日照感知與數(shù)值模擬下的老舊小區(qū)適老化改造研究

摘要：隨著城市由增量化轉(zhuǎn)向存量化發(fā)展，城市更新成為當(dāng)下城市建設(shè)的主要內(nèi)容。老舊小區(qū)改造作為城市更新的重要組成部分，在我國各大城市呈全面推進態(tài)勢，受到各方廣泛關(guān)注和高度重視。當(dāng)前針對老舊小區(qū)戶外公共空間環(huán)境改造的研究以定性分析為主，對各項環(huán)境指標(biāo)的定量研究較少，對老年人感知及其行為與外部環(huán)境之間作用機制的研究相對較少。文章以武漢市涂家?guī)X小區(qū)為例，通過對小區(qū)內(nèi)老年人的主觀問卷調(diào)查與客觀行為觀察，總結(jié)老年人環(huán)境感知特點。同時，結(jié)合數(shù)值模擬分析方法，在斯維爾日照模擬軟件中對涂家?guī)X小區(qū)進行日照環(huán)境數(shù)值模擬，得出老年人環(huán)境感知與日照環(huán)境數(shù)值模擬的耦合關(guān)系。文章結(jié)合定性與定量分析方法，深入剖析老年人對小區(qū)內(nèi)戶外活動空間的實際需求，并將結(jié)論應(yīng)用于老舊小區(qū)戶外公共空間的適老化改造中，提出以人為本與量化分析相結(jié)合的空間改造策略。結(jié)合涂家?guī)X小區(qū)公共空間現(xiàn)狀進行改造模擬，以期在老舊小區(qū)改造中打造適合老年人生理與心理特點的積極活動空間和健康的人居環(huán)境，為城市老舊小區(qū)戶外公共空間適老化改造提供參考。

關(guān)鍵詞：日照環(huán)境感知；數(shù)值模擬；耦合；老舊小區(qū)；公共空間；適老化改造

中圖分類號：TU984.12 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）06-00-04

1 研究背景

“十四五”時期，我國進入新發(fā)展階段，老舊小區(qū)改造作為城市更新的主要工作內(nèi)容，成為新的歷史時期推動城市建設(shè)存量提升的重要途徑［1］。其中，老舊小區(qū)公共空間是居民開展日?；顒拥闹匾獔鏊彩翘嵘钍孢m度和歸屬感的重要空間。隨著老年人口的不斷增加，人口老齡化成為我國面臨的一個社會問題。老年人在我國眾多老舊小區(qū)人口中占有一定比例，而老年人對住區(qū)戶外公共空間良好的環(huán)境感知將對其使用效率和行為選擇產(chǎn)生至關(guān)重要的作用。因此，對老年人長期活動的公共空間進行適老化設(shè)計，并打造舒適、健康的空間環(huán)境，對引導(dǎo)老年人積極開展社區(qū)活動具有重要意義。

從現(xiàn)有文獻的研究內(nèi)容來看，有關(guān)老舊小區(qū)公共空間適老化改造的研究成果較多，集中在空間規(guī)劃、適老化設(shè)施升級及綠化景觀營造等方面，如覃國洪研究發(fā)現(xiàn)老舊小區(qū)公共空間易受歷史遺留因素影響，其物理環(huán)境的老年友好度相對較低［2］。有關(guān)老年人日照環(huán)境感知方面的研究較少，多數(shù)研究聚焦于全年齡層，如楊藝在對日照和風(fēng)場的模擬實驗中發(fā)現(xiàn)，夏季時日照和風(fēng)場皆會影響人的環(huán)境感知，而冬季時僅日照對人的環(huán)境感知影響較大［3］。多數(shù)老舊小區(qū)公共空間適老化改造研究以定性分析為主，結(jié)合老年人環(huán)境感知和數(shù)值模擬的定量研究較少，對人的主觀感知和建成環(huán)境物理指標(biāo)的耦合分析相對較少。

本文運用物理環(huán)境數(shù)值模擬方法［4-5］，以老年人環(huán)境感知與日照數(shù)值模擬的耦合關(guān)系為設(shè)計依據(jù)，結(jié)合涂家?guī)X小區(qū)的實際情況，研究老舊小區(qū)公共空間的適老化改造，滿足老年人的生理和心理需求。

2 研究范圍與方法

2.1 研究范圍

武漢市涂家?guī)X小區(qū)始建于20世紀(jì)90年代末，是湖北省武漢市武昌區(qū)中南路街道下轄小區(qū)，位于中南路街道。涂家?guī)X小區(qū)轄區(qū)面積1.1平方千米，建筑面積約3.3平方千米，容積率2.60，綠化率35%，房屋總數(shù)150個，轄區(qū)居民4985戶。本文研究范圍為涂家?guī)X小區(qū)的戶外公共空間，通過實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，小區(qū)內(nèi)適老化公共空間存在部分問題。

2.1.1 適老化空間形式單一且數(shù)量稀少

涂家?guī)X小區(qū)為職工社區(qū)，大部分居民及其家屬來自不同地區(qū)。由于文化程度和生活背景不同，因此人們的戶外活動方式存在差異。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，涂家?guī)X小區(qū)擁有已建成的戶外公共空間2處，日常僅作為聊天下棋的場所。小區(qū)為老年人提供的公共空間種類、數(shù)量少，不能滿足老年人豐富的活動需要。

2.1.2 適老化活動空間被侵占

涂家?guī)X小區(qū)建成時間早，道路寬度普遍較窄，難以保障車輛的順暢出行和行人的安全需要。小區(qū)內(nèi)停車位缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，停車位數(shù)量不能滿足小區(qū)內(nèi)居民私家車的停放需求，造成車輛侵占戶外公共空間的現(xiàn)狀，影響老年人戶外活動及出行的積極性。

2.1.3 綠化空間和景觀小品欠缺

涂家?guī)X小區(qū)部分宅前空間已設(shè)置大量綠化，在定期維護下得到居民的良好反饋，平日多有老年人在宅前的綠化空間散步、聊天；其他區(qū)域缺乏綠化空間和景觀小品，對小區(qū)風(fēng)貌產(chǎn)生了消極影響，喪失了觀賞性，同時無法提供良好的遮陰功能。綠化空間作為輔助休憩功能的重要載體，在生理和心理上有助于老年人放松與休息，綠化空間的缺失會降低老年人戶外活動的質(zhì)量。

2.1.4 缺乏戶外適老化設(shè)施

小區(qū)內(nèi)缺乏各類適老化設(shè)施，且現(xiàn)有的設(shè)施建設(shè)不合理。涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)休憩設(shè)施數(shù)量不足，老年人在聚集活動時通常自備座椅或者站著；健身器材的數(shù)量較少且分布不均衡，僅有一處因為地理位置常年無人使用，造成公共資源浪費。適老化設(shè)施的缺乏在一定程度上影響著老年人戶外活動的舒適性。

2.2 研究方法

本研究通過對老年人的主觀意見調(diào)查和客觀行為觀察，運用BIM分析軟件模擬日照環(huán)境，避免由老年人的固有認(rèn)知等因素造成的實驗誤差，總結(jié)出老年人日照環(huán)境感知情況和日照環(huán)境模擬數(shù)據(jù)。分析老年人環(huán)境感知與空間日照環(huán)境的耦合關(guān)系，提出有針對性的適老化改造策略，應(yīng)用于涂家?guī)X小區(qū)的適老化改造中，改善戶外公共空間的日照環(huán)境，引導(dǎo)老年人積極參與室外活動。

3 環(huán)境感知與數(shù)值模擬結(jié)果

3.1 老年人的行為特點

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)8處位置出現(xiàn)老年人聚集行為（見圖1）。由于鄰近老年人活動中心，因此5號聚集點規(guī)模相對較大，隨著時間的變化，聚集人數(shù)在3至15人不等，其中早上9時左右和下午7時左右聚集人數(shù)較多，其余聚集點的平均人數(shù)為3至4人，各聚集點位形成的時段不同。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，老年人聚集活動內(nèi)容主要為鍛煉、休憩、聊天或棋牌類活動，其中聊天為涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)參與人數(shù)最多的活動類型。

涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)的聚集類型多為場所性聚集，即因場所本身特性（如位置、形式、感情等）而非其具有的功能出現(xiàn)的聚集［6］。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，缺少基礎(chǔ)設(shè)施但日照環(huán)境較好的區(qū)域能形成聚集活動，說明相較于布置具有特定功能的設(shè)施，改善日照環(huán)境條件更有助于老年人聚集。

3.2 日照環(huán)境感知

針對小區(qū)內(nèi)的日照環(huán)境，選取武漢市武昌區(qū)涂家?guī)X小區(qū)的老年人開展問卷調(diào)查。本研究共采訪66名老年居民，得到有效問卷60份，調(diào)研內(nèi)容為老年人的活動習(xí)慣、對日照環(huán)境的感知情況、對日照環(huán)境的意見與建議。

活動習(xí)慣在問卷設(shè)置中分為活動時間、活動內(nèi)容和活動位置這三個方面。從問卷結(jié)果來看，34名受訪者每天出門活動，其活動時長分布如圖2。老年人外出活動高峰期大多集中在上午8時至11時，下午5時至7時，其中60%的老年人選擇在上午外出活動，這與此時日照充足有一定的關(guān)系；從活動內(nèi)容來看，休閑聊天、棋牌活動、散步、曬太陽、納涼是老年人常進行的活動，其中，60%的老年人選擇散步，50%的老年人選擇曬太陽；從活動位置來看，42人的日?；顒狱c位位于小區(qū)內(nèi)部，18人的日常活動點位位于小區(qū)外。

日照環(huán)境的感知情況在問卷設(shè)置中分為日照時段、日照時長和日照強度這三個方面。從日照時段來看，在夏季，早上6時至8時，70%的老年人感受不到日照，下午1時至3時，63.33%的老年人能感受到日照；在冬季，早上6時至8時，90%的老年人感受不到日照，下午1時至3時，63.33%的老年人能感受到日照；從日照時長、日照強度的滿意度來看，總體反饋較好。

對日照環(huán)境的意見和建議中，大多數(shù)老年人表示夏季日照時間長、強度大，但納涼場所較少，宅前高樹遮擋陽光嚴(yán)重，希望增設(shè)遮陰設(shè)施和適量增加娛樂休閑場地，定時修剪樹枝。

3.3 數(shù)值模擬

在小區(qū)內(nèi)選取76處點位，記錄日照環(huán)境指標(biāo)，選取所有單元入口空間以及其他具有活動設(shè)施或活動場地的典型空間。76處點位中包含已出現(xiàn)聚集的8處空間。通過對比這76處典型空間以及其中8處聚集點位的日照環(huán)境指標(biāo)，初步判斷對老年人聚集行為產(chǎn)生影響的日照環(huán)境因素。

本研究選擇斯維爾日照分析sun2020軟件對涂家?guī)X小區(qū)部分片區(qū)室外環(huán)境進行日照模擬分析，地理位置設(shè)置為武漢市，日期設(shè)置為調(diào)研日期2022年10月1日，計算得到76處點位中有21處能在調(diào)研日期獲得1小時及以上日照，所有點位在調(diào)研日期的平均日照時數(shù)為0.93小時，其中形成聚集的8處點位的平均日照時數(shù)為4.06小時。可以看出，形成聚集的空間普遍擁有更多的日照時長。

3.4 環(huán)境感知與數(shù)值模擬耦合分析

整體來看，67%的老年人認(rèn)為日照是影響聚集活動的主要因素，且在主觀上，75%的老年人傾向于選擇有日照的空間活動，即老年人傾向于主動選擇在自身主觀環(huán)境感知中日照條件較好的空間進行聚集活動；而在日照數(shù)值模擬分析中發(fā)現(xiàn)，已形成聚集行為的各點位平均日照時數(shù)為4.06小時，明顯高于0.93小時的小區(qū)內(nèi)空間整體水平，即在行為上，老年人傾向于向客觀日照條件較好的空間聚集，這與老年人的主觀感受基本一致。以此可得出結(jié)論，老年人對日照環(huán)境的感知基本準(zhǔn)確，主觀上傾向于選擇日照環(huán)境好的空間進行活動，且其客觀的聚集行為結(jié)果符合這一主觀傾向。

此外，老年人在各聚集點位均有不同程度的自發(fā)改造行為，集中體現(xiàn)在遮陽設(shè)施與座椅、沙發(fā)等休憩設(shè)施的布置，即老年人會根據(jù)自身對環(huán)境的感知情況，自發(fā)改造空間環(huán)境，使其能夠提供不同的環(huán)境感知體驗，進而改變實際情況下的數(shù)值模擬結(jié)果。

4 公共空間適老化改造策略

4.1 適老化活動空間選址

以涂家?guī)X小區(qū)為代表的工業(yè)配套老舊小區(qū)通常具有集中活動空間，主要為老年活動中心或室外鍛煉場所，在空間上往往呈現(xiàn)出集中分布、數(shù)量有限、分布不均的特點，且活動內(nèi)容單一，因此需要選擇小區(qū)內(nèi)的可利用閑置空間打造小型活動場所。日照環(huán)境感知調(diào)查與數(shù)值模擬結(jié)果顯示，老年人對日照環(huán)境的感知基本準(zhǔn)確且傾向于向日照條件好的空間聚集，因此在選擇活動空間時，可以結(jié)合小區(qū)的日照環(huán)境數(shù)值模擬結(jié)果，綜合考慮交通、服務(wù)范圍、環(huán)境質(zhì)量等因素，優(yōu)先選擇日照條件好的地塊打造聚集活動空間。

從涂家?guī)X小區(qū)模擬結(jié)果來看，日照條件較好的空間普遍分布于街道兩側(cè)及建筑南面，因此可重點在小區(qū)內(nèi)非主要街道兩側(cè)及住宅南側(cè)單元入口處打造活動空間，活動空間規(guī)模與服務(wù)范圍結(jié)合單棟建筑戶數(shù)確定（見圖3a）。

4.2 適老化公共設(shè)施改造

4.2.1 增加可變性遮陽設(shè)施

在已形成或準(zhǔn)備打造形成的聚集活動空間設(shè)置可調(diào)式遮陽棚等設(shè)施，便于老年人根據(jù)自身日照環(huán)境感知情況進行調(diào)整。老舊小區(qū)內(nèi)空間狹窄，且已發(fā)現(xiàn)的聚集點位多靠近路邊，受內(nèi)部交通影響，活動面積有限；考慮到不同老年人對日照環(huán)境的感知情況與需求特點基本一致，相較于在同一處空間內(nèi)區(qū)分遮陽區(qū)域與不遮陽區(qū)域，設(shè)置可調(diào)式遮陽設(shè)施空間利用率更高，且能夠滿足多數(shù)老年人對日照環(huán)境的要求。

以涂家?guī)X小區(qū)老年活動中心為例，活動空間被遮陽棚完全覆蓋，在冬季不利于提供良好的日照條件，可將部分遮陽棚更換為可調(diào)式遮陽棚，滿足冬季對日照環(huán)境的要求（見圖3b）。

4.2.2 豐富綠化景觀層次

老年人對日照環(huán)境的需求呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性，在冬季較為寒冷而選擇有陽光的空間，在夏季較為炎熱而偏向于在無陽光直射的地方納涼。在小區(qū)內(nèi)可選擇種植梧桐等落葉植物，梧桐樹落葉期為10～11月，在夏季能提供良好的遮陰效果，而冬季不會影響日照，與老年人日照環(huán)境感知的季節(jié)性吻合，適合種植在老年人聚集活動空間；此外，可結(jié)合常綠灌木種植，改善空間風(fēng)環(huán)境與熱環(huán)境，對老年人心理健康有一定的積極作用。

當(dāng)前涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)，大量居民自行用泡沫箱種養(yǎng)綠植，一方面體現(xiàn)了居民對不同層次綠化景觀的需求，另一方面體現(xiàn)出居民對原有綠化景觀層次的滿意度不高。這些綠化箱多分布于宅前空間，在改造中可以重點在單元入口、建筑基底附近及聚集活動空間附近鋪裝中開挖綠池，種植常綠灌木及綠植，豐富景觀層次，滿足老年人對綠化的需求。

4.2.3 對居民自發(fā)改造設(shè)施進行二次改造

老舊小區(qū)由于管理問題及建成環(huán)境問題，因此常出現(xiàn)居民自發(fā)的改造行為，其中存在較多針對日照環(huán)境的自發(fā)改造，如搭設(shè)遮陽棚、種植樹木等。在改造小區(qū)時，通過識別與分析小區(qū)內(nèi)的居民自發(fā)改造項目，可初步判斷居民對環(huán)境的感知情況與行為特點，以及對空間的實際使用需求。如涂家?guī)X小區(qū)活動空間有較多居民自發(fā)搭建的遮陽篷、桌椅、小型綠池等，表明居民對活動空間的遮陽、綠化及休憩設(shè)施有一定的需求。

這些自發(fā)增設(shè)的設(shè)施通常安全性與耐用性較差，且缺乏管理，易侵占其他正常使用空間，可對這些空間進行二次改造，在保留空間原有使用功能與布局特點的基礎(chǔ)上進行空間整治，劃定空間邊界范圍、更新其中的活動設(shè)施，滿足居民的環(huán)境需求與生活習(xí)慣。

4.3 適老化空間功能重塑

老舊小區(qū)通常存在用地緊缺的問題，須從有限的空間中劃分可供一定數(shù)量老年人活動的公共空間用地。在這種情況下，可考慮對消極用地重新加以利用。老舊小區(qū)內(nèi)存在一定的日照環(huán)境較好的空間，但這類空間大多長期被停車或雜物堆放等消極功能侵占。在進行公共空間適老化改造時，可以將停車范圍統(tǒng)一劃定到日照環(huán)境較差的區(qū)域，將日照環(huán)境良好的區(qū)域改造為戶外活動公共空間，以實現(xiàn)對空間的合理利用。

綜合考慮老年人的主觀意見、實地調(diào)研情況及數(shù)值模擬結(jié)果，識別出涂家?guī)X小區(qū)內(nèi)有消極空間共8處，將其功能置換為停車、存儲、市政基礎(chǔ)設(shè)施等消極功能。通過消極功能疏解，整合出7處環(huán)境較好的空間，充分發(fā)揮消極空間的使用功能，打造多處符合老年人生理、心理特點的積極活動空間（見圖3c）。

5 結(jié)語

隨著我國人口老齡化問題的日益嚴(yán)重及人們對生活環(huán)境的要求日益提高，老舊小區(qū)的適老化改造工作有必要持續(xù)并深入推進。當(dāng)前的老舊小區(qū)適老化研究多從老年人的行為特點或室外空間物理環(huán)境方面展開，缺乏對兩者之間耦合關(guān)系的研究。本文以老年人的行為特點與日照環(huán)境感知為出發(fā)點，與環(huán)境數(shù)值模擬結(jié)果耦合后得出結(jié)論，并將其應(yīng)用于武漢市涂家?guī)X小區(qū)公共空間的適老化改造中。研究發(fā)現(xiàn)，老年人行為特點、環(huán)境感知特點與空間環(huán)境數(shù)值模擬結(jié)果間存在明顯的相關(guān)性。本文旨在為城市更新中老舊小區(qū)戶外公共空間的適老化改造提供新的思路和方法，提升城市更新工作的客觀性和科學(xué)性，創(chuàng)造更安全、健康、舒適、積極的人居環(huán)境，促進存量背景下城市高質(zhì)量發(fā)展。

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作者簡介：張意天（2001—），男，湖北武漢人，本科在讀，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計。

徐虹（1977—），女，湖北天門人，博士，副教授，系本文通訊作者，研究方向：建筑設(shè)計、建筑歷史、城市設(shè)計。

梁佳熠（2001—），女，湖北潛江人，本科在讀，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計。

段小妍（2000—），女，湖北黃岡人，本科在讀，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計。

周佳敏（2002—），女，湖北潛江人，本科在讀，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計。

孫悅（2002—），女，湖北孝感人，本科在讀，研究方向：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用。