城市形态与城市微气候的关联性研究

2017 年第 10 期（ 总第 211 期）
江西建材
建筑与规划设计
城市形态与城市微气候的关联性研究
■陈凌杰 ■南京大学，江苏 南京 210015
摘 要： 城市能耗的在全球的比重越来越大，高能耗的发展改变了气候的变化。 城市随着高速度的发展，引起了城市微气候的变化，如何设计才能营造 良好的气候环境？ 近年来，城市建设的“热舒适度”、“风舒适度”、“呼吸 性能”等舒适性指标成为城市的外部生活空间的微气候的指标，同时也 提出了城市肌理、建筑群离散度、建筑朝向指标和体形系数等城市微气 候。在城市建设当中，由于没有注意微观气候的变化，造成了许多问题 亟待解决。
直接地影响了城市微气候的发展。城市形态和城市微气候之间的关联
是城市气候学长期关注的重要问题。
参考文献
3 结束语
［1］丁沃沃，胡友培，窦平平． 城市形态与城市微气候的关联性 研 究
从建筑学来说，城市建 筑 的 形 态 直 接 影 响 到 了 城 市 微 气 候 的。 城
［J］． 建筑学报，2012（ 07） ： 16 － 21．
市形态在城市微气候的形成过程中意义重大。城市的建筑形态学的研
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王雪梅（ 1976 年生） ，女，吉林吉林人，辽宁科技大学土 木 工 程学
［4］李小华，李念平，赵丹丹，等． 地板送风室内温度分布预测模型［J］． 院，副教授，硕士，研究方向： 建筑智能。
关于热舒适度的指标很多，因此评价的舒适度比较复杂，通过大量 的调查问卷和采访，对舒适度有了新的认识。我们采用了新的概念，来 衡量空气中的性能指标，空气中人体感觉的介入，使得城市外部空气质 量的要求标准提高了，提升了人体对空气舒适度、空气流畅度的需求指 标。在热舒适度这个问题上，传统的舒适度考量，大量的沿用古老的研 究模式进行考量。舒适度与人体的生理指标是否相适应，必须结合生 理学、社会学对城市微气候进行研究。我们发现，仅仅生理学的考量指 标来对室外的舒适度进行考量，那是远远不够的。人们对环境的舒服 感受，是依赖于他的出生环境和季节。当微气候随着环境影响发生变 化的时候，可以通过与建筑环境的互动，即对光线的调整来提高对环境 的满意度。我们研究热舒适度可以细分为热感知，和热满意度。热感 知是指人们在生活中的直接感觉和对温度的感知要求，与建筑环境设 计相关联。 2． 3 风速对城市微气候的影响
现代城市微观气候学的研究来源于对城市气候学的研究，城市气 候学的研究来源于对气候现象的实地测验，城市气候现象最早的的研 究方式水银温度计。实地观测是城市气候学所依赖的最基本、最有效、 最常见的研究方法。经过对所采集的数据进行数学建模分析，研究城 市微气候的发展，有很大的借鉴意义。但是实地测验的方法也存在很 多缺点，其中成本较高、环境因素控制困难、干扰因素多、风险较大等问 题最为突出。因此，在实地研究当中不建议采用实地研究方法。当今 最为流行的研究方式是缩尺模型或者数值模型。 1． 2 微气候学的研究对象
尺度和评价是人类进 步 和 文 明 的 标 志，自 从 有 了“度、量、衡 ”，商 品经济才得以快速发展，商品正常交易，国家繁荣富强。同样，尺度也 是研究城市微气候学的重要概念，采用不同的研究尺度，在城市微气候 学中研究内容的侧重点不同。在微气候学的研究过程中，流体力学模 型、辐射热、热传导等数值研究成为主要内容。流体力学模型的应用对 城市形态、城市的通风效能的关联性分析都很有帮助。随着计算机技 术的快速发展和信息技术的快速传播，流体数值模型的模拟情景从理
评价城市呼吸性的指标有很多，但是如何评价才更有效果，才能更 好地反映城市的空气质量状况呢？ 空气龄是衡量城市微气候的的另一 个指标，是对于来自于室内通风领域的研究。在城市微气候的研究过 程中，对风环境的研究中转化为对空气到达每一个城市角落的时间研 究，再次转化为表示新鲜空气进入城市到达市区某个地点所需要的时 间，空气质量的好坏是城市通风效果的一个重要标志。反应了城市的 空间的透气性，是考量城市中污染物滞留情况的重要指标。对于城市 来说，讨论新鲜空气到达某个城市特定的时间非常的困难，因此，通常 讨论空气中污染物滞留的时间，或者是讨论污染物扩散的模式和污染 物的浓度。 2． 5 城市空间形态对城市微气候的影响
城市微气候和城市形态的观念牵涉到了很多的建（ 下转第 20 页）
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多项技术。实现了节能减排理念的充分落实。对应低碳建筑体的发挥 娱乐具有重大意义。
引起了社会各界的欢迎。
3． 4 技术因素
参考文献
为了实现屋顶空间形态的合理设计，需要充分提高屋顶结构形态 ［1］袁静． 当代公共建筑屋顶空间形态设计研究［D］． 大连理工大学，
［J］． 城市发展研究，2012（ 9） ．
新思路； 它是对乡镇责任的新举措。乡镇责任规划师应具备四“要”三 ［2］罗威． 浅析新农村规划建设［J］． 城市建设，2010（ 24） ．
“效”的能力。所谓四要： 一要知人善用，懂得怎么做教练、做大使、做公 ［3］屈彦明，刘芳，王延华． 新农村建设中村庄规划建设探讨［J］． 现代
木工程学院，本科，研究方向： 建筑智能。
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（ 上接第 15 页） 成为规划助手。这样既可让一个规划师抽出精力管理 法； 四要对乡镇农村要有看法，同时会带领同事一同努力实践。所谓三
更多乡镇，也为乡镇培养出规划人才。
（ 上接第 13 页） 筑学科目，城市微气候是各个学科的交叉学科。城市形 究才是城市微气候形成过程中最为重要，也是最为直接的。因此对于
态学的研究是城市微气候研究的出发点，城市气温研究、城市风向研 建筑设计城市设计而言，城市研究的形态参数很重要，通常要设立设计
究、城市空气质量研究、城市肌理形态研究、城市空间几何形态研究都 原则，修订城市建设规范，形成良好的城市微气候供人们居住。
风速舒适度是微气候的又一个评价标准，通过大量的调查问卷和 访谈，经过大量的实地记录和考察，人们对于城市室外公共空间中的风 速也有要求。这些研究调查的数据可以作为风速的考量标准。因此可 以把风速的考量标准，作为风舒适度的量化指标。在相关的研究中我 们发现。一般认为风速在 60m / s 的时候，人体会比较舒适。但从另外 一个角度来说，街道的良好通风最好保持在两米以上的风速，确保空气 质量的新鲜。 2. 4 呼吸性能对城市微气候的影响。
分析。技术因素需要考虑部分包括： 材料、工艺和结构。科学进步带动
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了材料的更新，对应传统屋顶形态过于简单，已经无法满足当下实际需 ［2］何川． 更具备审美与功能结合的现代建筑屋顶设计［J］． 艺术科技，
求，为此，穹顶、拱顶结构逐渐引起重视。同时建筑工艺水平的升级、结
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构支撑体系的优化均为屋顶空间景观设计的优化打下良好基础。
城市微气候学的研究依托于城市所在地区的气候，城市形态对微 气候的影响主要表现为随着气候区的不同，影响程度和方式都有很大 的区别，城市微气候的研究对不同的气候区域采取不同的研究方式，不 同气候区域之间存在着不同的气候指标。在研究过程中，要注意不同 城市的海拔、气温、风向、城市通风、城市方位等影响较为明显的因素。 城市微气候学越来越成为人们关注的焦点和越来越热门的学科。城市 外部环境的舒适度成为社会各界人士关注的重点，也是城市居民日日 讨论的话题核心。 1． 3 研究微气候大量运用缩尺模型
论研究逐渐进入社会生活实践，在城市建设中被广泛应用。 1． 5 微气候研究的关键问题
首先，在城市形态与城市微气候的关系中，城市的肌理形态最为直 接和重要，且需分不同的尺度进行研究； 其次城市微气候并不单纯由物 理指标来表征，而是由物理指标和舒适度指标共同表征； 最重要的是城 市形态和城市微气候二者关系的连接点是城市形态的指标参数。［1］ 2 影响城市外部空间环境舒适度的因素 2． 1 城市微气候中的舒适度因素
［3］毛俊杰． 山地城市建筑屋顶形态设计浅谈 － － 以重庆市为例［J］．
公共空间的景观设计工作重要性高，对社会大众的娱乐休闲工作
城市建筑，2014（ 29） ．
而言意义重大。是提高休闲环境舒适度的主要做法，对城市规划、休闲
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研究［J］． 煤炭学报，2016，41（ 10） ： 2568 － 2575．
缩尺模型研究的主要对象是暴露在自言条件下的实物模型和用于 风洞试验的缩尺模型，在缩尺模型的研究过程中要遵守相似性的原则， 来获取现实中风场环境的特征。其中在几何相似、力学相似、运动相似 方面的研究最多。风洞试验可以准确再现风场的运动特征，进而获取 风的相关数据，但仅 仅 对 风 的 数 据 获 取 是 远 远 不 够 的，还 需 要 获 取 气 温、湿度、辐射温度等等热环境的参数。缩尺模型的应用在微观气候学 中的应用越来越广泛，特别是在气候研究过程中，缩尺模型研究扮演者 重要的角色。 1． 4 数值模型在微气候研究中的作用
参考文献
系统设计［J］． 计算机测量与控制，2014，22（ 6） ： 1773 － 1776．
［1］刘耀光，刘少良，甘华，等． 水泥混凝土搅拌站主楼有限元分析［J］． ［4］肖发齐，吴玉新，刘青，等． 沥青搅拌站煤粉旋流燃烧室的数值模拟
筑路机械与施工机械化，2010，27（ 8） ： 76 － 78．
对于城市设计而言，优良舒适的生存环境可以作为考量城市设计 的标准之一，在早期的舒适度要求很低，大体意思是说人去获取的温度 与人体散失的温度相等。随着社会的不断发展，对居住环境的舒适度 要求提出了新的要求和标准，逐渐认识到了城市公共环境的发展和空 间生态对舒舒适度的影响，其中对建筑物周边空气质量、风速、光线等 成为研究的焦点。城市物质空间的“自然性”“可视控制”也是舒适度 的控制因素之一。随着工业社会的不断发展，生活中空气质量越来越 低，空气龄成为了衡量城市微气候的又一个标准。升华了人们对空气 质量的认知状况，针对微气候环境，现在讨论最多的还是热舒适度、风 舒适度、场所呼吸空气性能等话题。 2． 2 热舒适度对城市微气候的影响