上海3个公园园林小气候的人体舒适度测析

张德顺 （美）丽莎·萨贝拉 王振 曹玮

随着城市尺度的不断扩大以及人口的持续增长，城市小气候带给人们的舒适性变得越来越重要。风景园林师通常只是依靠直觉和经验对人体的舒适感进行设计，存在对由数据驱动的景观设计根本需求的不确定性和或然性[1]。在小气候设计领域，气象学和风景园林之间往往缺少交叉研究[2]，虽然气象数据不难获取，但风景园林师却很少利用它来指导设计[3]。

20世纪后半叶以来，城镇化进程稳步加快，城市小气候明显不同于其周围的乡村[3-5]。这种城市比近邻地区气温高[6-7]的现象，称为城市热岛效应（Urban Heat Island，简称UHI）。其影响因素包括人口密度、人为热源、城市物质构成、城市形态和植被情况等[4,8-9]。城市公园的植被和水体可以使公园成为城市凉岛和绿岛，改善周边的小气候环境[10]，减弱热岛效应，缓和失衡的城市小气候[8,11]。

小气候是当地气候与小区域内建成环境中物体之间的相互作用产生的气候特征，是太阳和地面辐射，风，空气温度、湿度和降水的状况[12-14]。人的舒适度是基于人体和天气条件的交流。由于快速城市化造成的环境恶化，在景观设计中充分考虑人的舒适度对设计师来说变得越来越重要。

1 研究目的和意义

通过对上海3个公园的使用后评价（Post-occupancy Evaluation），对其小气候特征进行分析。使用后评价是风景园林建成环境评价的一种重要研究方法，是风景园林师了解设计目标是否实现、人们如何使用他们的设计的一种方式，并能从自我检验和批判性分析中总结经验和教训。

对比分析3个公园的研究结果，通过对立地气象数据、基地绘图、空间特征和使用者舒适度进行分析，揭示小气候空间的构成要素，并识别不同的设计元素如何提升人的舒适感，以此反推在城市不同场地创建适宜小气候环境的设计方法，增加人体舒适度并提高公园的日常使用率。

2 研究方法

2.1 场地特征

上海属于北亚热带季风气候[5]，夏季炎热潮湿。上海世博园位于浦东新区，黄浦江南岸，园中植被丰富、树林茂密；徐汇滨江公园位于徐汇区，黄浦江西岸，与世博园均为黄浦江沿岸的线性滨水空间，但园中遮荫和避风的植物、构筑物较少。复兴公园位于黄浦区，是市中心具有百年历史法式风格的公园，植被丰富，但水体较少。3个公园的场地情况及均值如表1和图1所示。

2.2 测量仪器

采用MS 6300环境万用表测定气象数据，包括：空气温度、相对湿度、风速；TENMARS TM-206太阳能功率计测量太阳辐射；Silva Guide 426指南针计算风向。

2.3 研究方法

研究时间为2013年8月18日—2013年11月18日中的33d，在3个公园中，采用调查问卷的方式收集定性数据以评估人体的舒适度，同时使用气象仪器测定量化数据，从人体舒适度和场地小气候的互动效果进行比对分析。

2.4 数据测定和调查

问卷调查前，计算各公园的场地情况，如硬质景观和软质景观的面积占比、绿化覆盖率、近水区域（水体周围10m的缓冲区）占比及阴影情况等；提交问卷内容至美国科罗拉多州多种机构审查委员会（Colorado Multiple Institutional Review Board）审查（备案号为13-2190号草案），并获得草案豁免类别2，其中，问题涉及游客性别、年龄、到园时间、到园原因、逗留时间、热舒适度总体感受及各元素对热舒适度的影响（选项从极舒适到极不舒适共分为7级）、热舒适度改进建议等。

表1 场地特征汇总表Tab. 1 Summary of site characteristics

1 3个公园空间结构图Spatial structure map of 3 parks

问卷调查中，记录游客人数以及舒适度水平，及其所处位置详细信息。受访者回答调查问卷的同时，测定气象因子数据，调查完成后，观察记录位置、日期、时间、该区域人数等，并记录每个受访者具体信息，如是否暴露于阳光和风中、植被有无和地面性质（硬质铺装、草坪、土地等），计算人体平均舒适度，对其进行比较，利用t检验验证在0.05水平的差异显著性。

3 结果与分析

3.1 基础数据分析

研究共进行421次的实地调查与数据收集，其中398次中文调查，23次英文调查，受访者所处环境特征及小气候情况见表2、3。由于公园长凳通常位于硬质景观中，3个公园虽然硬质景观占比不同，但超过90%以上的受访者是位于硬质景观上。受访者年龄组、游访公园原因、游访时间长度、气候改进偏好见图2。其中271名受访者为男性（64%），150名受访者为女性（36%），26～40岁年龄组人数最多；受访者到公园来的主要目的是放松；公园游览时间多为1～2h；夏季人们对热环境的改进偏好主要是减噪降温。

问卷显示（图2），受访者在上海世博园的热舒适度明显高于徐汇滨江公园和复兴公园，公园使用高峰期与小气候热舒适度、环境气温呈正相关。例如，在炎热的夏季，清晨公园使用率较高，中午最热时使用率明显降低，傍晚气温降低后使用率又回升。

针对气象因子和热舒适度，分析重要因素（空气温度、相对湿度、太阳辐射和风速）对人体舒适度的直接影响，排除了一些与提高研究有效性无关的指标如噪声、着衣情况、行为活动类型和光照水平等。

3.2 描述性分析与比对研究

总体而言，近水端热舒适度比远水端高4.23%，差异显著（p=0.03）；阳光下比在部分阴影下的热舒适度高1.01%，差异不显著（p=0.65）；全阴影下热舒适度比在全日照下高4.94%，差异显著（p=0.04）；全阴影下热舒适度比在部分阴影下高6%以上，差异显著（p=0.01）。

数据分析显示，上海世博园受访者热舒适度最高，比徐汇滨江公园高6.99%，比复兴公园高13.99%，差异显著（p=0.01）。徐汇滨江公园热舒适度比复兴公园高6.54%，差异显著（p=0.01），这可能因为徐汇滨江公园位于河边、风速最高，比位于内陆水体少、风速低的复兴公园整体热舒适度水平更高。结果表明风和水的组合（2个冷却因素）的热舒适度比阴影（1个冷却因素）热舒适度高。

未来的设计目标应该旨在扩大全天候公园游客数量。复兴公园访问的高峰期发生在清晨的凉爽时刻，中午一般较空。如果热舒适度在未来的设计目标中是优先选择的，那么宜在中午最大限度地提高舒适度以提高公园的全天使用率来减少拥挤从而提高整体的舒适度。最好的方式是像世博园那样通过景观整合多个冷却因素来提高舒适感。

3.3 上海世博园

上海世博园与许多公园相比不是典型的公园。其周边稍有住宅区，基础设施多为世博会所建，公园游客数量明显少于市内的公园。世博园旨在容纳大量的游客。在2010年世博会的7个月间，平均日访客人数达397 000人，目前游客数量远低于其设计承载能力。

世博园为游客提供了阴凉和亲水设施。设计的一个突出方面是硬质铺装上的树阵。设计认识到阴影对综合舒适度的重要性，树荫与水体大大减少了太阳辐射和地面辐射的影响而使空间更显凉爽。

3.4 徐汇滨江公园

徐汇滨江公园位于黄浦江畔，是上海新开放的公园，公园内座椅缺少遮荫，除了少量锻炼的人外，游客较少。在公园靠近主入口的起重机下面的区域是最受欢迎的空间之一，它为游客提供了完整的遮荫和滨水可见度，作为场地保存的前工业遗迹，是非常理想的公园空间。位于主入口旁边的攀岩墙是人们聚集的另一个热点，有许多受访者坐在攀岩墙的阴影下。公园内提供遮荫的区域距离河流最远，那里的访客并不多，似乎水体比树荫更受公园使用者的欢迎。

树木可创造更多遮荫，减少太阳辐射，提高蒸发，增加湿度。与其他两个公园相比，徐汇滨江公园绿化覆盖率最低（14.97%），太阳辐射最高（202.11w/m2），相对湿度最低（56.77%），风速（1.28m/s）几乎是平均风速（0.79m/s）的两倍。

3.5 复兴公园

与其他两个公园不同，复兴公园位于前法租界，这里的街区在20世纪90年代进行过重建。公园历史悠久，树木参天，绿量大，绿视率高，枝繁叶茂，同时还有少量水面。

公园的受访者普遍比其他两个公园的年龄大，在世博园和徐汇滨江公园，人数最多的是26～40岁年龄组，而复兴公园是61岁以上年龄组，这会干扰复兴公园与其他两个公园的对比结果。复兴公园是居住区公园，它的许多使用者每天都要去公园。与之相比，世博园和徐汇滨江公园被视为目的地公园，人们很少能够轻松从家步行到达，因此周末人更多，而复兴公园平常工作日就非常拥挤。

表2 调查对象所处位置的比较Tab. 2 Comparison of respondents’ locations

表3 3个公园小气候情况比较Tab. 3 Comparison of microclimates of three parks

2 3个公园调查结果汇总Survey results of 3 parks

数据表明，复兴公园树荫、软质景观最多，绿化覆盖率最高，太阳辐射水平和硬质景观百分比显著低于其他两个公园，但其热舒适水平为3个公园中最低。可见，夏季炎热和潮湿的气候下，大型水体对人体的舒适度有着至关重要的作用。

4 结论

上海世博园比徐汇滨江公园和复兴公园更舒适，最大限度地提高人体热舒适度，即通过风景园林的小气候设计，可以使园林景观空间变得更加宜人。

相较于位于城市内陆的复兴公园，2个滨水公园能为使用者提供更高的热舒适度。体现了水体的冷却效果。大风经过大面积水体后可以在炎热的天气里提高人体的热舒适度。尽管复兴公园提供了丰富的阴影、最低的太阳辐射水平和最高的软质景观占比，但它仍是研究中热舒适度最低的公园。

未来的研究可聚焦在人口稠密城市提高公园的全天使用率；拥挤或宽松的活动空间影响人在公共空间的热舒适度；针对不同年龄段进行热舒适度调查，以了解不同年龄人群的热偏好。

注释：

文中图片、表格均由作者自绘。