基于三维可视性分析的商业综合体空间布局研究——以上海正大广场为例

作者(Authors)：潘逸瀚，王桢栋（通讯作者）,2,3，陆毅

1. 同济大学建筑与城市规划学院（上海，200092），

2. 高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室（上海，200092），

3. 生态化城市设计国际合作联合实验室（上海，200092），

4. 香港城市大学建筑及土木工程系（香港， 999077），

5. 香港城市大学深圳研究院（深圳，518057）

21世纪以来，我国商业地产开发进入了商业综合体时期，并逐渐取代了传统的以商业街为核心的开发模式。商业开发的空间和业态布局也逐渐从二维线性平面的模式走向三维立体化的模式。

与此同时，在商业开发日趋立体化和复杂化的情况下，商业综合体的空间和业态布局依旧以借鉴传统成功案例和以往设计经验为主，缺乏科学合理的布局模式分析方法。[1]这导致许多商业综合体经营不善，店铺空置率较高，亟需通过空间布局与业态布局的调整甚至改变来改变其经营现状。

在大数据时代下，建筑信息化已成为必然趋势，可视性分析作为一种空间分析的新方法，可以通过数据准确描述建筑空间，模拟真实空间属性，从而通过计算预测使用者的行为选择，进而指导建筑的空间和业态布局。这种方法既可以用于预测设计方案的有效性，也可以针对既有项目发现运营中的问题，而非像传统方法，仅仅依赖经验来调整布局。

1. 研究方法

二维可视性分析方法基于空间句法理论和社会网络理论发展而来，描述了空间位置相互之间的可视关系。方法以图论为基础，将建筑空间划分为均值网格点，通过描述点与点之间的拓扑关系来解释空间中不同位置之间的相互关系。[2]（图1）

例如，在计算空间中一点的可视性时，可以统计与其直接有视线连接的点的个数，也可以计算此点与空间内所有其他点之间的平均距离，同时从局部角度和全局角度描述点的可视性。

三维可视性分析方法在二维可视性分析方法的基础上，拓展了垂直向度的可视性。可视性也受到视线属性影响，视线距离决定了能否清晰的辨认事物，而视线角度则决定了我们在正常平视状态下能否看到上下方的事物。因此在计算中加入视线距离与视线角度作为权重。视线越长，清晰度越低，可见性越差。视线角度越大，越不容易在日常行走活动中看到，可见性越差。

三维可视性的核心分析对象为可达空间1和可视对象2，在等距划分后，可达空间被划分为可达点，可视对象被划分为可视点。三维可视性分析方法根据可视对象的不同可以分为两种类型：

当可达空间即为可视对象时，方法分为两步骤：1）把所有可达的三维空间划分成等距离的网格点，即可达点（图2）。2）分析可达点互相之间的视线连接关系，并辅以计算（图3）。

当可达空间与可视对象不同时，方法分为三步骤：1) 把所有可达的三维空间划分成等距离的网格点，即可达点（图4）。2)把被观看的对象划分成等距离的网格点，即可视点（图5）。3）分析可视点与可达点之间的视线连接关系，并辅以计算（图6）。在下文中，我们将通过对上海正大广场的实证研究，尝试三维可视性分析方法在实际项目中的应用，分析正大广场中的可视性分布规律，以并总结商业综合体空间布局规律。

2. 实证研究

上海正大广场坐落在上海浦东陆家嘴黄金地段，周边的城市道路包括北面的陆家嘴西路、东面的银城西路、南面的名商路，以及西面的富城路。这一商业综合体建筑由泰国正大集团投资开发，由著名的美国捷得建筑事务所（The Jerde Partnership）设计，整个建筑单体长270米、宽121米，占地31000平方米，建筑面积240000平方米，地下三层，地上十层，总高53.4米，提供集购物、餐饮、休闲和娱乐于一体的现代化服务和设施。正大广场从2002年竣工开业，至今有十二年，经历了“起死回生”：建成之初门庭冷落，运营困难，直到2005年开始，通过不断更新开发，才最终成为名副其实的上海知名商业地标。[3]（图7）

正大广场共有八个外部接口，五个接口位于L1层（地面层）的北侧、东侧、东南侧、南侧和西北侧，其中东北侧和西北侧的是主要接口，为接口广场形式； L2层的西侧有一个接口与滨江天桥相连； L3层的东侧有一个接口与明珠环天桥（即陆家嘴二层步行连廊）通过自动扶梯相连（图8）；最后一个接口位于B2的东北侧，与地铁站直接相连。3（图8）

正大广场共有四组中庭，尺度功能各异，分别位于东西南北侧。东侧的中庭贯通B2至L8层，形状上，由最初的橄榄形到L2层的圆形而后又逐层的变化；功能上，从B2层的交通型，到L2层变成综合型。西侧中庭是完全贯通L1至L10层的综合型中庭，视线通透，能够承载休憩娱乐、商业活动等功能。南侧的中庭贯通L3至L8层（图11），与西侧中庭和东侧中庭分别在L3和L5层融合。北侧中庭是贯通L1至L7层的功能型中庭，以交通为主，面积较小。（图12）

2.1 公共空间可视性分析

此项分析中，可达空间与可视对象均为公共空间，因此只需将公共空间划分为等距网格点，分析这些点之间的视线关系即可。分析结果以整合度表示，这代表了公共空间位置之间的视觉联系紧密程度。

分析结果如图13，网格从红色变到蓝色代表公共空间可视性的逐渐降低。可以发现，正大广场中可视性最好的区域位于东侧、南侧、西侧三个综合性中庭。这三个中庭面积较大，相互连通，形成了连贯的视线走廊。而北侧中庭周围可视性不佳，原因是北侧中庭以交通为主，面积过小，而且视线易被扶梯遮挡，导致中庭周围公共空间可视性降低。

正大广场中公共空间可视性分布存在以下三个特点：1）以大中庭周围为可视性最高点向四周呈逐渐降低的趋势，但相邻网格点可视性可能出现断崖式变化，原因是在视线角度较大时，平面进深的微小变化就可能对大量的视线形成遮挡。2）公共空间可视性受层数影响不大，可视性的主要变化在于实体障碍的形态，而不在于垂直距离的影响。而10层中庭高度，也就是50米的距离仍旧在清晰的视线范围之内。3）公共空间尺度越大，可视性越好。宽阔的公共空间增加了可达点的数量，既提高了单个点所能看到的可视性，也提升了空间整体的平均可视性水平。

2.2 店铺可视性分析

在这部分分析中，可达空间为公共空间，可视对象为店铺界面。首先将公共空间划分为等距网格点，再将店铺界面划分为等距网格点，最后分析公共空间可达点看往店铺界面可视点的单向联系。分析结果以整合度表示，这代表了店铺界面与公共空间之间的视觉联系紧密程度。

分析结果如图14，点越大代表店铺可视性越高，点越小代表店铺可视性越低。我们发现，可视性最好的店铺集中分布在南侧中庭，而公共空间进深较大的东侧和西侧中庭的店铺，虽然其相邻的公共空间可视性不错，但店铺本身的可视性并不算很好。在没有中庭的一层中部，店铺可视性也较好。正大广场中店铺可视性分布存在以下四个特点：1）同一层中，靠近中庭的店铺可视性最好。中庭解放了上下层之间的视觉阻碍，将能看到店铺的点拓展到非本层空间。2）越大的中庭周围的店铺可视性越好。越大的中庭解放了更多的视线阻碍，增大了更多公共空间的视域范围。3）同样在中庭周围，走廊宽度越窄的店铺可视性越高。走廊宽度过宽时，其他层的可达点往往只能看到店铺外的公共空间，无法直接看到店铺界面。4）同样在中庭周围，店铺可视性受层数影响不大。由于视线只受障碍物遮挡的特性，可视性更受中庭形状的影响，而非层数。

将店铺按照业态分类之后，我们发现：餐饮店铺主要分布在东西两侧中庭附近，可视性普遍较低。零售店铺主要分布在中部中庭附近，此处店铺的可视性普遍较高；但同时部分店铺以百货形式分布在北侧中庭周围，可视性较低。娱乐店铺分布在高层，可视性处于综合体内普通水平。服务店铺的分布较为均匀，可视性分布也没有规律可寻。

3. 策略总结

在分析了公共空间和商业店铺的可视性分布规律之后，我们总结出以下三条有关商业综合体空间布局的设计策略：

1）寻找可视性和中庭尺度的平衡点来确定中庭大小。贯通的中庭可以使高层公共空间获得与低层公共空间相近的可视性。但面积过小的中庭会导致能通过的视线角度较为局限，甚至超出平视范围，无法提升可视性。面积过大的中庭会导致公共空间面积的缩小，降低整体可视性。

2）寻找可视性和走廊尺度的平衡点来确定走廊宽度。过宽的走廊会导致店铺可视点无法被公共空间所观看，店铺界面的广告作用丧失，吸引力下降。而过窄的走廊则会导致公共空间面积的缩小，降低整体可视性。

3）按照业态对可视性的要求来合理进行业态布局。并非所有的业态都需要良好的可视性，而良好的可视性往往会付出大量的租售面积作为代价。因此需要将具有良好可视性的资源合理分配。需要通过视觉以吸引综合体内客流的店铺放置在可视性较好的区域。凭借业态本身或是通过网络等其他媒介吸引客流的店铺则放置在可视性较差的区域。

在设计复杂而又立体的商业综合体时，设计师需要对设计方案及时进行三维可视性分析，计算空间尺度的改变对周围公共空间可视性和店铺可视性造成的影响，通过权衡可视性和公共空间尺度找到最优化的空间布局方案和业态布局方案，借助数据计算来寻找最优的设计方案。

注释：

1：使用者能够抵达的空间，也就是可以发起观看行为的空间，在商业综合体中指所有的公共空间。

2：使用者观看的主要对象，在商业综合体中包括公共空间、店铺界面、广告招牌等视觉聚焦处。

3：L2层、L3层的入口与B2的入口是在正大广场的改造中陆续添加的。

图片及表格来源：

图1 二维可视性分析图示，图片来源：Turner, A., Doxa, M., O'Sullivan, D., & Penn, A. (2001). From isovists to visibility graphs: a methodology for the analysis of architectural space. Environment and Planning B-Planning & Design, 28(1), 103-121.

图8 正大广场外立面，图片来源：http://hefei.city8.com/house/1555676.html

其余图片均为作者自绘或自摄。

[1] 薛白,Kayvan Karimi.基于VGA的商业综合体公共空间可达性与业态布局关联性研究——以深圳市为例[J].建筑技艺,2017(07):23-27.

[2] 陆毅,徐蜀辰.基于图论的三维可视性分析及其应用[J].时代建筑,2017(05):44-49.

[3] 王沁冰.商业综合体的动线更新研究——以上海的三个案例为例[D]，同济大学，2015

[4] 王桢栋，张昀（2013），城市建筑综合体的组合空间研究，新建筑

[5] 王桢栋，佘寅（2013），高密度人居环境下城市建筑综合体协同效应价值研究，城市建筑

[6] 王桢栋，李晓旭，阚雯，王沁冰（2014），城市建筑综合体非盈利型功能的组合模式研究，哈尔滨：城市建筑

[7] 王桢栋，文凡，胡强（2014），城市建筑综合体的城市性探析，北京：建筑技艺

[8] 王桢栋，王寅璞（2015），基于协同效应的城市建筑综合体垂直空间结构研究，北京：建筑学报

[9] 王桢栋，李晓旭（2015），城市建筑综合体的非盈利性功能研究，北京：建筑学报

[10] 王桢栋，阚雯（2015），城市建筑综合体文化艺术功能的价值研究，哈尔滨：城市建筑