海绵城市既有住区室外热舒适度提升改造研究

杨刘阳 范潇潇 刘昊喆

摘要：随着社会经济的发展与城市化进程加快，我国对于海绵城市的建设要求有了进一步的提高。除了解决水资源的相关问题以外，还要求缓解海绵城市的热岛现象。本论文以此为背景，以海绵城市已完成的两个既有住区为研究对象，以解决住区通风和热舒适度现存问题为目标，对住区实地测量与与调研后的室外环境数据信息进行分析，并提出针对性的改造方法。其中通过结合构筑物和地形进行针对性的植物群落设计是调节局部微气候、提高室外热舒适度的最佳手段。

关键词：海绵城市   既有住区   热舒适度   提升改造

我国《第十三个五年规划纲要》中提出了对海绵城市建设的大力支持，并将其列为新型城镇化建设重大工程之一。在《关于推进海绵城市建设的指导意见》中，明确指出了海绵城市除了水体控制以外，还要对城市热岛有缓解作用。同时，城市的热舒适度也直接影响着市民的活动和生活，城市具有良好的通风条件和舒适的区域小气候已成为现代城市吸引居民的重要条件，这对于海绵城市建设的推广有着重要的意义。天津作为滨海城市受海洋季风影响大，相对于内陆城市来说具有更复杂的环境特性。但其特殊的地理位置和中新天津生态城代表性的成熟住区为本研究提供了适合的研究对象。

一、中新天津生态城气候与布局特征

天津位于东经116-118°，北纬38°-40°之间，东临渤海北临燕山。为典型的海洋性温带季风气候，夏季受西太平洋副热带高气压影响，以偏南风为主;冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风。夏季高温多雨，冬季干燥少雨雪，年降雨量500～700mm。天津地区春夏季为海风的高发季节;海风强度的空间分布呈现出近海站高于远海站，近郊站强于城市站的特点，并且春季的海风强度最强，秋冬季较弱[1]。因此，位于渤海湾的中新生态城海绵城市区域春季风强度远大于天津市城区强度。

中新生态城绿地的布局形式以片区级的生态“绿心”构成的点状布局、蓟运河沿河绿廊为代表的带状布局、城市级生态核绿楔三种为主。本论文作为研究对象的两个住区位于绿廊南北两侧，以绿廊为中心基本为对称形式。

二、研究案例概况及分析

（一）场地概况

“季景华庭”住区位于滨海新区中新生态城和旭路与和畅路交口东北方向，小区占地10万平方米，能够提供住宅、办公楼、商业房产等约5000套。建筑采用行列式布局，道路系统在布局形式上呈现混合式。绿地布局多围绕建筑物及小区道路两侧布置，其中乔木与灌木是小区绿化的主要对象。“远雄兰苑”住区西至中新大道，东至中央大道，南至和顺路，北至慧风溪以北，项目整体由9个地块组成，占地面积150万平方米，绿化率达到50%。其内建筑以花园洋房，小高层，联排别墅为主。道路布局形式上呈现半环式，植物种植的方式有：孤植、对植、丛植、群植。其中对植与丛植是主要的植物配植方式。

（二）场地实测

本研究于2018年7月10-12日采用TEST0425风速仪（德国德图）在中新天津生态城的两个住区内进行了现场风速与气温的数据采集与测量。在季景华庭内选取了7个测试点，在远雄兰苑内选取了9个测试点，各测量点选取建筑、道路、植物要素围合构成的不同类型空间中，其中A1、B1、E2、F2四个测量点的空间为开敞型，F1、G1、C2、G2为街谷型、C1、B2、I2、D2四个测量点为半围合型空间、E1、D1为庭院型、A2和H2为小区边缘地带的边缘型。测試点具体位置分布如图1所示。

所测得数据经过多次采集平均计算后结果如图2和图3所示。

结果显示整体的风速分布不均。D1和E1所在位置东西侧开阔南北侧有高层建筑，东西侧的上下风口均没有高大植物或建筑遮挡，且高层建筑楼间距相对较小，峡谷风效应强。G1所处位置分为上下两层，测量点位于上层空间，该位置的风速明显强于其他测量点，现场观测该位置位于建筑之间的夹谷中间，两边种植大落叶乔木，建筑南侧矮北侧高，夏季主导东南风向时两旁大乔木起到顺势作用，使风速明显加大。同时，G1与F2两个测量点温度凉爽，也与风速大且乔木良好的遮阴效果有着直接的关系。

C1、F1和D2三个测量点风速最小，其中F1和D2测量点的上风口有单栋或多栋建筑，下风口同时也有建筑产生风道的阻挡;C1虽位于建筑群构成的风道中间较为开阔的位置，但其周边植物茂盛，属于植物群落构成的半围合空间内，植物对于风速大小也起着巨大的作用。此外，B2测量点虽然风速对于温度的调节能力较弱，但因其位于植物茂盛区域，周边由大乔木、小乔木和灌木形成了复层结构的遮阴区域，因此该观测点温度相对低。

由此可见，影响住区风速的主要因素为建筑，植物群落对风速在相对较小的区域范围内有一定影响，只能够起到一定的辅助作用;但其对于夏季高温环境中的温度调节起着重要的作用。因此，不考虑建筑因素的住区室外热舒适度改造，重点需要调整植物群落配置的方式和数量。

三、海绵城市住区建筑外环境热舒适度优化与改造

众多研究结论表明，对绿地起到降温作用的植物搭配方式乔木林>乔灌林>灌丛>草地[2、3]，该结论也与本研究实测结果相同。在实测场地中植物数量较多，但群落层次单一、乔木、灌木和地被植物搭配不合理，大部分区域缺少层次结构，造成整体环境的热舒适度并不高。因此在不影响灌木和草本植物生长的同时针对性的增加植物配置的层次结构是提高环境热舒适度的最佳方法之一。 此外，住区植物养护不当，存在大量植物坏死、地表裸露的情况，应及时进行补种，补种的植物也应充分考虑植物配置层次结构（图4）。同时，地形复杂、起伏多变的特点有助于景观层次效果的表达，但调研对象的两个住区并没有充分考虑该特点，局部地区也由于植物群落层次搭配的不足使热舒适度欠佳，应充分利用地形优势，结合建筑及构筑物的高差增加植物种植，营造绿色、柔性的通风通道或挡风植物墙（图5），这方面还可以通过增加立体绿化面积的方法实现事半功倍的效果，即增加屋顶绿化和墙面绿化面积。

四、结语

我国现有的针对海绵城市热岛缓解的研究较少，尤其是从海绵城市实践角度出发的研究尤其不足。改变城市住区热舒适度最经济便捷、且快速有效的方法便是对植物群落进行调整和改造，同时，海绵城市的住区原本就具有地形起伏变化大的特点对于植物配置是极大的优势，充分利用该特点建立海绵城市住区植物配置设计规范是未来海绵城市热岛研究的必经之路。

参考文献：

[1]黄利萍，苗峻峰，刘月琨.天津城市热岛效应的时空变化特征[J].大气科学学报，2012，（05）：620-632.

[2]赵深，刘克旺，毕丽霞.长沙不同绿地对缓解热岛效应的作用[J].江西农业学报，2007，（09）：50-52.

[3]何介南，肖毅峰，吴耀兴，等.4种城市绿地类型缓解热岛效应比较[J].中国农业通报，2011，（16）：70-74.

（课题：河北工业大学2018年大学生创新创业训练计划项目（201810080008）、天津市艺术科学规划项目（A16038）;作者简介：[1]杨刘阳，河北工业大学在读本科学生。研究方向：环境设计。[2]范潇潇，博士研究生，河北工业大学，讲师。研究方向：风景园林学理论、景观规划与设计;[3]刘昊喆，河北工业大学在读本科学生。研究方向：环境设计。）