Yhteenveto Tampereen Teknillisen Yliopiston EDGE laboratorion tutkimusosiosta Urbaani Onni hankkeessa.

Transkriptio

1 Yhteenveto Tampereen Teknillisen Yliopiston EDGE laboratorion tutkimusosiosta Urbaani Onni hankkeessa. Lisätietoja: Sanna Iltanen tutkija, arkkitehti Ari Hynynen Professori, tutkimusjohtaja Tampereen teknillinen yliopisto Arkkitehtuurin laitos PL 600, Tampere 1

2 TTY:n Edge laboratorion tutkimusosiossa kehitettiin laskennallisia kaupunkirakenteen tilallisen ja toiminnallisen rakenteen indikaattoreita. Indikaattorien kehitystyö perustuu kaupunkimorfologiseen tutkimusperinteeseen ja erityisesti sen haaraan, joka pyrkii kehittämään menetelmiä kaupunkirakenteen kvantifioimiseksi. Urbaani Onni hankkeessa on keskitytty erityisesti kaupunkirakenteen tiiviyttä ja monimuotoisuutta kuvaaviin ja eritteleviin indikaattoreihin. Lisäksi tutkimusosiossa tarkasteltiin indikaattoreita suhteessa pehmogis kyselyssä kerättyihin laatutekijöiden paikannuksiin. 2

3 Urbaanin rakenteen keskeisimmäksi piirteeksi mielletään rakennetun ympäristön tiiviys. Jonkin tiiviyttä määritelevän raja arvon ylitettävät alueet voidaan määritellä ja kokea urbaaneiksi. Tiiviiseen urbaaniin rakenteeseen liitetään myös useita positiivisia mielikuvia tai oletuksia kuten käsitykset ekologisesta ja ekonomisesta tehokkuudesta, elinvoimaisesta kaupunkikulttuurista tai hyvästä saavutettavuudesta. Toisaalta mielikuvat voivat olla myös negatiivisia esimerkkeinä ruuhkaisuus, ahtaus ja meluisuus. Tärkeimpiä tiiviyden mittareita ovat tehokkuusluvut tonttitehokkuudesta aluetehokkuuteen. Tässä tutkimuksessa on pyritty analysoimaan myös muita tilallisen rakenteen ominaisuuksia kehittämällä indikaattoreita, joiden avulla voidaan arvioida kaupunkirakennetta monipuolisemmin. Kun tutkimusalueiden tiiviyttä vertaillaan kerrosalaan perustuvan tehokkuuden perusteella erottuvat Töölö ja Kallio selvästi muista tutkimusalueista. Lähiympäristössä liikkuessaan ihmisen kokemus ja havainnot rakenteen urbaaniudesta ja tiiviydestä voivat perustua kuitenkin myös muihin tekijöihin. Vertailu tutkimusalueiden välillä on huomattavasti tasaisempi jos tarkastellaan vaikkapa rakennusten esiintymistiheyttä tai puhtaasti ulkotiloja rajaavien julkisivujen määrää. Tutkimusosion tarkasteluihin on pyritty ottamaan mukaan kaupunkiympäristön laatuun ja elinvoimaisen kaupunkirakenteen ominaisuuksiin assosioituvia elementtejä saatavilla olevien tietoaineistojen pohjalta 3

4 Rakeisuus indikaattoria kuvaa ympäristön mittakaavaa tarkastelemalla kaupunkirakenteen yksikkökokoa. Rakeisuus on sidoksissa moniin eri kaupunkitilaan vaikuttaviin tekijöihin, kuten mm. käsityksiin toiminnallisuudesta, yksityisestä tilasta, turvallisuudesta ja viihtyvyydestä. Rakeisuus yhdessä rakennetun (rakennuksilla vallatun) pinta alan määrän kanssa kuvaa puolestaan rakenteen läpäisevyyttä (permeabilitteetti). Mitä suurempi rakeisuuden vaihtelu ja rakennetun pinta alan määrä sitä pienempi läpäisykyky (Oswald & Baccini 2003). Rakeisuuden vaihtelua mittaamalla voidaan arvioida alueen yhtenäisyyttä tai monimuotoisuutta. Yllä olevassa diassa on esitetty teemakartat rakeisuudesta rakennustasolla tutkimusalueisiin zoomaten (liukuma keltaisesta punaiseen) sekä tutkimusalueiden keskimääräisenä rakeisuutena (liukuma sinisestä punaiseen). 4

5 Raekoko ja samalla rakeisuuden vaihtelu on suurinta intuitiivisesti kaupunkimaiseksi arvioiduilla alueilla Töölön ja Kallion tutkimusalueilla, jotka erottuvat selvästi kaikista muista tutkimusalueista. Ydinkaupungin ulkopuolisista alueista samoilla kriteereillä nousevat Leppävaara ja Pohjois Haagan Kannelmäen alueet. Muilla tutkimusalueilla sekä raekoko että rakeisuuden vaihtelu on vähäisempää. 5

6 Rakennusten pohjan muodon kompaktiutta kuvaavat indikaattori kuvaa rakennusten monimuotoisuutta, kuten esimerkiksi miten polveilevia rakennukset ovat. Mitä enemmän rakennuksen eri osien väliin jää erilaisia rajattuja ulkotiloja sitä pienempi on rakennuksen kompaktius ts. mitä yksinkertaisempi rakennuksen muoto on sitä suurempi on kompaktius. Kompaktius indikaattorin avulla voidaan myös arvioida rakennuskohtaisesti julkisen, puolijulkisen ja yksityisen tilan vaiheistumista. Suurempi kompaktius indikoi jyrkempää rajaa julkisen ja yksityisen tilan välillä, kun taas pienempi kompaktius viittaa hienovaraisempiin vyöhykkeisiin julkisen ja yksityisen tilan välillä. Yllä olevassa kartassa on esitetty teemakartat kompaktiudesta sekä rakennustasolla (lilan sävyt) että tutkimusalueiden rakennusten keskiarvona (liukuma sinisestäpunaiseen). 6

7 Rakennuksen pohjamuodon kompaktiutta kuvaava indikaattori (Ci) on laskettu vertaamalla sen pohjapinta alaa (footprint) ympyrään, jonka piiri on yhtä suuri kuin rakennuksen pohjan piiri. C i Ai B i, missä Ai on rakennuksen pohjan ala ja jonka piiri on Li sekä Bi sen ympyrän ala, jonka piiri on Li. Kompaktius indikaattori saa pienimmät arvonsa Töölön ja Kallion tutkimusalueilla, joten näillä alueilla rakennusten monimuotoisuus on selvästi suurempi kuin Suvelassa, Leppävaarassa ja Länsimäessä, jotka saavat kompaktiudessa tutkimusalueiden suurimmat arvot. Rakennusten monimuotoisuuden lisäksi kompaktiutta kuvaava indikaattori on sidoksissa ekologiseen tehokkuuteen, koska suuren kompaktius arvon omaavissa rakennuksissa on tyypillisesti tilavuuteen nähden vähän haihduttavaa julkisivupintaa. Suoraviivaista tulkintaa energia tehokkuuteen ei voida kuitenkaan tehdä, koska rakennusten energiankulutukseen vaikuttavat tietenkin monet muut tekijät. 7

8 Katutila on keskeisimpiä kaupunkirakenteen julkisia tiloja. Indikaattori kuvaa tämän julkisen tilan tiiviyttä ja perinteistä kaupunkimaisuutta puhtaasti fyysisenä tilana ilman toiminnallista ulottuvuutta, jota on paremmin pystytty arvioimaan toimintojen diversiteettiä kuvaavilla indikaattoreilla. Katutilan tiiviyttä kuvaava indikaattori kertoo kuinka hyvin katutila on rajattu rakennuksilla. Katutilan tiiviys indikaattori on muodostettu bufferoimalla ensin viivamuotoista tiestön keskilinja aineistoa tie(/katu)tyypin mukaisesti sekä tämän lisäksi 3m, 12m ja 18 m säteellä tietyypin perusteella arvioitua katuleveyttä. Tämän jälkeen indikaattori muodostettiin laskemalla keskiarvo kullekin puskurivyöhykkeelle sijoittuvien rakennusten pohjapinta alojen summasta katumetriä kohti. Saman tyyppinen tarkastelu tehtiin myös rakennusten lukumääriin perustuen, mutta tarkastelu ei osoittautunut yhtä havainnolliseksi kuin edellä mainittu. 8

9 Myös katutilan osalta Töölön ja kallion tutkimusalueet erottuvat selvästi muita tutkimusalueita tiiviimpinä. Esikaupunkivyöhykkeelle sijoittuvista tutkimusalueista Leppävaarasta löytyvät suurimmat katujen tiiviyden arvot, mutta keskimääräinen tiiviyden aste on kuitenkin kertaluokkia pienempi kuin kaupungin ydinalueilla. Muilla tutkimusalueilta löytyy myös yksittäisiä tiiviitä katuja, mutta yhtenäisiä laajempia tiiviiden alueiden kokonaisuuksia niille ei muodostu. Yllä olevassa diassa on esitetty teemakartta katutilan tiiviydestä sekä yksittäisten katujen tasolla että tutkimusalueiden katujen keskimääräisenä tiiviytenä. 9

10 Määrällisesti eniten laatupaikannuksia etenkin positiivisia tehtiin ympäristöissä, joiden katutilan tiiviys on määritelty nollaksi eli ympäristöissä, joissa ei ole katuja tai teitä, tai niiden ympäristössä ei ole rakennuksia, kuten yllä olevasta isommasta graafista käy ilmi. Oikealla allekkain näkyy, teemoittain miten laatupaikannusten suhteelliset osuudet kaikista paikannuksista muuttuvat, kun ympäristön katutilojen tiiviys kasvaa. Sekä kaikkien negatiivisten että ilmapiiriin liittyvien negatiivisten paikannusten suhteellinen osuus näyttäisi lisääntyvän kun katujen tiiviys kasvaa. Muiden teemojen osalta yhtä selvää trendiä ei ole havaittavissa., mutta positiivisten toiminnallisten paikannuksien osuus on suurempi melko tasaisesti ja varsin suuri myös tiiviimmissä katuympäristöissä. 10

11 Infrastruktuurielementtien, kuten esimerkiksi liikenneväylien ja johtolinjojen lisäksi kaupunkitilaa jakavat hallinnolliset rajat, joista keskeisimpiä on maanomistus. Rajalinjoilla on merkitystä liikkumiseen ja rakenteen läpäisevyyteen. Maanomistuksen riekaleisuus (shredding) vaikuttaa alueiden muutosherkkyyteen. Suuremmilla yhtenäisillä maanomistusalueilla kynnys laajempien muutosten toteutumiselle on pienempi. Hallinnollinen, osittain piilossa oleva, tilajako määrittää luonnollisesti myös kaupunkirakenteen yleistä mittakaavaa ja rakenteen intensiteettiä. 11

12 Keskimääräisen tonttikoon osalta tutkimusalueet voidaan jakaa kolmeen ryhmään. Suurimman keskimääräisen tonttikoon omaavat kauimpana keskustasta sijaitsevat Soukka ja Länsimäki sekä puolestaan pienimmän keskimääräisen tonttikoon omaavat Töölö ja Kallio. Muut tutkimusalueet sijoittuvat omaksi ryhmäkseen näiden välille. 12

13 Rakennusten ja katutilan lisäksi pyrimme tutkimusosiossa määrittämään kvantitatiivista indikaattoria kaupunkitilaa määrittävälle korttelirakenteelle. Korttelien ConvexHullsuhteen avulla pyrimme määrittämään miten rakennukset ovat sijoittuneet katujen (/teiden) rajaamaan tilaan kuten tässä yhteydessä kortteli on määritelty. Muodostamalla kunkin korttelin rakennusten ympärille ConvexHull polygoni (monikulmio) ja vertaamalla tämän pinta alaa itse korttelin pinta alaan saadaan indeksi, joka kuvaa rakennusten sijoittumista korttelissa eli ts. korttelin valtausastetta. Yksinään tämä indikaattori on kuitenkin ongelmallinen erityisesti kaupunkirakenteen reunaalueilla (ks. yllä oleva kuva). Painottamalla ConvexHull suhdetta rakennusten pohjaalojen ja korttelin alan suhteella saadaan kuvaavampi indikaattori, koska tällöin myös rakennusten rajaaman tilan määrällä on enemmän merkitystä (ks. Kuva seuraavalla sivulla (s.13)). 13

14 Korttelien valtausastetta kuvaava indikaattori tuo myös esille ydinkaupungin tiiviyden, kun taas muilla tutkimusalueilla korttelien valtausaste on vaihtelee suhteellisen pienellä välillä. Keskustan ulkopuolella myös kaupunginosien keskuksista löytyy jonkin verran tiiviisti rakennettuja kortteleita, mutta asuinkortteleissa ympäristö on pääosin melko väljästi rakennettua korttelirakennetta tarkasteltaessa. 14

15 Kuten edellä käsiteltyjen indikaattorien osalta myös kortteleita tarkasteltaessa jälleen Kallion ja Töölön tutkimusalueet erottuvat selvästi esikaupunkivyöhykkeen tutkimusalueista. Esikaupunkialueista suurimmat korttelin valtausastetta kuvaavat arvot saa Kannelmäki Pohjois Haaga ja väljin korttelirakenne löytyy puolestaan Suvelasta ja Leppävaarasta. Pehmogis kyselyssä paikannettuja positiivisia ja negatiivisia laatutekijöitä on selvästi määrällisesti eniten paikannettu korttelin valtausastetta kuvaavan indikaattorin mukaisesti väljän korttelirakenteen omaavassa ympäristössä. Hyvin väljä korttelirakenne saa lukumääräisesti eniten positiivisten laatutekijöiden paikannuksia (ks. kuvaaja oik. ylh.) mutta tarkasteltaessa korttelirakenteeltaan erilasissa ympäristöissä tehtyjen positiivisten ja negatiivisten laatupaikannuksien prosentuaalista osuutta huomataan, että positiivisten paikannuksien suhteellisesti suurempi osuus sekä asteikon väljemmässä että tiiviimmässä päässä. Minkä perusteella vaikuttaisi siltä, että positiiviset laatutekijät sijoittuvat toisaalta väljiin paljon viheralueiden käsittäviin ympäristöihin ja toisaalta selvästi tiiviin korttelirakenteen muodostamaan kaupunkirakenteeseen. Myös ulkoiseen ilmeeseen liittyvät laatupaikannukset noudattelevat samaa periaatetta positiivisten paikannusten osalta. 15

16 Puhtaasti tilallisien ominaisuuksien lisäksi tutkimusosiossa kehitettiin indikaattoreita, joiden avulla voitaisiin mitata ympäristön monimuotoisuutta myös muista kuin puhtaasti tilallisista lähtökohdista. Tarkastelemalla toimintojen ja rakennetun ympäristön ajallista diversiteettiä saadaan käsitys ympäristön vaihtelevuudesta ja monipuolisuudesta, joita pidetään elävälle kaupunkirakenteelle tyypillisinä ominaisuuksina. Diversiteettiä kuvaavan indikaattorin laskemiseksi käytettiin Claude Shannonin informaatioteorian parissa kehittämää entropian määritelmää, joka lyhyesti sanottuna kuvaa jonkin asian epävarmuutta. Shannonin entropiaa sovelletaan myös mm. ekologiassa, ekonomiassa ja sosiologiassa. Matemaattisin termein Shannonin entropia ilmaistaan seuraavasti: s H ( ( p i ln p i ), i 1 Missä pi on todennäköisyys, jolla tietty tyyppi/asia tulee valituksi, kun rajatusta populaatiosta poimitaan satunnaisesti yksi otos ts. pi on esimerkiksi jonkin lajin suhteellinen osuus populaatiossa. S on erilaisten tyyppien lukumäärä. 16

17 Toiminnallinen diversiteetti on elinvoimaisen kaupunkiympäristön keskeisimpiä tunnuspiirteitä. Se lisää kaupunkiympäristön vakautta ja sopeutumiskykyä erilaisiin muutoksiin. Toiminnallinen diversiteetti mahdollistaa erilaisten kohtaamisten ja vuorovaikutuksen määrää, aina yksilötasolta organisaatioiden kulttuurien tasolle. Rakennusten toimintojen diversiteetti on muodostettu RH rekisterin pääkäyttötarkoitusten pohjalta. Diversiteettiä kuvaava Shannonin entropia on laskettu kortteleittain ja suhteutettu korttelien pinta aloihin. Ongelmallista indikaattorissa on, että pelkkä rakennusten pääkäyttötarkoitus ei täysin kuvaa todellista tilannetta esimerkiksi ns. kivijalkakauppojen osalta, vaikka niiden merkitys kokemukselliseen ympäristönä voi olla hyvinkin suuri. Tästä huolimatta myös Helsingin keskustassa diversiteetti indikaattori saa suuria arvoja, joten ainakin perinteinen kivijalkakauppoja sisältävä kaupunkirakenne nousee kyllä tarkastelussa esiin. 17

18 Yllä olevasta suuremmasta graafista käy ilmi pehmogis kyselyssä paikannettujen laatutekijöiden määrällinen jakautuminen toiminnallisesti diversiteetiltään erilaisiin ympäristöihin. Tarkasteltaessa laatutekijöiden positiivisten ja negatiivisten paikannusten suhdetta diversiteetin funktiona positiiviset ja negatiiviset laatutekijät jakautuvat suhteellisen tasaisesti. Jonkin verran eroja voidaan havaita, kun tarkastellaan eri kategorioihin kuuluvia positiivisia ja negatiivisia paikannuksia. Sosiaalisesti positiivisten laatutekijöiden suhteellinen osuus kasvaa ympäristön diversiteetin lisääntyessä. Toisaalta positiivisten toiminnallisten ominaisuuksien osuus jonkin verran laskee diversiteetin lisääntyessä. 18

19 Ajalliset kerrostumat luovat kaupunkiympäristössä jatkuvuuden tunnetta ja merkityksellisyyttä. Ajallinen diversiteetti kertoo rakennusten ikäjakauman lisäksi myös monen muun asian monimuotoisuudesta. Rakennustekniikat, rakennustyypit, julkisivumateriaalit, rakentamista säätelevät normit, arkkitehtuurikäsitykset ja monet muut ympäristön tekijät ovat sidoksissa historialliseen kontekstiinsa. Rakennusten ajallista diversiteettiä kuvaava indikaattori muodostettiin luokittelemalla rakennukset eri tyypeiksi aikajaksoittain RH rekisterin tietojen pohjalta. Tämän luokittelun pohjalta shannonin entropia laskettiin korttelitasolla ja suhteutettiin kortteleiden pinta alaan kuten toiminnallinen diversiteettikin. 19

20 Ympäristön rakennuskannan ajallisen diversiteetin suhteen positiiviset ja negatiiviset paikannukset näyttävät jakautuvan melko tasaisesti matalan ja keskimääräisen ajallisen vaihtelun omaavissa ympäristöissä. Suurilla diversiteetti arvoilla kuitenkin positiivisten paikannuksien suhteellinen osuus pienenee selvästi ja negatiivisten paikannusten osuus kohoaa muutamissa teemoissa positiivisia suuremmaksi. 20

21 Kerrosluvun diversiteettiä mittaamalla voidaan muodostaa kuvaa rakennustyyppien ja rakennuskannan vertikaalisesta monimuotoisuudesta ja vaihtelusta tutkimusalueilla. 21

22 Yhteenveto Tutkimusosiossa on kehitetty sarja kaupungin tilallisia ja toiminnallisia ominaisuuksia kuvaavia ja eritteleviä kvantitatiivisia indikaattoreita. Indikaattorien avulla voidaan tarkastella rakennuskannan monimuotoisuuden, korttelirakenteen ja katuverkon tiiviyteen liittyviä sekä toiminnalliseen monipuolisuuteen liittyviä ominaisuuksia. Suurin osa analyyseista on tehty koko pääkaupunkiseudun laajuisella aineistolla, mutta tarkemman tarkastelun kohteena ovat olleet pehmogis kyselyn tutkimusalueet. Näistä tutkimusalueista Töölö ja Kallio erottuivat selvästi omaan urbaaniuden ja tiiviyden kategoriaansa lähes kaikilla indikaattoreilla. Pehmogis kyselyn laatutekijöiden paikannuksia tarkasteltaessa voidaan todeta, että positiiviset laatutekijät eivät lineaarisesti kasva tai vähene, kun ympäristön tiiviyden lisääntyessä. Positiivisia laatutekijöitä paikannetaan suhteellisesti eniten sekä kaikkein väljimmissä että kaikkein tiiveimmissä ympäristöissä. 22