度，通常計算三步或十步范圍，稱為“半徑－3集成度”或“半徑－10集成度”。 
　?。?）可理解度（intelligibility）。上述連接值、控制值和局部集成度，是描述局部層次上的結構特征的；而整體集成度是描述整體層次上的結構特征的。可理解度用來描述這種局部變量與整體變量之間的相關度。希列爾指出，無論對城市還是建筑空間，我們都很難原地立刻體驗它，必須通過在系統中運動地觀察，才能一部分一部分地逐漸建立起整個空間系統的圖景。可理解度就是衡量從一個空間所看到的局部空間結構，是否有助于建立起整個空間系統的圖景，即能否作為其看不到的整個空間結構的引導。所以，如果空間系統中連接值高的空間，其集成度也高，那么，這就是一個可理解性好的空間系統。 
　　以上這些變量定量地描述了節(jié)點之間，以及節(jié)點與整個結構之間的關系，或者定量描述了整個結構的特征。此外，在具體的構形分析中，為說明特定問題，還會根據上述五個基本變量導出很多參數，在此就不一一列出了。 
　　2.3 幾何格網的構形分析 
    如果將平面圖形用規(guī)則的細小格網來近似表示，其中的每個小格子代表一個節(jié)點，格子間的相鄰關系表示連接，由此便可計算出上述各種變量。例如，用格子表示的仿西方古典建筑的立面構形，格子填充色的深淺代表集成度的分布，深色格子代表較高的集成度。可以看出集成度最高之處位于中央上部，并沿著中柱延伸至底平面。把這個立面識別為幾個基本幾何形的組合，然后分別計算每部分的集成度，并由此填充深淺顏色。在這里，又可發(fā)現其集成度分布呈水平狀態(tài)。希列爾指出，這種由分析所揭示的中央集中的垂直結構和線形的水平結構，可能是跨文化的各種古典建筑立面中，所創(chuàng)造的最普遍的形式主題（Hillier， 1996， 123）。希列爾用這種細小格網的構形分析方法，對各種平面圖形進行了解釋；還定量地重新定義了對稱、均衡等幾何現象。 
　　若將規(guī)則格網稍加變化，阻隔某些格子之間的聯系，還可發(fā)現幾何構形的一些普遍規(guī)律，希列爾將這一過程稱為“障礙操作”試驗。例如，各網格深度值的計算結果，可以發(fā)現四大原理（Hillier， 1996， 305）：
　?。?）中心性原理。阻隔條放在中間比放在邊緣，會導致更大的總深度值。
　?。?）延長性原理。分隔條越長，總深度值越大。
　　（3）鄰接性原理。相互鄰接的分隔條，會比互不鄰接的分隔條，導致更大的總深度值。
　?。?）直線性原理。直線相接的分隔條，會比盤繞的分隔條，導致更大的總深度值。這四大原理是局部改變影響整個構形的普遍規(guī)律。填塞或刪除某些格子也遵從這四大原理，只是刪除格子的規(guī)律與其總深度值的變化方向相反。這些規(guī)律對室內空間安排和開放空間配置等實際設計問題，有一定的啟發(fā)和指導意義。

?08年考試規(guī)范、標準: 申報一、二級注冊結構工程師執(zhí)業(yè)資格考試須知.