城市综合体立体绿植行为偏好影响测度及经济效用视角下的设计优化.pdf
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1、5 4 时代建筑T i m e+A r c h i t e c t ur e2 0 2 3 2王桢栋原青哲叶宇武艺萌周镊晖W A N GZ h e n d on g IY U A NQ i n g z h e,Y EY u IW UY i m e n g lZ H O UX i h u i城市综合体立体绿植行为偏好影响测度及经济效用视角下的设计优化M e a s u r i n gt h eB e h a v i or a lP r e fe r e n c eofT h r e e-D i m e n s i on a lG r e e n i n gi nC om m e r c i a
2、lC om pl e x e sa n dI t sD e s i g nO pt i m i z a t i onfr omt h eP e r s pe c t i v eofE c on om i cS u i t a b i l i t y摘要作为高密度城市环境生态性缺失的补充,立体绿化在室内公共环境中的应用日渐广泛。然而,立体绿植空间的生态收益并不足以平衡其前期高昂的成本投入及维护支出。作者研究发现,除生态价值以外,立体绿植空间还能够通过影响使用者行为为城市综合体的商业空间创造收益。运用沉浸式虚拟现实环境中的可视化叙述偏好法,研究对使用者在不同场景中表现的立体绿植空间使用偏好进行了定
3、量化测度。研究显示,相较于色彩属性,立体绿植的空间类型对于消费者具有更强的吸引力性价比,并对人流有显著的向上和窒外导引效果。在此基础上,作者进一步提出了综合测算方法,将立体绿植空间在消费者心理维度的效用纳入经济效益计量,并基于此为城市综合体立体绿植设计优化提供导控。关键词城市综合体;立体绿植;使用偏好;1 研究背景1 1 高密度城市发展背景下的立体绿植需求随着中国城市化进程步入“下半场”,人性化、品质化空间需求日益提升,但人均城市绿地面积却在不断减少,市民对于城市生态环境普遍持有负面的态度。越来越多的证据表明,快节奏的城市生活和高密度、高异质性城市街区景观环境容易诱发广泛性焦虑、心境障碍和精神
4、障碍等心理疾病。口1 针对环境恶化所带来的社会健康问题,环境心理学研究发现,在城经济效益;沉浸式虚拟现实技术;可视化叙述偏好法;设计优化A B S T R A C TT hr e e d i m e n s i on a lgr e e n i n gi ni n d oorpu b l i cs pa c e si sa ne c ol og i c a ls u ppl e m e n ti nh i g h-d e n s i t yu r b a ne n v i r on m e n t s H ow e v e r,i t sh i g hi n i t i a li n v e
5、s t m e n ta n dm a i n t e n a n c ec os t sc a nc a u s efu n d i n gi m b a l a n c e s T h i ss t u d yfou n dt h a tt h r e e-d i m e n s i on a lgr e e n i n gc a ng e n e r a t ee c on om i cb e n e fi t sforc om m e r c i a lc om pl e x e sb ya ffe c t i n gpe d e s t r i a nn a v i g a t i
6、on C on s u m e rpr e fe r e n c e sfort h r e e-d i m e n s i on a lg r e e n i n gw e r em e a s ur e db ys i m u l a t i n gi t sc ol ora n ds pa t i a lpr ope r t i e si nV Re n v i r on m e n t s D i s c r e t ec h oi c em od e l sw e r eu s e dt oc a l c u l a t et h ew e i g h t i n g sa m on
7、 gd i ffe r e n tpr ope r t i e s R e s u l t ss h ow e dt h a ts pa t i a la n dm u l t i c ol org r e e n i n gc ou l db r i n gh i g h e rb e n e fi t sa n dg u i d ec on s u m e r st og ou pw a r d sa n d市公共开放空间中通过增加自然绿色空间、改善环境宜人性等措施,可以有效地缓解城市环境诱发的情绪压力,【3 1 对负面情绪起到一定的调节作用,并且能进一步抑制炎症【5 1 和焦虑反应6 1
8、。在此背景下,高效利用存量土地中的公共空间,与立体绿化相结合,是提升城市人均绿化面积和改善城市空间品质的有效解决办法。立体绿植空间可以在节约能源、增加经济收益和提升社会效益三方面产生积极作用,成为高ou t d oor T h i ss t u d ypr ov i d e san e wm e a s u r e m e n ti n c or por a t i n gt h eps y c h ol og i c a lu t i l i t i e soft h r e e d i m e n s i on a lgr e e n i n ga n ds u g g e s t sd
9、e s i g ng u i d a n c eforc om m e r c i a ls pa c e s,e x pl or i n gi t ss u s t a i n a b l eb e n e fi t sone c ol og i c a l,e c on om i c,a n ds oc i a ll e v e l s K E YW O R D SC om m e r c i a lC om pl e x;T hr e e D i m e n s i on a lG r e e n i n g;B e h a v i or a lP r e fe r e n c e;E
10、c on om i cB e n e fi t s;I m m e r s i v eV ir t u a lR e a l i t y;V i s u a l i z e dS t a t e dP r e fe r e n c e;D e s i g nO pt i m i z a t i on中图分类号:T U 9 8 5 1 2+4文献标识码:AD O I:10 13 7 17 j c n k i t a 2 0 2 3 0 2 0 5 4文章编号:10 0 5 6 8 4 X(2 0 2 3)0 2 0 0 5 4 0 8引文格式:王桢栋,原青哲,叶宇,等城市综合体立体绿植行为偏好影
11、响测度及经济效用视角下的设计优化【J】时代建筑,2 0 2 3(2):5 4 矧密度人居环境中的重要角色”1(图1)。1 2 立体绿植:政策支持与高昂维护费用的矛盾“十二五”期间,顺应国家政策号召,国内多个城市开始倡导提升城市绿地面积,并大力推行立体绿化的发展。“十三五”规划更是提出要建设“立体绿化网”。目前立体绿化相关的法律、政策、标准基本构建完成,成熟的立体绿化相关实践数量逐步增多。【8 1 然而,从生命周期成本分析(L C C A)角度来看,相较设计和建造施工等初始成本,立体绿化的运行、维护、1 立体绿植空间理论框架2 立体绿化示意(1)二子tJ I Ir i s e;(2)虎之门之丘1
12、 T h e or e t i c a Ifr a m e w or k2 E x a m pl e soft h r e e d i m e n s i on a lg r e e n i n gs pa c e s(1)F u t a k oT a m a g a w aR i s e;(2)T or a n om onH i l l s圊 7亟匾亟匦管理、维修和更换等运营成本十分高昂,旧1 这也是我国当前立体绿化推广缓慢的重要原因。因此,寻找适合的空间载体,使立体绿化在最大限度发挥环境和社会价值的同时,能持续为载体创造一定的经济效益,来平衡其运营成本,已成为进一步推动立体绿化建设的主要动
13、力。1 3 城市综合体作为立体绿化载体所带来的新机遇城市综合体是适应现代城市复合高效趋势的产物,它通常位于城市核心地段,与城市公共交通便利衔接,是出行的重要节点,并日益成为市民日常生活的重要组成部分。”0。1 1】由于其“混合使用”的本质,其营利性功能可获得更高收益,从而可使原本在基地内不能或难以生存的功能获得生机。”2 1 日本和新加坡的多个国际案例显示,立体绿植空间可为城市综合体吸引大量人流,能有效提升使用者的停留时间,并促进其社会性活动的发生和重复到访。”3】1 4 新技术和新方法所带来的精准设计导控近年来不断涌现的新技术、新方法正在为建成环境研究带来更为科学化的研究手段。可视化叙述偏好
14、问卷(S t a t e dP r e fe r e n c e,简称“s P法”)作为在因变量不连续情况下的统计模型,已在建筑空间研究中得到较多运用,”4 1 但目前可视化s P 法的运用尝试,往往采用简单的轴测图而非人眼视角的实际情况来获取受访者的直观感受,难以高效传递综合体这类复杂空间的临场感。”5】随着近年来计算机硬件与图形技术的进步,虚拟现实(V ir t u a lR e a l i t y,简称“V R”),即通八(社会)U谬L 嘭过计算机模拟产生三维的虚拟世界,为使用者提供仿佛身临其境般的感受体验技术,”6 1 7 3 让以往需要大量时间投入的沉浸式空间感知研究变得简便易行。”
15、其已在环境行为学研究中得到运用,可以有效排除实地调研中的不可控因素,提升研究信度。”相关研究显示,虚拟现实环境下的行为活动与实景中的行为基本一致。”讲国内已有学者运用虚拟现实技术来生成不同的场所界面,开展界面心理认知的量化研究。2 1 1在可视化s P 法和虚拟现实等新技术迅速发展的当下,环境行为研究的信度和效度都有了进一步的提升空间。适时采用“新方法”来回答“老问题”,通过新技术更加准确地模拟空间场景,让被试者可以快速准确地选出空间偏好,在环境行为研究层面具有很大的潜力,可为城市综合体立体绿植空间的精细化设计与效能评估提供新的技术手段,实现精准技术分析支持下的空间设计优化。2 实验设计2 1
16、 研究对象立体绿化的研究与实践日益增加,相关的规范逐步成熟和不断细化,其中也涌现了对于立体绿化的不同角度的分类方式(图2)。参照上海市工程建设规范D G T J 0 8 7 5 2 0 1 4 J 1 2 7 1 4 2 0 1 4 立体绿化技术规程0 2 1 中的规定并结合城市综合体设计中的典型情况,。”研究团队将屋顶绿化和垂直绿化作为城市综合体内基础绿化种类。时代建筑T i m e+A r c h i t e c t u r e2 0 2 3 25 52 2 研究设计相关研究设计分为以下步骤(图3)。首先通过类型学支持下的案例分析与调研确定典型的综合体绿植空间模式,然后基于文献与规范研究确
17、立立体绿化类型及颜色属性,以及纳入分析的典型空间行为场景。在此基础上运用S P S S 正交设计构建沉浸式的v R 场景,通过大样本的具身性测试采集行为选择偏好,并在离散选择模型的支持下计算不同因素的偏好权重系数。随后将权重系数代入经济测算模型,对于立体绿化间接产生的经济效益进行估算,得出最终经济收益,对今后的综合体中立体绿化设计实践提供指导与优化路径。2 2 1 立体绿化类型与颜色属性如前所述,本研究所讨论的立体绿植空间主要包括屋顶绿化和垂直绿化两类。在下文中,根据绿化特点将花园式屋顶绿化简称为“空间绿化”,垂直绿化简称为“平面绿化”。此外,本研究还将立体绿化属性分为类型属性和颜色属性。类型
18、属性分为空间绿化和平面绿化;颜色属性分为单色(纯绿色)和彩色(多种颜色)。2 2 2 行为场景影响综合体内立体绿植空间选择的因素除使用者的绿化偏好外,使用者的行为场景也会产生显著的效用。使用者的行为场景会在绿视率、使用者的视线角度、绿植空间的三维位置等多方面产生直接的视觉反馈和空间感受,因此使用者的行为场景也是检验立体绿植空间环境品质的重要因素。城市综合体内行为场景的分类较为复杂,5 6 时代建筑T i m e+A r c h i t e c t u r e2 0 2 3 2笔者通过对相关论文的整理归纳以及对国内外成熟的立体绿化综合体的案例分析,从公共空间行为模式和城市综合体内的空间模式两方面
19、人手,选择了五类最具代表性的综合体内行为场景:室内水平行走、室内向上行走、室内向下行走、室外水平行走、室内室外行走(图4o2 3 实验流程本研究拟通过空间偏好选择,获取不同空间行为下,不同立体绿化影响因素的权重系数,从而得出不同的立体绿化种类相对于无绿化场景的吸引力系数。偏好实验共分为以下3 步。(1)单边绿化空间偏好:被试者依次观看两个场景,第一个场景左右对称,让被试者选择直观偏好;第二个场景以第一个场景为基准,在场景的一侧增加立体绿化。以平面单色属性的立体绿色植物空间作为基础立体绿化场景,通过计算被试者两次场景选择的变化,得到基拒i,币丽孬玑_ 一;J 一 一L|翌Jr i i、【墼塑Hi
20、 厂丁困o一L 匡匦D _|l 陌酊一一广量坐婴兰望曼著零紧要Hv s偏好实验:+L:嘉募花场景J一蠹化砀嘉X。一。-J。一双边绿化空间j v s蝗一孥墨墅,:I 1 I r_、星堡扬-墨旦础场景相对无绿化场景的吸引力系数。F 单边=N U M(场景2 右)一N U M(场景l 右)N U M(场景l 吉)(2)双边绿化空间偏好实验:利用s P 法的交叉对比,得到不同类型立体绿化场景与基础立体绿化场景的系数关系。与单边实验数据共同计算,可以得到不同立体绿化种类的吸引力效用系数。计算方式如下:F 单边=F 单边xd 系数关糸l(3)访谈:与被试者交流访谈,挖掘其选择的内在原因,辅助修正数据,以获
21、得合理化系数。整个实验流程,每个被试者体验时长共3 0m i n,其中V R 体验时间共2 0m i n,实验开始前及两个实验之间各设置5m i n 的休息环节,防止产生3 D 晕眩,访谈穿插在实验过程中(图5)。2 4V R 场景搭建V R 立体绿化场景构建采用3 6 0。全景图片阿而计_ L,厂n 一lJ l 障而刊|一1L f行为场景1压网同丽计_ _ 厂吾r H基础场景相对无绿化场景的吸引力系数不同影响因素相对基础场景的吸引力系数不同立体绿化种类吸引力评估模型辫曼燮淞嗡舻憋漱、巳遂巴爹囊融遒露黜甥F 7哺l门萋壤一一一绿闻教表黝00体盛济星最嶷一蝴鍪一勰盟掏建经济渊巢模型一淼下一趸巫了
22、柏参瀚澄盘耋、誊3 分析框架4 离散选择模型变量示意图5 v R 场景下的立体绿植空间偏好实验流程6 V R 场景取景地(1)(2)上海环贸I A P M;(3)取景地7 v R 环境搭建及实验设备(1)K od a kP I X P R 0 4 K V R 3 6 0 摄像机;(2)H T C V i v e 头戴式v R 设备3 A n a l y t i c a lfr a m e w or k4 G r e e n i n g。St y pe sa n db e h a v i ors c e n a r i os5 P r oc e d u r eofV Re x pe r i m
23、e n t6 S h oot i n gl oc a t i onofV Ror i g i n a ls c e n e s7 E q u i pm e n tofV Re x pe r i m e n t结合后期图像处理的方法,保证场景的高拟真度呈现。针对需要进行选择的立体绿植空间场景,通过P h ot os h op软件计算并调整图片中的绿化所占像素点个数,在保证真实性的状况下减少绿视率的差异,控制其对行为选择的影响。虚拟场景的构建需要实际场景作为基础,而基础场景的选用需要满足以下条件:(1)包含所有空间行为场景(室内空间、室内外联系空间、纯室外空间等);(2)未设置大面积绿化,方便后期
24、图像处理,进行控制变量;(3)室内外设计手法简洁,符合大众审美。综合各项因素考虑,本次实验虚拟场景的基础场景选取位于上海陕西南路地铁站域的环贸I A P M(图6ov R 场景通过K od a k4 K 3 6 0。摄像机拍摄,在P h ot os h op中合成,最后通过佩戴H T CV i v e头显来体验场景(图7)。为了控制变量,已将所有场景进行对称处理,排除干扰因素(图8o3 基于可视化S P 法与沉浸式V R 技术的研究分析3 1 实验测试实验共招募4 7 位被试者,年龄段分为1 8 3 0 岁和3 1 4 0 岁两个类别,比例为2:1。男女性别控制为1:1;被试者的专业背景覆盖文
25、、法、理、工等多个学科。在实验过程中,每位被试者依次进行单边绿化和双边绿化实验,共计9 4 次,选取具有更强停留或前往意愿的场景(图9o实验结束后,实验助理对每一位被试者进行访谈,访谈记录被用于检验结果的确认与修正。3 2 实验结果离散选择模型的计算通过N L og i t 5 软件基于被试者的选择结果开展(图1 0o总体而言,立体绿植空间的吸引力体现在两个方面,一方面是立体绿植的自身属性所产生的吸引力,另一方面是立体绿植空间与其他活动结合所带来的空间互动性。在绿化种类方面,对比两张评估结果中的整体系数,可发现类型属性的吸引力大于颜色属性。并且吸引力系数均为正数,空间彩色绿化种类吸引效用最高。
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