高层建筑布局对城市区域热环境影响的探究

陈光　刘金双

摘 要：高层建筑有效的体现了人类在面临与日剧增的人口化与用地紧张的困境时，更有效地开发和采用高科技、高手段、新材料的方法。实现从有限的空间中开拓新的广阔的空间，以满足人类的生存要求，因此高层建筑已经成为城市建设的主要选择。但高层建筑作为大体积的实体，它的存在必然会对原空间造成较大的影响。随着高层建筑的逐渐增多，其对环境的影响也越来越大，不同的建筑布局对环境的影响也有所不同。对于高层建筑较多的城市而言，普遍存在城市热岛效应，以前的研究都是以地理环境和城市局部环境现象为主，忽略了城市化发展是城市区域环境变化和改变的根本因素，因此不能解释现代城市环境变化的原理。而近几年来，人们开始逐渐重视高层建筑对环境的影响，本文就高层建筑布局对城市区域热环境影响进行简单的探究和分析。

关键词：高层建筑；城市区域热环境；城市热岛效应

1 前言

区域热环境类似于现在最关注的问题——热岛效应。热岛效应是指一个地区的气温高于周围地区的现象，主要包括城市热岛效应和青藏高原热岛效应。本文提出的城市区域热环境就相当于城市热岛效应。城市热岛效应是由于人为的原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化的现象，此现象是城市气候的最主要特征之一。城市热岛效应是由于各种因素的影响，造成同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温郊区包围之中，如同汪洋大海里的岛屿，因此被称为城市热岛效应。城市区域热环境也是此种现象。

2 城市区域热环境的现状

现代科技的迅速发展，因其过程没有考虑对环境的影响而造成很大的环境污染，使自然环境发生了不可逆转的变化，其中最显著的就是全球气候变暖问题。而在这个问题的基础上，因城市建筑的不断增加和高层建筑布局的不合理化，造成城市温度普遍比郊区温度高的现象，形成城市热岛效应，使某些大城市一到夏天便如同火炉一般，无法出门。城市冬天的气温也比以前和周围郊区要高，使本该下雪的自然环境气候变为阴雨绵绵。城市区域的热环境的影响不单单体现在温度上，另一方面因温度的改变迫使人类行动的改变。为获得外感体温的舒适，大力安装和使用空调，进一步造成空气的污染和电力的消耗。对于无法使用空调的家庭或类似工厂的地方，使中暑现象不断出现，增加中暑人员家庭的负担。城市区域的热环境也进一步加强全球变暖现象，全球温度上升已经成为目前最严重的问题之一。区域热环境的现象也导致部分植物和动物无法在城区生存，侧面降低城区的绿化面积和绿化种类。城市区域热环境现在已成为社会的普遍现象，高温度已经成为生活在城区居民所必须经历的“自然环境”。

3 高层建筑布局对城市区域热环境的影响

城市不断发展与城市人口不断增加的双重影响下，高层建筑不断修建以寻求更大更宽的空间。城市热岛效应的产生的原因很复杂，而且与其关联的影响因素很多，如风速、风向、城市地形、植被覆盖和城市建筑形态等。因此很难精确计算和分析出影响城市区域热环境的因素。就高层建筑布局对城市区域热环境的影响，可以有以下几点问题。

（1）城市高层建筑在建造时，缺少对前瞻性的发展规划。城市中心为获得更多的空间，尽量减小建筑与建筑之间的距离，在可行范围内不断向高处修建。为了突出和好看的外观，在设计时很少考虑其对空气流向的影响，而且人们一般聚集在中心城市，因为人员的拥挤，造成向外输送的热源多，和空气流动不畅的因素结合，会很大程度提高城市中心的温度。城市边缘开发区对于城市中心的依赖性强，在建设距离上较近，而且新建区与主城区有联系上、交通条件和地理条件等多方面的相互影响的因素和制约，造成高层建筑不断向城市中心靠近，使整个城市显得拥挤和空气流动上的不畅通。并且这种高层建筑越大，发展越快，对城市区域热环境的影响就越严重。

（2）城市在追求高层建筑的建设时，就势必要不断缩小城市绿化面积，增加下垫面的面积。而植物和水的比热容较大，对于热度的吸收相比于下垫面的沥青而言大得多。也有相关实验证明，绿化面积的增加对降低环境温度有一定的效果，因而要改善城市区域热环境的现状，提高城市绿化面积是一种有效的方式。近几年部分城市已经关注到这个方面，在不断提高城市的整体绿化面积，但要使植被具有生态性效果就需要面积达到一定的数量，并且需要多组分植物组合一起发挥作用，否则，并不能达到理论效果。很显然，城市总绿植面积相较以前虽然有所重视和提高，但城市中的建筑面积占据大部分，而且分布较为散开，而交通道路又占据另一部分面积，实际留给绿植的地方并不多还比较散乱，因此在局部上并得不到较好的效果。又因为城市道路和建筑的建设时，采用的都是不透水材料，这些材料改变了土壤表面的天然可透性，使部分城市土壤硬化，進而诸多植物在城市中并不能存活，植物种类不多，也无法起到理想状态下绿植所能达到的吸收热度的大小。

（3）高层建筑在建设时，都会追求透光性，因此玻璃的使用率就会很大，而某些玻璃对光的反射极为强烈，高层建筑在建造时并不能考虑这些问题，在布局上可能会加强玻璃对太阳光的反射，而反射的太阳光会持续照射在建筑之间，增大太阳光照射面积，提高照射地面的温度，而下垫面对热度的吸收并不好，热度会不断向上散发，从而提高空气中的温度，产生城市区域热环境的现象。

4 针对高层建筑对城市区域热环境影响的解决办法

在高层建筑建设时，我们应该用具有预见性和前瞻性的管理和控制的方法来解决这些可能会影响环境的现象，尽量使城市更具有规划性，从整体的方向发展一个城市的建设。如果在源头上无法解决，那么就通过其他办法来尽量降低城市的温度，缩小城市内与周围郊区的温度差。例如：加强建设城区的绿化，使绿化面积尽量扩大，绿植的种类尽量增加；提倡低碳环保生活，降低城区的环境污染等。

5 总结

城市的持续发展依靠的是人的适应性生存，城市区域性热环境的现象已经给居住在城区的人们带来生活的不便。我们现在要做的就是不断减小这种现象，降低过去几年社会发展所造成的环境污染。高层建筑对城市区域性热环境有一定的影响，但环境的改变归结到底还是人类的行为。高层建筑的影响可以在实施中的到一定的解决，但如果不保护环境，城市区域性热环境将无法的到根本改变。