绿化对居住区微气候影响研究综述

陆筱慧

(华南理工大学，广东广州 510640)

1 概述

随着城镇化进程的加快、人口爆炸，全球的生态环境和可持续发展正经历了巨大的风险和损失(《气候变化绿皮书:应对气候变化报告(2015)》)。急剧加速的城镇化带来了热岛效应等城市病，热岛效应是一种由于城市化发展，下垫面性质改变，地面硬质铺装增多，城市中人为排放热无法有效释放，使得城市温度显著高于郊区的现象［1］。热岛效应在增加城市能源消耗的同时还会导致海平面上升［2］，对城市居民的生活带来各种不利的影响，广州地处亚热带湿热地区，热岛效应带来的危害更为显著，2017年5月7日，3 h的降雨量打破了全省历史极值［3］。暴雨的突发性变强，高强度降水的时间延长，对人们的生命和财产安全都带来了不可估量的损失。对此，人们积极寻求方式应对热环境恶化带来的危害。绿化作为城市居住区环境重要的设计手段，引发了学者们的研究和探讨。

2 国内外研究

2.1 国外研究现状

国外于20世纪40年代～90年代末，便开始进行绿化对环境的影响研究。Goodridge，Aya Hagishim等人通过现场实测的方式表明，植物的表面太阳辐射温度低于其他物体表面，绿树地区有明显的冷却作用［4-6］。2001年，日本、英国、澳大利亚等通过调查问卷的方式，进行有无绿化对人体热舒适的影响研究，研究结果表明，绿化可对2 m高度下居民活动场所内的温湿度、太阳辐射、地面辐射等都有较明显的改善作用。日本的河田佑二、下条正贵等人，对不同树种的太阳辐射削减效果进行了现场实测;研究发现，树种的光学深度、叶面积指数、太阳入射角等都对太阳辐射量有所影响;此外，作者还对树冠的光学深度、叶面积指数和消散系数进行了推导研究［7］。

近年来，国外对于绿化对热环境的研究，主要集中在利用现场实测、数值模拟、模型构建等方式对人体热舒适、植物叶面积指数、绿色屋顶等几个方面进行研究。Silvia Coccolo等人［8］通过三维城市能源建模，提出一种动态量化城市不同植物对户外人体舒适度影响的新方法。R.U.Galagoda等人［9］通过现场实测，针对垂直绿化与墙体之间间隔的大小，对温度、湿度、CO2等参数进行了测试，研究表明垂直绿化系统在1 100 h～1 500 h时区的外墙表面温度降低方面非常有效。S.Collins［10］通过测试寒冷地区绿色屋顶对建筑能耗性能的影响，结果表明当被霜渗透时，每层屋顶的热导率降低;在积雪期间，雪作为绝缘体并降低了绿色屋顶实现的相对节能效益。Iryna Dronova，Sahar Sodoudi等都从植物的空间结构着手，分析其热力特征以及对热舒适的影响［11，12］。

综上研究，国外关于都主要集中在技术层面，更为重视植物与建筑之间的关系，针对植物对热环境效益进行绿化设计指导的研究还相对较少。

2.2 国内研究现状

近年来，国内学者开始重视绿化对热环境的影响作用，并把绿化效能与建筑能耗相结合。2004年，林波荣［13］为研究绿化对室外热环境、提高人体热舒适的作用，于深圳某小区进行现场实测，实测结果表明，草坪和树木对热环境有不同的影响机理，且草坪对周围温湿度影响较小;并通过模拟研究，发现在有无建筑情况下，树木对热环境的改善效果都最佳，且不同的树木配置形式，对热环境改善效果皆不同。2010年，陈卓伦［14］为研究绿化、热环境与建筑能耗三者之间的关系，对广州地区典型住宅组团进行实测加模拟的分析研究，研究结果表明绿化率、绿化种类等都会对热环境造成影响，并耦合得到绿化与热环境评价指标的回归方程。

此外，还有学者从绿化规模、绿化布局、绿化配置等方面进行研究。胡永红、秦俊等人［15］通过TM地表温度反演，得到居住区气温与绿化覆盖率存在极显著现行关系。宋培豪［16］通过对某大学宿舍现场实测，表明成片的绿地降温作用高于分散绿地，成片绿地更容易形成“城市冷岛”。李辉、郭伟等［17，18］均对绿化配置模式进行研究，研究结果表明，“乔木+灌木+草地”的绿化模式降温效果最佳。晏海、王雪等人［19］通过实测对植物群落进行定向研究，表明树木的冠层特性(叶面积指数和冠层盖度)对群落的微气候因子和不舒适指数具有重要的调节作用。

综上所述，国内学者通过对绿地的整体性的研究，得到集中式绿地有利于改善夏季的热环境，夏季降温效果最好的群落类型为“乔木+灌木+草地”复层结构的群落，且学者们皆发现乔木的降温效果好于灌木和草本，植物的叶面积指数和覆盖度是影响气候因子和人体热舒适的重要影响因素。研究大多停留在绿化对热环境的缓解研究，对设计应用等方面论述还相对较少。

3 结论与展望

生活水平的提高，居民对生活质量的更高追求，导致住区的环境也得到前所未有的重视，国家更是为了规范和指导生态小区建设，颁布了《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》。目前，国内外的绿化研究主要植物配置结构、绿化三维量、植物冠层格局与降温效应的关系、绿化与建筑能耗之间的关系等方面。在研究中发现，居住区绿化偏向集中式为主，“乔木+灌木+草地”多层次的绿化配置模式有利于改善空气温度和湿度。构建垂直绿化和屋顶绿化有利于降低建筑能耗，实现建筑的节能效益。

但绿化对热环境的影响，仍存在需要研究的方向:

1)缺乏客观的评价指标来衡量绿化配置形式对室外热环境的影响。

2)“乔灌草”复合绿化体系中各植物定量还有待研究。

3)绿化设计中，技术与设计之前的关系仍比较脱离，缺乏系统性研究，需要构建起基于热环境前提，切实可行的绿化设计模块供设计人员直接使用。

绿化是住区环境中不可或缺的设计要素，如何通过合理配置，能对日益恶化住区热环境有效改善是我们目前在景观学科上、乃至生态学科上应重点关注的问题。对此，作者研究生期间将进行更深入研究，对上述问题进行分析阐述。