江南地区古典园林冬季微气候改善策略

金梦玲 熊瑶

摘要为探究江南地区古典园林内不同类型空间对冬季微气候的改善效果，以南京瞻园为研究对象，按封闭性在瞻园内选取典型的3类空间（开敞性、半开敞性、封闭性），共设置10个测点，在2016年1月19、20、21日连续3 d对瞻园内微气候进行了空气温度、相对湿度、风速等微气候因子的现场实测，以总结江南地区私家造园在冬季对微气候环境改善的具体理法。结果表明：园林中的水体对微气候的优化效果最为明显，植物配置对微气候的优化主要体现在风速及湿度上。通过分析冬季瞻园各空间内的实测数据，提出对山石、水体、植物、建筑布局的优化策略，以提高室外活动空间的舒适性。

关键词冬季；微气候；瞻园；江南地区；古典园林；设计策略

中图分类号S688文献标识码A文章编号0517-6611（2017）11-0133-05

AbstractIn order to explore the effect of different types of space in the classical gardens in Jiangnan area， Zhan Garden in Nanjing was taken as the research object. Three kinds of typical space were selected according to the closeness （open space， semi open space， closed space）， and a total of ten points were set up. They conducted a comprehensive test of temperature， relative humidity and wind speed at 19-21 January 2016， to summarize the concrete methods of improving microclimate environment in the Jiangnan private garden in winter. The results showed that the most obvious improvement to the microclimate is the water in the garden. The optimization of plant configuration on microclimate is mainly reflected in wind speed and humidity. In order to improve the comfort of outdoor space， the optimization strategies on the rocks， water， plants and the layout of the building were proposed， through the analysis of the measured data in each space in Zhan Garden in winter.

Key wordsWinter；Microclimate；Zhan Garden；Jiangnan area；Classical garden；Design strategy

随着城市化加剧，城市人口密集、高密度空间的不断出现导致城市环境日益恶化，引发了诸多环境问题，严重影响到城市生态环境及居民生活质量，人们居住空间的安全性、舒适性难以得到保障。城市中资源匮乏，能源消耗却持续加剧，气候问题彰显，对理想生活环境的追求使人们更加关注景观规划设计领域。在科学技术尚不发达的古代，中国古典造园师凭着对自然的“因借”，营造出理想的微气候环境，实现了园林空间的可赏、可游、可居，这对当今中国风景园林同样具有重要价值。中国传统园林的传承与创新，其重点必然在于传统造园艺术与现代生活环境的真实融合[1-4]。

目前对微气候的研究多集中于夏季，冬季户外微气候的研究相对较少，而南京作为夏热冬冷地区的典型样本，其冬季室外空间形态的热环境研究理应受到更多重视。笔者以明代南京造园的代表作——瞻园为例，探讨其内部空间形态对于冬季微气候环境的改善作用，并总结出实际的设计策略[5]。

1场地实测

该研究选取瞻园作为研究对象，研究冬季江南地区古典园林空间形态对微气候的改善作用。笔者于2016年1月19、20、21日连续3 d对瞻园内微气候进行了空气温度、相对湿度、风速等微气候因子的现场实测。

1.1测试场地简介瞻园建于明朝初年，取法自然，以山石取胜，作为江南四大名园之一，是南京市现存历史最悠久的古典园林，总面积约2万m2，其间有山环水，倒影历历，构思精巧细腻，布局雅致清新，气质隽永沉静，意境朴素含蓄[6]。测试场地为瞻园的中西部区域，主要由山水主景的开敞性空间、建筑周边的半开敞空间、山石景及花木景的封闭性空间组成，是全园的核心部分。

1.2测试方法及测点设置测试主要以定点观测为主，在瞻园中西部设置通风干湿表，以手动记录距地1.5 m高度的空气温度（Ta）、相对湿度（RH）；同时采用流动观测的方法，每隔1 h观测不同测试点离地1.5 m处的风速（WS），在测试前对仪器分别进行校准。测试时间为10∶00—16∶00。按照开敞性、半开敞性、封闭性3种类型对空间进行分类，共在瞻园中西部区域布置10个测点，主要考察山石堆叠、水体布置、建筑布局、植物设计等对微气候因子的影响，各测点的设置情况及参数见图1、表1。

1.3测试仪器采用通风干湿表测量空气温度、相对湿度，采用三杯风向风速仪观测不同测点的风速，再手动记录制表。各仪器具體参数见表2。

2测试结果

2.1空气温度通过对瞻园内空气温度实测数值进行分析比较（图2），可以发现：开敞性空间在测试期间的空气温度普遍高于封闭性和半开敞性空间，尤其是在10∶00—13∶00，温度远高于其他类型空间。一览阁南面檐下测点对空气温度优化效果最佳，对气象温度的平均优化达3.9 ℃。其次是距南池水面近的测点，如北假山南面石矶、平台和观鱼亭。

2.2相对湿度通过对瞻园内相对湿度实测数值进行分析比较（图3），可以发现：封闭性空间的相对湿度值略高于其他空间。扇亭及西假山山洞内的相对湿度值最高，一览阁最低。籁爽风清堂庭院的相对湿度高于植物覆盖面积少的场地，近水的观鱼亭、水榭、北假山等测点相对湿度高于距水体较远的测点。在13∶00，园内多数测点的实测值降至最低。

2.3风速通过对瞻园内风速实测数值进行分析比较（图4），可以发现：庭园内各测点的平均风速均明显低于气象站的观测风速，其中，封闭性空间的实测风速远低于其他空间。对风速优化效果最明显的测点是静妙堂南面水榭，对风速的优化最高可达1.7 m/s。西假山山洞、籁爽风清堂庭院和扇亭测点对风速的优化效果高于建筑形式通透的测点，比如静妙堂北面空地。对风速优化效果最差的测点为北假山最高处平台，其风速一度高达1.4 m/s。

3瞻园内不同空间与微气候关系分析对微气候进行调节可以改善庭园内的空间感受，笔者结合实例分析3种封闭程度不同的空间在温湿度和风速方面的表现，以获得园林要素、空间形态与冬季微气候之间的关系。

45卷11期金梦玲等江南地区古典园林冬季微气候改善策略3.1封闭性空间测点——西假山山洞、籁爽风清堂庭院

3.1.1温度。封闭性空间的空气温度与空间面积、封闭形式以及其间园林要素的比值有关。西假山山洞测点的气温均高于籁爽风清堂庭院，且10∶00—16∶00其整体呈缓慢抬升的趋势，并保持平稳波动，测试日内最高与最低温度间的差值不超过1 ℃。籁爽风清堂庭院温度在10∶00—13∶00有明显增幅，并在13∶00达到最高4.6 ℃，此时气温亦与西假山山洞内數值最为接近。

3.1.2相对湿度。总体来看，封闭性空间对相对湿度的优化效果最佳，尤其是西假山山洞内测点，面积小、植物要素丰富、距水体近等均是导致这一结果的原因。12∶00起西假山山洞与籁爽风清堂庭院内相对湿度趋于一致，但其湿度明显高于籁爽风清堂庭院，尤其是在11∶00—12∶00。13∶00前后，封闭性空间内相对湿度值降至最低。

3.1.3风速。因环境密闭，通风较差，故封闭性空间内风速远低于其他类型空间。西假山山洞有一人多高，面积不到10 m2，内部坚实不透风，山洞附近密植10余米高的大乔木，洞口栽有大量灌木遮挡冬季北风，故洞内实测风速始终为0。籁爽风清堂庭院测点风速变化平缓，在13∶00达最高值0.5 m/s，此时对气象风速的优化仍达到2.0 m/s，其他时间风速均保持在0.25 m/s左右。

3.2半开敞性空间测点

3.2.1亭榭类——观鱼亭、扇亭、静妙堂南面水榭。

（1）温度。因冬季提升温度的最主要形式是接受太阳辐射，而亭榭类半开敞空间的顶界面遮挡使得这些空间内太阳直射的范围较小，故亭榭类空间对空气温度的优化效果一般，变化幅度较小，且实测温度值十分接近，测试期间实测平均温度值均在4.30 ℃左右，此类空间在测试日内对气象温度的平均优化可达1.86 ℃。

（2）相对湿度。总体而言，亭榭类测点对相对湿度的优化作用较为明显，从11∶00起湿度值逐步降低，其中相对湿度值最高的测点为藏而不露的扇亭，它位于高约10 m的西假山顶端，周围常绿的女贞、香樟在冬季仍郁郁葱葱，将亭子掩于林间，植物的增湿效果使扇亭的平均相对湿度值高达53.2%。而通过比较同样临水的观鱼亭与静妙堂南面水榭，可以发现周围绿量较高的观鱼亭平均湿度高于静妙堂南面水榭测点，可见同等条件下，植物有更强大的增湿能力。

（3）风速。在顶界面保护下，亭榭类测点实测风速值是除封闭性空间以外表现最佳的几处，全天风速稳定且平均风速约在0.5 m/s左右。静妙堂南面水榭因北靠建筑，其平均风速甚至低于籁爽风清堂庭院的实测值。14∶00前后，亭榭类空间风速数值都有提高，但时刻最高风速并未超过1.0 m/s。

3.2.2建筑附属类——静妙堂北面、一览阁檐下。

（1）温度。建筑附属类半开敞空间的气温受建筑布局的影响较大。一览阁檐下测点气温为所有测点中最高的，11∶00—14∶00温度稳步爬升，12∶00—15∶00此处温度均远高于其他测点，而静妙堂北面测点的实测平均气温是所有测点中最低的，尽管如此，其平均温度仍比气象高1.1 ℃。可见，一览阁南面纳阳效果好，阳光照射时间长，发挥了增温作用。比较可知，在面积和周围条件相似的情况下，建筑北面的场地温度远低于建筑南面的场地温度。

（2）相对湿度。建筑附属类空间对湿度的优化效果较差，静妙堂北面对气象湿度全天的平均优化只有4.24%，一览阁檐下的实测平均值与气象湿度的差值仅1.47%。11∶00之后，测点相对湿度值变化的趋势趋于一致，且在13∶00两处测点的相对湿度值均达到最低。由于静妙堂北测点临北水池，北风经过能带来一些水汽，故静妙堂北面的湿度值略高于一览阁檐下测点。

（3）风速。建筑附属类空间的风速均偏高，全天平均风速均达到0.73 m/s，虽较之气象平均风速仍有1.30 m/s的优化，但已是全园内平均风速最高的空间之一。而一览阁位于开敞的草坪区域与硬质铺装为主的建筑区之间，太阳辐射对这两个区域造成不同影响而形成的温差加快了空间内空气流速，因此一览阁檐下风速较高。在14∶00，一览阁檐下实测风速值最高并与气象风速值重合。

3.3开放性空间测点——盆景园、北假山北部平台、北假山南面石矶

3.3.1温度。开放性空间的实测温度均偏高，可见保持开敞无遮蔽是冬季得到充分太阳辐射从而引起空间内温度升高的有效途径。北假山南面石矶与盆景园的平均温度持平，是除一览阁檐下以外对空气温度优化作用最佳的测点，北假山北部平台由于6～7 m的高度影响，平均温度则要再低0.5 ℃。开放性空间气温均在11∶00达到最高值，此时北假山南面石矶的温度为7.4 ℃，比气象温度高5.8 ℃。

3.3.2相对湿度。开放性空间因面积过大难以留存水分，故湿度值普遍较低，而在12∶00和14∶00左右，相对湿度的实测值为全天中最高。盆景园测点处的相对湿度值均在40%～55%，全天平均湿度是所有测点中最低的，仅比气象平均湿度高0.9%。可见，在远离水体的大面积场地中，纯草下垫面无法为增加环境湿度起到良好的效果。北假山平台和石矶测点因贴近静水面，故湿度高于盆景园，平台周围因植物茂盛，植物的蒸腾作用显著提高了此处湿度，湿度值更高。

3.3.3风速。开放性空间的风速偏高，但与建筑附属类半开敞空间的风速相差无几，与气象风速相反，在13∶00达到风速最低值，11∶00和15∶00前后风速较高。其中盆景园的风速由早到晚的变化不大，因其間的园路为东西走向，可尽量避风，而北假山南面石矶测点处的变化波动明显，13∶00左右，此处实测值与气象风速的差值达到2.2 m/s。

4讨论

因古典园林空间布局与微气候变化规律密切相关，故笔者在遵循气候适应性设计理念基础上，按空间封闭程度，分别提出由不同园林要素组合搭配的具体设计策略，通过增温、避风、增湿、降噪、防尘、控温等手法改善冬季微气候，引导有利因素，规避不利条件，调节庭园内区域微气候并将其尽量控制在令使用者体感舒适的范围内，以期创造冬季舒适的室外风热环境[7]。

4.1封闭性空间营造理法庭园内的封闭性空间多以园林构筑物为主，园林建筑作为造园四要素中唯一的人工要素，用以满足游人休憩停留的需要。根据研究结论，封闭性空间内风速明显低于场地空旷且面积较大的空间，故为了提供冬季舒适保暖的场所，可在庭园山体或其他掩体内开凿洞口避开冬季北风的洞室，并以开口朝向东南面为佳，这样方可抵御北风，还能利用土壤的绝缘特性保持洞内温暖，且隐蔽而富有趣味性，其安全、稳定的内环境亦可隔离外界嘈杂的声浪，满足冬季温暖干燥的微气候环境需要。将植物密集种植于洞口附近可以防风，植物在晚上还能释放白天吸收的热量，使夜间变暖来控制场地温度，改善周围热环境。

“庭院深深深几许，杨柳堆烟，帘幕无重数。”欧阳修的诗句中藏着古典园林庭院的深邃之美，联系上文结论可知，庭院空间尺度越小越容易对其微气候进行调整，在营造尺度亲切的封闭性小庭院时，可在建筑南面以墙体或廊架串联围合，墙体高度与庭院宽度的比例约呈1∶2时为佳。在墙体附近堆叠山石，能使其与墙体结合释放热量，为光照和空气提供良好的空间框架，共同调控庭院内温度。另外，密植树木于围合的廊架和建筑墙体附近可以在满足空间私密性的同时隔绝园外噪音，柔化墙体垂直立面。植物可以通过蒸腾作用增大空间内湿度，同时进行光合作用、净化空气，在潮湿的雨天还能吸收多余的水分以保护墙体不受损坏。但应注意不宜种植过多过高的常绿乔木，冬季易阻挡院内采光，也不宜在庭院的西北侧种植抗风效果较差的落叶树种。通风廊道附近可以栽植孔隙率较低的灌木类植被，令其围合防止灌风。若条件允许，可于小庭院内开辟一方水潭，在干冷的冬季与院内植物组合共同增加庭院内湿度。可参考籁爽风清堂庭院内的结构，使水体、山石、植物、硬质和建筑的面积比约为1∶2∶4∶8∶8。

4.2半开敞空间营造理法半开敞空间以亭、榭、轩、廊居多，此类空间视线通透，满足游人停留观景和游赏通行的需求，可以引导游人的游览路线，控制景观序列。亭榭的选址最好在有一定高度的山体南面，以增加冬季纳阳机会，同时也可以避免山顶和山脚因冷空气被暖空气包围而形成局部的冷池。由扇亭周围的微气候环境可知，建于山上的建筑应在其迎风坡大量栽植常绿树木，利于降低建筑周围风速，发挥保暖的作用，且高密度的植物屏障增湿作用强大。理想的植物环境不仅有挡风、遮荫、增湿、降噪等作用，而且能使庭园富有生气，令游人感到赏心悦目、心情畅快、神清气爽。亭榭还可以通过向南一面无围合的方式来更多地吸纳阳光，采用颜色较浅的涂料可以让墙体在冬季反射更多阳光来增加环境的温暖感。在太阳高度角小的冬季，为保证亭榭有足够的高度使阳光照射到其内部，同时考虑到屋檐不能过高以抵挡夏季烈日曝晒，建筑檐下的高度控制在3～4 m比较合适。

园林建筑是造景的中心，既是景观，也是观景点，它既能满足日常生活的需要，又能以丰富优美的造型与山水花木巧妙协调，形成不同的意境。为提升空间丰富性，瞻园建筑排列避免中轴对称，反映了自由式章法。《园冶》在立基篇开篇便提出“凡园圃立基，定厅堂为主。先乎取景，妙在朝南，倘有乔木数株，仅就中庭一二。”也就是说，园林建筑取向南的朝向为最佳，背风、向阳，以在冬季获得温暖、舒适的空间感受。建筑门廊向南开敞，朝向夏季主导风向开口，北立面坚实以阻挡冬季北风，可以巧妙地改善庭园内的风环境。建议在建筑周围布置静水面，因为冬季水体结冰能反射阳光增加周围温度，夏季亦可使建筑最大程度地接触水汽，同时收集降水、涵养水源。在建筑南面可营造用于休憩的开阔场地，利于晒暖。建筑北面须有浓密的常绿植物或山石围合阻挡，否则无法挡风控温，易导致场地内风速过高，如静妙堂北侧紫藤架下供游人活动的空旷场地，鲜有植物遮蔽，因此此处风速明显高于其他场所。

4.3开敞性空间营造理法开敞性空间可供游人自由活动，有根据庭园场地条件梳理地形掇山叠石，以山石为主的空间，有以大型水面为主体要素营造的空间。山体的特质是围合和联系，在庭园的西北角堆叠假山或营造地形是阻挡冬季西北风侵袭的有效方法之一，而且在冬季阳光直射下，山石可以吸收阳光的热能并缓慢释放从而控制周围温度。步道、石桥、平台、石矶等宜布置在山体南面，冬季避风的同时可以给游人创造舒适的游览路径，以不同的设计形式增加园内活动趣味性。在山体北侧群植常绿乔木作为风障能增加山体遮挡的垂直高度范围，如北假山，四周水石横陈、花木环覆，其北部栽植着青桐、女贞等大乔木，在盛行风向为北风的冬季，与假山组合抵挡了大部分刺骨的寒风，令北风在经过这道绿色屏障时夹杂植物的水汽，有利于增温增湿，并显著降低了园外噪音和周围风速。山体东侧可群植落叶大乔木，秋冬植物落叶后便于阳光照射增温，乔木量约占山体面积的2/3为宜。另外，植物的防尘和增湿作用也有利于营造宜人的微气候环境。再如场地内园路方向，建议同盆景园一样采用垂直于冬季主导风向的东西向来布置园路，与夏季的东南风形成45°夹角，既利于冬季避风，又兼顾夏季通风。

庭园内大面积水体的价值在于它是改善微气候的主导因素，冬季气温至零下，静水面结冰后可以通过表面热反射提升周围温度，气温在零度以上时，它又可以通过制造潮湿空气增加湿度。在水体北面堆叠假山可阻隔北风，园林实例便是北水池，它与北假山的面积比约为10∶7。“巧与因借，精在体宜”是《园冶》中提出的设计原则，故在水边宜布置山石和多荫的树木，自静妙堂翘首北望，满目胜景倾入池中，实中寓虚，饶有情趣。而微气候方面，植物不仅可以遮蔽水面以留存蒸发出的水汽，还能吸收园外车辆废气，清洁空气。另外，利用重力在山石间营造人工瀑布、跌水、水洞等动水景观是活跃园林气氛的绝佳方法。对南水池的跌水研究表明，动水在增湿方面的作用大于静水。而在动水边架设平板、石桥等营造江南水乡特色则更佳；南假山旁的石洞和步道等都是供活动游赏的空间，山石的错落堆叠形成消音通道，阻隔了园外的噪音，又因其临近水边，便于叠筑造型自然、曲折多变的园林驳岸。水还可以除尘，并通过溅落到石块的水声掩盖园外车流噪音，亦可增加与游人的互动。

5结语

该研究将园林空间分为3类进行冬季微气候适应性分析，实测结果表明：园林中的水体对微气候的优化效果最为明显，植物配置对微气候的优化主要体现在风速及湿度上，地勢高低对风速的影响较大。笔者也提出了与现代城市开放空间设计相关的具体策略，以期缓解城市热效应、降低建筑能耗、改善风热环境，为江南地区中小尺度的城市公共空间在建筑布局、植被结构、水体布置等方面提供一些借鉴，以推进城市中人与自然的协调可持续发展。

参考文献

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