基于Ecotect分析的太阳辐射对于住区景观植物选择的引导——以张家口文华苑住宅小区为例

侯凤武 陆炳燕 孙 健

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075024)

基于Ecotect分析的太阳辐射对于住区景观植物选择的引导
——以张家口文华苑住宅小区为例

侯凤武 陆炳燕 孙 健

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075024)

景观设计师在住区景观设计中往往会忽略植物对于自身生长条件的要求，或者并不明确基地中由于建筑的影响造成的对植物生存环境的确切边界.本文以张家口文华苑小区作为分析的样本，通过Ecotect软件分析为其在景观植物设计中的用地边界提供相应的建议.

张家口住区;太阳辐射;植物习性;Ecotect

在景观设计中包含了地形、植物材料、建筑物、铺装、景观构筑物、水体等设计要素.设计师首要考虑的因素是景观的美学和植物对于建筑的影响，例如遮阳、减少噪声和调节微气候.而植物区别于其它几项设计要素的最大特点就是植物具有生命，能生长并且还因为季节的不同而展现出不同的生命姿态.理性的正视植物的生长性可以让设计原有意图更好的表达.

一般来说，在设计中对植物品种选定之后，出于对费用、植物易于移植以及成活率等方面考虑.幼苗植物成为设计师的首选目标，但是幼苗要达到设计之初的理想效果，往往要花费上数年的时间.如果我们忽视植物本身的习性和生长特点，会造成住区内的景观植物生长缓慢或者后期需要人工时常性的修剪保护，甚至大面积的死亡.这不仅无形之中增加了人工成本和资源浪费，也无法保证再次种植时与原有的设计意图相符合.由此可见，植物的生长习性以及整个住区太阳辐射环境对于住区景观植物设计又有着非常重要的作用.

1 太阳辐射对景观植物的生长影响

拉尔夫·L·诺莱斯曾写到：“太阳是所有生命的源泉，我们对世界的观感，我们的温暖，我们的能源，以及我们生活的节奏全部来自她的恩赐.她的脚步挪移告知我们时间和空间的存在，以及我们在宇宙中的位置……因此，确保植物对阳光的合理利用直接关系到整个住区景观环境的品质[1].”太阳辐射所产生的能量对植物的生长有利也有弊，对太阳辐射能量的合理利用是提高植物生长的一种有利渠道.也是确保植物资源不浪费的一种手段.

1.1 太阳辐射光谱对植物生长的影响

太阳辐射光谱按照波长可为可见光谱段(波长0.4～0.7 μm)、紫外线谱段(波长0.4 μm以下)、红外线谱段(波长0.7 μm以上).可见光谱段是绿色植物进行光合作用制造有机物质的原料，即在白光下植物才能正常的生长发育，对植物的生长起着重要的作用.而白光中不同波长的光对植物的作用也各不相同.例如，红光有助于植物叶绿素的形成，促进二氧化碳的分解与碳水化合物的合成，蓝光则有助于有机酸和蛋白质的合成[2].所以可以根据太阳能辐射量的分布状态调整不同区域内景观植物的生长速度，以便减少后期人员维护和保护的成本.

1.2 光照强、弱度对植物生长的影响

光照强、弱度对植物的生长发育速度有直接影响作用.一般情况下，植物光合作用的强度也会随光照强度的增加而增加.在光照强度较弱时，植物光合作用制造有机物质达不到植物所要吸收的量，就会对植物的生命造成影响.在光照强度达到一定数值时，植物光合作用的强度则不会再度随着光照强度的增加而增加.而在光照强度超过饱和度时，就会对植物的原生质起到破坏作用，引起叶绿素分解，或者使植物水分过度流失，造成光合作用减弱或者是停止.根据不同的植物对于光照强、弱度的不同需求，分为喜光植物、耐阴植物、中性植物三种类型.而太阳辐射量的太小同样也可以区分这三种植物类型的适宜生存区域.喜阴的植物适合种植在太阳辐射能小于3 MJ/m2d的区域范围；喜光的植物适合种植在太阳辐射能大于6 MJ/m2d的区域范围，而介于两者之间的区域范围适合于种植中性植物.

2 文华苑小区太阳能辐射模拟分析

2.1 基地选择

模拟的对象选择张家口市高新区中兴北路街道南端的文华苑住宅小区，以高层住宅为主(分为11层、13层和14层三种不同楼层)，住区占地面积68 km2.住区西侧、北侧和东侧莅临街道.南侧为正在开发的公共建筑用地，东北侧为一2768 km2大的未开发的空地.由于张家口城市未来的发展方向会逐渐向南靠拢，而这个小区位于张家口市的南端距离张家口南火车站不超过1000 m，所以这个样本的分析可以为张家口未来的城市住区中的景观植物选择提供相应的参考.

2.2 软件模拟

Ecotect软件最初应用于生态建筑设计，主要应用于建筑物理方面的分析.而Ecotect软件对景观设计方面的分析还处于初级阶段.通过Ecotect软件中模拟日照辐射的功能，模拟整个小区范围内的日均辐射标准值(Average Daily PAR)，从而得出不同日均辐射标准值(Average Daily PAR)的范围，进而为不同植物类型的设计提供相关边界的限定.

气象数据的来源选自朗斯维与劳伦斯伯克利国家实验室合作研究建立了我国26个城市的典型气象年逐时气象资料.由于这组数据的原始资料都是通过国际上共享的各个机场的气象资料进一步计算得出，而张家口市机场的位置距离所要模拟的住区较近，所以这组气象数据很大程度上能为这些城市住区的景观设计提供相应准确的气象数据分析.

图1 高度为3500 mm计算网格

张家口市区，植物生长的时间区间一般在四月初到十月底，并将其设定为年计算区间.每天的计算时间设定为上午9∶00到下午17∶00.而植物类型的不同，导致的高度也有区别.为了方便计算将乔木所接受辐射高度设定为3500 mm，如图1所示.灌木设定为600 mm，如图2所示.地被设定为100 mm，如图3所示.通过Ecotect软件模拟计算出这个小区日均辐射标准值(Average Daily PAR)，得出不同日均辐射标准值(Average Daily PAR)的区域，可以为不同类型景观植物的选择和边界提供给相应的依据.

图2 高度为600 mm计算网格

图3 高度为100 mm计算网格

2.3 植物适合的种植种类

通过Ecotect软件模拟得出的数据结果，并根据太阳辐射对植物的生长的影响，对文华苑住宅小区内的景观植物种植的区域有了一定的了解.根据图2-2可知，在5.10 MJ/m2d—5.0 MJ/m2d区域适合种植喜光的植物，在0 MJ/m2d—3MJ/m2d区域适合种植喜阴植物，在3 MJ/m2d—5.10 MJ/m2d区域适合种植中性植物.如表1所示：

表1

通过表1，我们可以看到喜光植物和中性植物在种植设计方面的可选性比较多，不管是乔木类、灌木类还是地被类植物都比喜阴植物的可选性要多.结合图2-1、2-2、2-3可知，在文华苑小区里，喜阴植物种植区范围内可以选择种植低矮的灌木类植物和地被类植物，这两种属性的植物种类选择比乔木类植物多，可选的植物种类比较多，植物搭配的方式就比较丰富.

景观设计师对植物种类的选择时，会因地区气候环境的不同而有所限制.但在景观种植设计时，其实设计师最先考虑的不是先确定设计中植物的具体名称，而应该先根据植物的生长习性选择其适合的种植范围，然后选择能在这一定生长范围内的植物属性类型，再在这类型植物里选择合适的植物种类进行植物搭配并确定要种植的植物名称.这样的“逆向设计”可以帮助我们实现资源的合理利用，达到节能减排的效果.

3 总 结

软件模拟为设计带来了一些可视化的效果，在方案实施前，设计师开始结合软件对景观设计进行各方面的分析，对方案有了一次“预演”.运用Ecotect生态模拟分析软件进行分析，目的是为Ecotect提供在住区景观分析中的一种应用，为景观设计师在景观设计分析过程中提供直观的有参考价值的分析.设计不再只是依赖于过去的经验设计，还可以利用软件模拟分析对景观环境做出科学的分析，使景观设计本身更加一目了然.节能减排、合理利用资源是当代社会的责任，而软件模拟设计的方法更是为这个时代责任提供了帮助.

[1]王真琦.Ecotect软件在园林被动式生态设计中的应用[D].东北林业大学,2011

[2]张德顺.景观植物应用原理与方法[M].中国建筑工业出版社，2012

[3]贾立平.太阳辐射与植物生长发育的关系[J].2004

The Guidance of Solar Radiation on the Selection of Residential Landscape Plants based on Ecotect Analysis ——A Case Study of Wenhuayuan Residential District of Zhangjiakou City

HOUFeng-wu,LUBing-yan,SUNJan

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei 075024)

In the landscape design of residential architecture,designers often ignore the plants’ requirements for their own growing condition,or they can not make clear the exact boundaries of the plants’ living environment due to the influence of buildings.In this paper,taking Wenhuayuan District of Zhangjiakou City as an example,through the analysis of Ecotect software,some suggestions are provided for the land use in landscape plant design.

Zhangjiakou residential area;solar radiation;plant habit;Ecotect

2016-12-22

2022中国冬奥会崇礼滑雪场景观规划设计研究，项目编号：1411048l-3

侯凤武(1978-)，男，副教授.

陆炳燕(1990-)，女，在读硕士研究生.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.016

TU 21

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