“解構主義”理論下工業片區空間分形特征研究

發布日期：2023-03-13 瀏覽量：1761

導讀：隨著時代的變遷和經濟的發展，歷史文化遺產保護工作已成為當代社會生活中不可忽視的重要部分。在歷史文化遺產更新改造過程中，現代主義改造手法千篇一律帶來視覺上的審美疲勞，功能上的大同小異，基于以上背景、問題及國內外文獻、實踐的梳理，選取沈陽市鐵西區衛工明渠工業片區為研究對象，從解構主義角度打破傳統的二元主義模式，運用“重疊”、“并合”等手法，對工業廠房建筑布局與場地功能布置、內部空間、公共活動空間相關設施等方面進行更新改造。分形和解構主義在理論闡述上有著相似性，分形理論和解構主義理論都強調空間上的隨機性與生長性，自身對理論的解釋都具有自相似性與秩序性，故而運用分形理論中的計盒維數法對改造后的工業片區的開敞空間的尺度和界面進行分形研究，實現工業遺產“活化再利用”，為未來中國主要城市的工業遺產再利用提供更具有操作性推廣性的經驗。

18世紀60年代從英國發起的第一次工業革命是人類文明發展史上一次偉大的歷史變革，開創了以機器代替手勞動的時代，大規模的機器運作產生了工業片區，城市中的建筑風格也隨之改變，隨著歷史進程的快速發展，城市人口激增、工業污染帶來環境惡化、交通問題日益嚴重，城市的無序擴張等問題使建筑師和規劃師們面臨挑戰。我國城鎮化進行進入末聲，后工業化社會拉開了帷幕，以傳統制造業為基礎發展起來的城市均出現了不同程度的停滯與衰退，資源的枯竭或者產業結構的調整，一些工業城市出現了大量的工業廢棄地和舊工業建筑，宣告著一個時代的落幕。針對老工業城市中遺留的工業建筑片區，現代主義的更新手法帶來了“千城一面”的現象，大部分工業遺產并不能很好的發揮應有的效益和其潛在的歷史價值。20世紀70年代解構主義作為哲學的概念進入人們的視線，在80年代作為一種設計風格得到設計師們的青睞，筆者運用解構主義手法，以遼寧省沈陽市鐵西區衛工明渠工業片區為例，試圖探索一種新的更新改造模式，打破傳統的功能實用主義，用全新的概念策略將工業文化遺產帶回大眾的眼前。

“解構主義”思想帶給人們尋求社會解放自由的答案，在哲學、建筑學、社會學等學科領域研究全面爆發。建筑學領域中解構主義大師的代表是法國的屈米，他認為解構主義思想在建筑和城市設計規劃的時候是將功能性的作用拆解，基于哲學思想和設計師本人的哲學、審美、空間解讀等這些動機都考慮進去，去除外部的主導性的功能屬性，在適當的情況下打破原有的設計準則與秩序，尋找解決問題新途徑。屈米基于解構主義思想規劃設計的典型案例代表為法國的拉維萊特公園的更新改造，這個設計運用了解構主義核心思想中的“中心缺失”、“結構中心”和“分延”等概念，徹底改變了傳統上狹隘的設計更新手法。

在對拉維萊特公園的規劃設計時，為了提高居民的休閑娛樂功能，整個公園的占地約有55公頃，綠化面積就占約35公頃，并且規劃了公園附近的環城公路和地鐵線路，提高公園片區的可達性，在公園內部有一條現狀的運河將整個基地一分為二，阻斷了工業片區的連續性見下圖。在空間設計上，屈米保留了原有的運河和大尺度的工業建筑，他用10.8m X10.8m的構筑物在55公頃的基底上構建尺度為120m X120m網格基底虛線，通過小型的構筑物布局形成的方形空間連接著場地的空間秩序法則，將整個場地連接在一起，這些構筑物節點屈米將它們稱作為“事件”，他認為這些點狀要素可以促進人們之間的交流，是生活中的事件發生的起源點。公園中的線狀要素主要是公園內部的步行走廊，是連接建筑與其他功能設施重要的交通性通道，公園中的隨機的道路網體系，林蔭大道和高架走廊都充分的彰顯著解構主義思想所提倡的隨機性。屈米將公園中的開放空間規定為面狀要素，這些要素之間通過線狀空間的分割成為獨立的開放空間，承擔了不同功能形式的空間活動，劃定了空間活動的種類，更加促進了公園的多元化展現。

拉維萊特整體鳥瞰圖（圖片來源：引自參考文獻2)

線狀廊道串接節點圖（圖源網絡)

點狀方盒子事件要素節點圖（圖源網絡)

通過上文對法國的拉維萊特公園的解析，可以得出解構主義大師在對工業空間改造的過程中摒棄了傳統的綜合改造手法，向分解觀念進行設計。整個空間中的建筑之間的設計將使用和形式兩者進行疊合并置，強調兩者并不是對立非黑即白的關系，而是相輔相成。拉維萊特公園的建設具有隨機性、秩序性和層級性：隨機性是這個設計中鮮明的特點，沒有規律的園林小路的布置，不同功能大小的開敞空間和幾何形態分布的林蔭大道與空間景觀廊道，都體現出空間設計的隨機性；秩序性把控著空間的整體布局模式，屈米通過相同尺度的功能盒子和空間網格的分布狀態限定著整個空間的建筑布局，在沒有規律性的建筑分布中對空間秩序進行把控，用夸張的手法在差異中尋求一致性；層級性是拉維萊特公園的設計的第三個特點，屈米將整個空間設計規劃為點、線、面三個層級秩序（如下圖），將空間中的點作為“事件”發生的起源，線性空間連接著“事件”之間的關系，面狀空間承載著事件的發生。

20世紀50年代遼寧省沈陽市鐵西區第一機器廠鑄造出第一枚金屬國徽,開辟了沈陽的工業時代，奠定了沈陽的工業發展基礎成為了舉國驕傲的共和國長子。隨著全國經濟的發展以及國家政策的轉變，后工業化時代使沈陽市鐵西區面臨著經濟產業轉型和廠房外遷的局面，2002年沈陽市將鐵西區原有的工業企業搬遷至沈陽市經濟技術開發區，通過土地開發和租賃完成了鐵西區經濟結構轉型，但是整個區域內部遺留了大量的工業廠房面臨更新改造，城市風貌更新迫在眉睫。本文所述的工業片區位于鐵西區衛工明渠一側，總用地面積為29ha左右,該地是沈陽工業走廊的起點并且與中國工業博物館緊鄰，基地地理位置優越（如下圖），具有極高的歷史文化意義。由于工業搬遷，隨之而來也將面臨大批閑置工業廠房，該基地內部廠房建筑風貌已經與城市的整體風貌不協調。經調研，該地需要進行更新改造的呼聲很高。

沈陽市鐵西區中心城區范圍圖（圖片來源：作者自繪)

衛工明渠研究區域區位圖（圖片來源：作者自繪)

本文選取的研究對象位于沈陽市鐵西區中國工業博物館附近，廠房的原址是我國最早的機械重型企業沈陽市冶金制造機械二廠，屬于典型的德國藝術風格工業建筑群，具有極高的更新改造價值?；貎炔康慕ㄖ罕Ａ敉暾?，廠房內部遺留的工業建筑元素較多，大型的冶金器械、運送貨物的小火車、鐵軌、煙囪等標志性工業構筑物保存良好。由于毗鄰中國工業博物館，整個片區內工業文化氛圍濃厚，基底優勢明顯。但是該地沒有得到很好的規劃，工業文化旅游實際運作效果不佳，一方面，廠區更新改造還未完成，導致可供游覽區域有限，相關配套設施不足，片區內建筑質量參差不齊，新舊建筑空間的連續性和貫通性出現問題。整體環境也有待改善；另一方面，工業博物館周圍并沒有大型的文化設施，不能夠發揮歷史文化聯動發揮群聚效應，場地片區分割化嚴重。

該地塊的前身是冶金以及大型器械制造廠，在廠區規劃設計時更多的是建筑本身功能性的使用，并沒有考慮到人活動場所的營造，所以顯得整個基地空間肌理無跡可尋，雖然政府等有關部門對冶金廠和中國工業博物館進行了一定的改造，但是僅存于景觀設計層面，并沒有深層次的改造，整個基地的場所亟待復興。

研究對象空間肌理圖（圖片來源：作者自繪）

首先，依據拉維萊特公園對空間改造的特點，對整個片區內部的空間秩序進行劃定，整個研究區域的進深為400米，長約770米，依據小型廠房和中等尺度的廠房構建50×80m的網格秩序關系，依據場地內部原有的構筑物構建“事件”點，通過網格化的手法將這些點要素和廠房之間聯系起來，將這工業片區形成完整的體系。在上文中對片區內部的工業廠房通過體量大小的控制進行了分類，主要為大尺度廠房、中等尺度廠房和小尺度廠房。將西側小尺度的廠房片區改造為文創產業園區，通過建筑之間的院落布局形成私密空間，規劃不同功能種類的藝術家工作作坊，以文促活。將基地東側綜合產業區內的中等尺度廠房和大尺度的廠房規劃為特色商業用房和展覽等建筑，豐富原有建筑的空間形態，通過拼貼、重合等建筑的改造手法對建筑與開敞空間的尺度層級關系進行控制，除了對廠房功能性的規劃，在對基地空間集中在水平空間的劃分和豎向的規劃，使整個片區與沈陽市建筑之間布局風貌一致，形成院落式布局如下圖。

1、水平劃分

將不同尺度的三個片區進行水平方向的劃分，將基地內部的鐵軌通過步道進行聯系，引入二層連廊元素加強場地之間的聯系性，整個片區的建筑尺度在從左至右依次遞增，通過對尺度的控制，將基地在水平方向呈現層級尺度上規律性變化。將西側規劃的小尺度廠房的文創園片區的加步行通道連廊、隔板、磚墻等元素對空間連接之間進行有效的劃定。整個研究區域內增加不同種類的空間服務不同人群的需求，滿足私密性、開放性和半私密性人群的空間需求，同時根據場地之間的空間界面連接規律，在水平方向劃定不同種類的開敞空間。

2、豎向劃分

現有小跨度廠房層高較大，整體立面的控制也是有必要的，再縱向上控制廠房立面高度與尺度，避免立面視覺效果的混亂，將小尺度的廠房界面進行圍合式的規劃設計，增加建筑之間的聯系，中等尺度的廠房建設拆除建筑質量不好的廠房，建設方形圍合中等建筑，形成圍合式的空間，增加場所的封閉性。在對廠房內建筑的豎向規劃的時候，規劃合理的豎向功能體系，豐富室內空間形態。

3、圍合內部院落

通過對場地內的空間上的水平劃分和豎向劃分，從空間的角度對研究區域內建筑空間肌理進改善，場地保留了大量的工業廠房，將建筑質量較差和與建筑之間組合不合理的廠房進行了拆除，建設與周邊尺度適宜的建筑，調整建筑實體與開敞空間虛體之間的比例關系。對小型廠房來說，通過質密的建筑空間布局形成圍合式的獨立院落，大型廠房和中等尺度廠房，通過廊架的設計和建筑的自身圍合形成獨立的空間體系，但是又通過場地內的景觀線性空間結構將整個片區連接起來，避免了場地風貌差異性，突出場地功能和空間的統一性。

工業遺產改造后平面圖（圖片來源：作者自繪）

城市空間發展過程中具有兩種模式，分別是城市自組織和他組織。自組織是城市根據所處的地理環境和發展特征而衍生的城市形態，他組織是人們對城市未來規劃設計引導建設的城市。童明認為良好的城市空間應該具有分形特征，無論對于他組織還是自組織城市來說，通過對城市建設發展過程中城市所表現出的分形的測度，可以通過動態檢測的方法加入城市建設過程中的偶然性和不確定性的因素，使他組織建設的城市融入自組織的隨機性特色，增強城市空間活力。

分形是從哲學引入對建筑學展開研究的理論，近些年相關學者將分形理論與城市空間形態研究相結合，從城市自相似的視角對城市建設發展起到促進性的作用。分形理論具有自組織性、分形迭代性和自相似性，能夠從局部到整體闡述城市空間的迭代規律和變化特征，使城市空間得到有效的調節和修正。目前對城市空間分形的測度方法主要存在四種分別是康托爾集、科赫曲線、謝爾賓斯基集和謝爾賓斯基，這四種方法不僅可以對城市的界面進行分形測度，還可以對公共空間的連續性進行研究，本文通過分形理論中的謝爾賓斯基測算方法對工業片區的空間界面和公共空間的層級進行研究，探索解構主義方法下對工業片區的空間改造是否具有分形特征。

良好開敞空間建設應該是具有分形特征的，這樣的空間能夠為居民帶來親切性和隨機性的體驗。通過對改造后的工業片區開敞空間分形的測度，可以更好的研究通過解構主義手法改造后的工業片區的開敞空間是否具有分形特征，并且能夠更好的規劃設計空間層級尺度，規劃尺度適宜的分形空間，打破二元主義對工業片區更新的單調性，為工業片區的更新改造提供新思路和新方法。本文對工業片區的開場空間分形特征的研究選取謝爾賓斯基地毯圖形——分型圖譜的方法，該方法主要是通過圖形演變的規律探索空間是否具有層級性，謝爾賓斯基地毯在a層級的時候是一個正方形呈現9等分的狀態，在b層級的時候9等分的正方形中間被移走形成8個黑色正方形和1個白色正方形，再對這八個黑色正方形進行9等分并且移除中間的正方形，就會形成和上一層級一樣的圖形，通過重復性的操作，最后整個空間中黑色正方形的面積就會趨近于0，空間的周長趨近于無限（見下圖），通過借助網格維數模型中的計盒維數法對開敞空間的分形特征進行研究。

謝爾賓斯基地毯圖形（圖片來源：參考文獻4改繪）

網格維數模型中的計盒維數法是通過不同尺度層級的網格覆蓋研究對象，探索研究范圍內建筑之間圖底關系的虛空間，對不同層級計算的時候，測算不同網格尺度下的非空白網格數量與網格尺寸之間的關系，在對開敞空間研究的過程中，本文規定在上一網格尺度層級上出現過并且在本層級被分割的盒子規定為“舊空白盒子”，在本層級中新出現但是與上一層級相連的盒子規定為“連續性空白盒子”，在本層級中新出現但是與上一層級相分割的各自規定為“新飛地型空白盒子”，這三種盒子的主要區分（見下圖）。

計盒維數層級分形示意圖（圖片來源：參考文獻4改繪）

根據上文中規定的開敞空間計算法則，深度剖析在不同的尺度層級下經過解構主義改造后的開敞空間肌理的分形秩序。將改造后的建筑矢量數據導入GIS中進行空間校正，并且建立64m×64m、32m×32m、16m×16m、8m×8m、4m×4m的漁網與工業片區相交，計算開敞空間與與不同尺度下的漁網相交后產生的“新飛地型空白盒子”的數量，根據對工業片區的開敞空間層級的格子分析統計表和分析圖可以發現經過解構主義改造后的工業片區的開敞空間存在4個層級的尺度空間（見下圖）。

在64m×64m的網格尺度層級下并沒有“新飛地型空白盒子”的產生，表明在這個片區內的開敞空間的尺度約在4.1ha以下，在32m×32m的網格尺度層級下，開始產生“新飛地型空白盒子”，有22個，但是在分析圖中卻只見到13個“新飛地型空白盒子”這是因為在下一層級中出現了四個盒子相連形成“田”字型的圖案，由于連續性盒子的分割使這類的盒子在上層級沒有發現出來，故而會出現這樣的情況，需要將這種類型的盒子歸類上層級中去，故而在32m×32m的層級尺度下有22個“新飛地型空白盒子”出現了三個盒子、兩個盒子連續的情況，表明這個片區內部存在1.04~3.12ha的大型開敞空間，和主要分布在小尺度廠房和大尺度廠房分布片區。

在16m×16m的網格尺度層級下，產生了127個“新飛地型空白盒子”，其中包含有26個下一層中發現的“田”字型盒子，新產生的盒子在不同尺度大小的廠房形成的空間中均勻分布，線性的盒子空間主要在中等尺度廠房處分布，在該尺度層級下開敞空間尺度的面積在256~2816平方米之間，主要是以線性開敞空間為主。在8m×8m網格層級尺度下產生了510個“新飛地型空白盒子”，其中包含了120個在下一層級中出現的“田”字型盒子，在這個層級尺度下，開敞空間分布均勻，整體的尺度規模在64~1600平方米之間。在4m×4m網格層級尺度下，共產生了2663個“新飛地型空白盒子”其中有702個在下一層級中的“田”字型盒子，在這的尺度下，開敞空間的尺度較小，在8~56平方米之間，分布在整個工業片區內部，表明在整個片區內開敞空間尺度層級逐漸下降，在建筑與周邊環境的分割中存在著這種小型空間單元。

新飛地型盒子數量統計（表格來源：作者整理）

開敞空間的界面的圍合與布局對人們感知空間環境有著重要的作用，通過分形理論中的計盒維數計算對開敞空間界面進行測算，與開敞空間的計算方法雖然都是采用計盒維數法，但是計算對象的不同決定了計算過程的差異，在對改造后的空間界面研究主要是對建筑界面所形成的線狀要素進行空間分級的變化，探索空間界面的分維數。據上文中對四個不同等級開敞空間的范圍劃定，主要將四個等級的空間分為三類，分別是面狀空間、線狀空間和點狀空間（見下圖），分類之后再對這三類的空間界面進行分形計算。在這里對網格尺度的選取和上文保持一致，將等分的正方形覆蓋不同類型的空間界面，隨著網格尺度的降低逐步細化，計算在不同層級δ下網格的個數N，主要的計算公式為：

其中：D為計盒維數；N為被覆蓋的網格個數；δ為網格層級。因為在每個層級下的幾何維數值都不相同，但是隨著尺度層級的降低會呈現出規律性的演變規律，通過對尺度層級和每層級性的維數值的散點分布得出的擬合曲線，根據每個人曲線的斜率，可以確定每個層級下的分維數。

點線面不同空間類型分布（圖片來源：作者自繪）

根據對不同類型空間界面在不同的層級尺度下的計算數值的擬合曲線得出的一元一次方程的斜率值可以得出，面狀空間的界面為1.17，線狀空間和點狀空間的界面分維數值相同，均為1.08，表明線狀空間和點狀空間的界面空間的變化相同，空間波動變化較小，相對面狀空間的界面比較穩定。根據表2 可以得出不同類型的空間在不同層級尺度上的變化邏輯規律，面狀空間在從64尺度下的維數值為0.82，并且隨著尺度層級的降低，維數值卻表現出增高的趨勢，兩者之間的關系呈反比，在線狀空間和點狀空間中都表現出這種情況。這三類空間在盒子數量上的變化是有差別的，在不同的尺度層級下的盒子數量均呈現點狀空間＞線狀空間＞面狀空間，表明面狀空間主要是大型的開敞空間，承擔著大量的人群的聚集和疏散的功能，空間界面在隨每層級的網格占據相對較少，線狀空間承擔著面狀空間到點狀空間的過度的作用，故而線狀空間的界面多為流線型，以長方形為主，界面變化特征不明顯，點狀空間在不同的片區內均有分布，形狀較為規則，這樣的空間具有一定的私密性，以小型院落式空間為主，有很好的界面圍合感。

本文通過對解構主義理論改造下的工業片區的開敞空間的分形特征研究，發現經過解構主義改造后的空間具有空間層級秩序，分別在32m、16m、8m和4m的網格尺度下發現，并且每一層級的網格尺度下的“新飛地型空白盒子”的數量存在4.8倍的層級關系，表現出分型中的邏輯迭代關系。并且研究區域內部的開敞空間存在三種類型，這三種空間按照類型分成了點狀空間、線狀空間和面狀空間，面狀空間的分形維數值為1.17，線狀空間和點狀空間的分形維數值相同，不同的尺度層級下的盒子數量均呈現點狀空間＞線狀空間＞面狀空間的特點。