城市通风设计让“等风来”变“引风来”

文｜本刊记者 万晓曦

在应对一系列城市环境问题时，在建筑和规划领域需要通过一些设计方法来解决。比如说通过改善城市的通风来减少建筑的排热，让整个城市变得更加充实。这就是城市通风的作用。

“十八大”以来，我国进一步加快了转变经济发展方式的步伐，加快产业结构调整，走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路，从过去单纯追求数量扩张转变为注重发展的质量和效益。很明显，这需要建立公平、规范、透明的市场和体制环境。

《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》指出，城镇化是现代化的必由之路，是解决“三农”问题的重要途径，是推动区域协调发展的有力支撑，是扩大内需和促进产业升级的重要抓手，对全面建成小康社会、加快推进社会主义现代化具有重大现实意义和深远历史意义，要努力走出一条以人为本、四化同步、优化布局、生态文明、文化传承的中国特色新型城镇化道路。

铺就“绿色”新型城镇化道路

新型城镇化强调有质量的发展，倡导以城乡统筹、城乡一体、产城互动、节约集约、生态宜居、和谐发展为基本特征的城镇化。新型城镇化的“新”强调的是意识的创新、发展方式的创新、科技的创新；“型”强调的是转型升级，强调产业结构的升级，强调由外延式向集约化发展的转型，由粗放型向精益型的转型。总体来说，新型城镇化倡导“绿色、智能、低碳、集约”的城镇化发展之路。

我国虽然是建筑大国，但建筑用材消耗过高、能耗过大。从全球建筑业市场来看，我国已成为年新建建筑量最大的国家之一，年均新增建筑面积20亿m2左右，约占全世界新建建筑面积总量的一半。建筑用水约占可饮用水资源的80%，建筑及附属设施的水泥消耗量约占全球消耗量的40%，成品钢材消耗量占全球消耗量的20%以上，建筑废弃物占社会垃圾总量的45%。我国建筑能耗占全社会终端能耗的比率已从1978年的10%增长到当前的27.5%，综合建材生产和建造过程，建筑业相关能耗比例超过了40%。

住房和城乡建设部在《建筑业发展“十二五”规划》中明确提出，坚持节能减排与科技创新相结合；发展绿色建筑，加强工程建设全过程的节能减排，实现低耗、环保、高效生产；大力推进建筑业技术创新、管理创新，推进绿色施工，发展现代工业化生产方式，使节能减排成为建筑业发展新的增长点。

自2012年以来，住房和城乡建设部陆续发布了一系列关于加强建筑业节能减排的政策，进一步强化了节能减排工作的落地。例如，住房和城乡建设部2012年5月发布《“十二五”建筑节能专项规划》中明确提出，到“十二五”期末，建筑节能将形成1.16亿吨标准煤节能能力的目标。2013年4月发布的《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》中进一步提出，到“十二五”期末，新建绿色建筑10亿平方米，建设一批绿色生态城区、绿色农房，引导农村建筑按绿色建筑的原则进行设计和建造。从国家一系列政策可以看到，国家在积极倡导建筑业走资源节约型、环境友好型的发展之路，绿色建筑与绿色施工已成为国家对于建筑业未来发展的方向性要求。

除此之外，随着城市中心区建筑越来越高，中心区建筑的容积率也大大提高，而容积率的提高则造成了城市居住面积存在的高地，特别是中心区域的密度变得非常高。这样就导致了城市空中的梯度逐步在丧失；因为建筑对于风是有阻碍作用的。所以现在城市的特征，一是城市的扩张带来了城市下垫面的土质化，硬制地面的增加；二是城区的高容积率造成了城区空间的高密度化。

那么，在应对这样一系列城市环境问题时，在建筑和规划领域中，能够做的更多是通过一些设计方法来解决。华中科技大学建筑与城市规划学院教授陈宏举例到：“比如说我们要通过改善城市的通风，来减少建筑的排热，从而减少溶度化，让我们整个的城市变得更加充实。这就是我们说的城市通风的作用。”

调节城市环境的通风道

人们生活在城市中，人们的活动势必会对城市产生一定影响。比如人类要排热、排污等，这些都会给城市带来影响，也就是现在通常所说的城市热岛效应。城市热岛效应是由于绿地减少等因素，造成城市“高温化” 。城市中的气温明显高于外围郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。形成城市热岛效应的主要因素包括城市下垫面、人工热源、水气影响、空气污染、绿地减少、人口迁徙等多方面因素。

而将城市热岛效应进一步拓展，就变成了五岛效应。五岛效应是指城市的热岛效应，干岛效应，湿岛效应，雨岛效应和浑浊岛效应；根据设在城区和其周围郊区的气象站同时间观测资料表明，城市气候与郊区相比有“热岛”、“干岛”、“湿岛”、“浑浊岛”和“雨岛”等“五岛”效应。除了大家熟悉的“热岛”，“干岛”指城市水汽压的平均值与同时期周围郊区平均水汽压相比较，城区低于郊区，呈现出“城市干岛”效应。“湿岛”指城区平均水汽压高于同时刻的郊区平均水汽压，出现明显的“城市湿岛”。“浑浊岛”指由于城市工业生产、交通运输和建筑工地施工等排放出的烟尘污染物比郊区多，造成城区的低云量多于附近郊区，这就使得城市的散射辐射比郊区强，直接辐射比郊区弱，大气的浑浊度显著大于郊区。“比如说，现在城市里经常会出线暴雨成灾的情况，这可以说是‘城市热岛’也可以说是‘城市雨导’。此外，日益严重的雾霾现象，就是我们通常所说的‘浑浊岛’。”陈宏对此进一步解释到。

近几年以来，我们国家已经有很多城市在做城市通风道的一些专项策划，杭州、成都等地区都在做城市通风道的一些设计规划。据了解，北京也正研究6条主要通风道以增强通风潜力、缓解热岛效应。

实际上，城市的通风道，在夏天最主要的功能是缓解城市热度，降低城市内部的温度；在冬季能促进通风，改善城市内部的污染。武汉市为了降温，一度在城市内外广泛布绿，建成六条生态绿色走廊。依靠这六条最窄二三公里、最宽十几公里的“风道”，以达到使武汉夏季最高温度平均下降1℃至2℃的目标。而早在2013年，杭州市就已经在研究，希望建一个“城市风道”把郊外的风引进主城区，把空气中的霾等污染物“吹”走，同时还可以缓解“热岛效应”。南京则针对雾霾污染，在2014年初通过的《南京大气污染防治行动计划》，将打造南京“清洁空气廊道”首次提出，江南、江北各规划3条生态通风走廊。

以雾霾高发区域北京为例，很多居住在北京的人们有一个直观的感受，就是北京每次遇到重污染时基本处于无风的静稳状态，只有当大于2级的风出现时，雾霾才能随风而散。这是因为在静稳无风、大气扩散条件差的不利气象条件下，污染物容易堆积。因此，把郊外的风引进主城区，将霾等污染物吹走成为了备选除霾方式之一。

华中科技大学建筑与城市规划学院对贵阳市进行城市总体规划时，就做了一个城市通风道的专项规划研究，这是与贵阳城市规划局和贵阳市规划院合作做的一个研究。一直以来，贵阳市的空气质量是比较好的，在省会城市中贵阳的空气质量能够排在前五名，但在这样好的空气条件下，冬季同样会出现连续一周时间城市的空气污染都在中度以上的天气，这给贵阳人民的生活带来了很多影响。

贵阳这几年的发展速度很快，整个城市的扩张速度也非常快，通过开发周围的一些新区与主城区等连接在一起，形成了一个比较大的城市。这样的发展速度下，城市的污染也逐渐变大。陈宏介绍到，贵阳的地理条件非常好也很有特点，贵阳是一个山地城市，这样一种山地的走向对城市具有非常稳定的导向。贵阳市夏季的主导流向是南风；冬季的主导风向则非常稳定，比较容易组织城市的通风道。

根据贵阳市的总体规划进行的气象分析可以看到冬季风向的情况以及夏季风向的情况，这样的风向情况跟之前得到的贵阳城市主要风向的数据基本上是吻合的。在这个基础上，华中科技大学建筑与城市规划学院对其进行了三级通风道规划，并将通风道分成了一二三级，一级是最高，也是通风道中最主要、最宽的。

在划分城市通风道的时候，一级和二级的设立最主要的根据是地形的因素。陈宏对此解释到：“比如说，是不是有一些河流和公园，因为这类地形周围的建筑密度并不高，比较容易形成通风道。同时，还要关注周围是否有一些铁路，因为铁路的走向正好是顺着地势的，也跟主导风向相结合。所以，贵阳市的一级二级主要通风道的调理，基本上是按照这样的方式进行，同时也和通风模拟的结果相结合。”

每个通风道中要根据周围建筑，进行建筑密度、开发强度和高度等方面的控制。在对贵阳市提出通风道规划以后，针对有通风道和没有通风道的两种环境比较，发现设置通风道以后，在通风道附近的风速都得到了提高。同时，夏季时风速的提高也非常明显；在冬季，设置通风道之后的风速较全市平均水平提高了12%，而集中在通风道中心区域的风速则提高的更多，可达30%左右，这一数据非常有利于治理空气污染，并在夏季改善城市的舒适度。

通过通风道的设置，也将贵阳市的整体规划结构转化了一种思路，从原来“大扁”方式，变成每个开发区域之间采用绿力，也就是通风的稻田风格模式，改变了城市规划结构的观念。