校园绿色空间秋季小气候及热舒适度研究分析

黄媛 张芸 陈嘉稳 徐志安 李小梅

摘 要：以湛江科技学院新湖校区为研究对象，通过对秋季的校园绿色空间的小气候进行5要素测量，主要针对图书馆、食堂、人工湖、操场、教学楼这几类人群较为集中的绿色空间进行空气温度、相对湿度、风速、太阳辐射、大气压实测。通过4要素测量以及校园热环境问卷调查所得数据，分析研究校园绿色空间对人体舒适度的影响，为建设、营造良好的校园环境提供科学依据。

关键词：校园小气候;空间;热舒适度

中图分类号 TU119文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）22-0170-05

Research and Analysis on Microclimate and Thermal Comfort of Campus Green Space in Autumn

HUANG Yuan et al.

（College of science and technology of Zhangjiang， Zhangjiang 524094， China）

Abstract： New campus in zhanjiang institute of science and technology as the research object， through the autumn season microclimate， the measurement of the five elements of the campus green space， mainly aimed at the library， canteen， artificial lake， playground， teaching building this several types of the population is concentrated green space air temperature， relative humidity， wind speed， solar radiation， atmospheric pressure measurement. The paper analyzes the influence of campus green space on human comfort and provides a scientific theoretical basis for the construction and creation of a good campus environment through the data obtained from the five-element measurement and the questionnaire survey on campus thermal environment.

Key words： Campus microclimate; Green space; Moderate thermal comfort

小氣候一般是指近地面几米气层内、土壤表层和植被层内的气候;大范围指由于低层大气运动的边界面性质以及人类和生物活动而形成的较小范围内的特殊气候[4]。舒适度则是人们对于所处环境由内而外感受到的满意程度的综合评价，受到多种因素及条件的影响，同时也因个体差异性而呈现不同结果[8]。本研究对湛江科技学院（新湖校区）校内不同布局形式的绿色空间为对象进行4要素测量，对湛江科技学院新湖校区进行热环境的问卷调查，将这2个调查研究方法相结合得出一系列数据，根据数据分析研究校园绿色空间的小气候及人体热舒适，为建设、营造良好的校园环境提供科学依据。

1 研究方法

1.1 问卷调查 实验首先通过问卷调查了解学校人群活动主要场所，以及师生们对校园环境的真实感受，利于测量场所的确定以及后期合理的校园环境改善方案的提出。本次问卷调查是以线上网络问卷形式展开，共收集162份有效问卷调查。其中，老师10名，学生152名;男生比例为32.26%，女生比例为67.74%。

根据问卷调查结果及校园地形确定了7个测量点，分别是：穗园食堂（以下简称“穗园”）、二期工程人工湖（以下简称“南湖”）、图书馆入口广场、钟楼、乐收快递点（以下简称“乐收”）、一期工程人工湖（以下简称“北湖”）和操场，根据空间使用性质，将其进行分类与编号，如表1。各测量点在湛江科技学院校园内的分布位置如图1。

其中各测量点周边环境有所不同。C、D、F点场地材料为地板瓷砖，G点位于操场，建设材料为沥青塑胶;A、E点地面材料为水泥路面，而B点位于林荫小道旁、小草坪上，周围有较高大树木。

1.2 实测地点 实验地点为广东省湛江市湛江科技学院新湖校区（E110°114′37″N21°10′27″），属亚热带海洋性季风气候，长夏无冬、温暖多雨、光照充足[1]。

1.3 实测方法 实验实测时间为2020年11月15、29日共2d，于7：10—18：40进行观测，测量时借助标尺、卡尺等工具确保测量时高度统一，并且保持仪器与地面垂直，此外，为确保各个测量点测量位置精准，提前固定测量点的参照物并在其位置做标记，确保测量点位置不偏差。测量方法采用了移动观测，分为2组，每组2人，在距离地面1.5m处手持测量仪器，使得仪器垂直于地面，每个观测点停留1min以上，取其稳定值。同一观测点每一小时观测1次，不同观测点之间间隔5min观测，共有7个观测点，每个点进行了对空气温度/℃、相对湿度/%RH、风速（m/s）、大气压/hPa和太阳辐射（W/m2）4个指标的测定。观测日实际天气状况见表2，所采用的仪器设备见表3。

2 结果与分析

2.1 空气温度效应形式

2.1.1 总体情况 将15日与29日两日的7个测量点的空气温度进行累加，求平均值，得到各测点在其测量时间段内的积温，如图2所示，各测量点积温情况为：乐收E>穗园A>南湖B>钟楼D>北湖F>操场G>图书馆C，其中乐收测量点与穗园测量点积温相对较高，分别为：290.855°C、289.800°C，这2个测量点均为生活服务区;而图书馆积温最低，图书馆为学习办公区，积温为282.250°C;积温最高的测量点与最低者相差较多，相差8.605°C。通过各测点积温情况的初步对比分析可以得出，生活服务区整体积温较高，同时该区域人群活动较为频繁，且所处环境无遮荫，该数据为秋季时积温数据，可猜想夏季积温将会更高，结合本文项目实验地的天气气候类型，生活服务区将成为校园环境改造的重点区域。

2.1.2 空气温度日变化 空气温度也称为气温，是表示空气冷热程度的物理量，空气中的热量主要来源于太阳辐射[4]，其空气温度日变化见图3、图4。通过对图3和图4的对比分析，可以初步得出秋季气温变动幅度较大，29日气温相较于15日气温变化幅度较大，但两者的平均气温相互接近，15日的平均气温为24.618°C，29日的平均气温为23.063°C，两者相差1.555°C;在29日空气温度变化折线图中，可以看出11：00—18：00此段时间内的气温是大于日平均气温，并且在12：30时为当日最高气温，高达29.3°C;在15日气温变化折线图中，最高温度为28.3°C，于13：00出现。在前期设置的问卷调查中，60.94%的填卷者表示校园秋季舒适度较高，同时，湛江虽为海滨城市，受亚热带海洋性季风气候影响，但本文研究地处于内陆，校园建筑群之间形成局部小气候，一日之间气温变化较大，早中晚气温相差较大，该时间变化点正是校园人群活动的时间，整体舒适度不高。

2.2 相对湿度的日变化 相对湿度指水在空气中的蒸汽压与同温度同压强下水的饱和蒸汽压的比值，人体最舒适的相对湿度为45%～65%[9]，相对湿度过低或者过高，对人体都不适或甚至有害。各测点相对湿度日变化折线图见图5、图6。通过对比分析与相关计算可初步得出：15日相对湿度的平均值为72.653%，29日相对湿度的平均值为54.837%，两者相差17.816%，同时，29日该天的相对湿度相较15日相对湿度幅度较大，最低相对湿度为40.0%，最高为72.2%，相对湿度变化不稳定;两日的相对湿度在11：00后均出现下降趋势，并且中午时间段相对湿度均低于当日的平均值。本文7个测量点均无遮荫，随着太阳升起，太阳辐射逐渐增加，空气中的水分不断进行蒸腾流失，使得空气中的相对湿度减低，人体最舒适的相对湿度为45%～65%[9]，根据数据分析，秋季校园相对湿度满足人体舒适度要求。

2.3 风速的日变化 风速，是指空气相对于地球某一固定地点的运动速率，常用单位是m/s。风速变化分析在小气候中变化幅度最大，且是分析难度最高的一类[3]。各测点风速变化折线图见图7、图8。两日中各测点的风速变化趋势较为复杂，但图书馆C、北湖F、操场G测量点的风俗明显大于其他测量点，这3个测量点四周为宽广的广场;在15日数据中，最高风速度为5.2m/s，该数据在操场所测得，在29日数据中，最高风速度为3.2m/s，同样该数据在操场所测得，而其他测量点所测数据大多为0m/s，但测量人员可以感受到一絲微风;由此可以初步得出，测量风速度受周围建筑环境影响，建筑结构能够阻碍风速。

2.4 太阳辐射的日变化 太阳辐射，指太阳以电磁波的形式向外传递能量，是地球大气运动的主要能量源泉，也是地球光热能的主要来源。各测点风速变化折线图见图9、图10。两日的太阳辐射变化幅度均较大，成“低—高—低”趋势变化，各测量点的太阳辐射度在上午10：00左右开始呈上升趋势，中午时刻达到顶峰值后呈大幅度下降趋势，于午后15：00后呈平稳下降趋势，15日太阳辐射最大值出现在14：00—15：00北湖B测量点，数值为232.5w/m2，29日太阳辐射最大值出现13：00—14：00钟楼D测量点，数值为1259.7w/m2;通过数据计算分析，15日太阳辐射度平均值为80.3w/m2，15日太阳辐射度平均值为258.2w/m2，两者相差颇多;通过上图对比分析，29日的太阳辐射相较于15日，变化幅度更为强烈。由此可以得出，校园环境中午期间太阳辐射较为强烈，而改时间段正是校园师生下课活动时间，同时钟楼、乐收等测量点均是校园师生活动频繁的场所，改善提高校园遮荫防晒是重点改造项目。

2.5 热舒适度分析 热舒适度是人体对周围环境的主观满意度评价。影响人体舒适度的因为主要分为3个方面：物理、生理、心理[8]。热舒适度受多种因素的影响，从20年代起经过大量的实验研究，综合不同因素的相互作用，目前多个已陆续提出若干评价热舒适的指标与热舒适范围。

本文选用我国气象站台常用的人体舒适度指数，其计算公式[5]如下：

[ICHB=1.8T+32-0.551-RH/100×1.8T-26-3.2V]

式中：[ICHB]为人体舒适度指数;T为空气温度，°C;RH为相对湿度，%;V为风速，m/s。

计算各要素的平均值：T平均值=23.8°C;RH平均值= 63.7%;V平均值=1.3m/s;

最终得出校园热舒适度[ICHB]=64.497

在前期问卷调查中，填写人员对校园环境整体舒适度的评分为6.08（10分制），同时，填写人员对校园环境的评价中，“满意”占39.06%、“不满意”占10.94%、“可以接受”占50%，如图11所示。由此可见，校园舒适度达到该校师生心中较为满意的程度，同时，通过上述计算并结合表4人体舒适度指数评级表[6-7]，秋季的校园达到（舒服，绝大部分人感觉很舒服）的舒适度标准。

3 结论与讨论

校园不同空间的小气候与多个因素有关，建筑材料、建筑空间分布、植物种植等因素导致校园局部小气候不适宜人体舒适度，根据实验结果显示，秋季的校园空间整体舒适度虽达到人体满意度，但在其中午时间段内的空气温度、相对湿度、风俗、太阳辐射均不适宜人体，由于以上7个测量点均无遮荫情况，现通过测量得出的一系列相关数据，可根据数据针对校园现阶段存在的问题进行校园改造，通过园林设计手段，提出相应的景观改造建议，为丰富小气候、温度湿度相适宜性的校园绿色空间设计的提供一定的参考建议。同时，目前国内对校园环境热舒适度研究相对较少，特别是针对沿海城市湿度相对比较高的湛江地区，本试验结果可供环境相似的城市参考，从而建造人与自然相适应的校园生活环境。

参考文献

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[2]崔乔，辛存林，何彤慧.1960-2015年西藏人体舒适度指数时空分布特征[J].西藏：宁夏工程技术，2019，18（03）：260-264，270.

[3]彭海峰，杨小乐，金荷仙，等.校园人群活动空间夏季小气候及热舒适研究[J].2017，33（12）：47：52.

[4]陈红，何瑞珍，郭煜琛，等.校园不同绿色空间的小气候及其人体舒适度[J].郑州：低于研究与开发，2018.

[5]朱卫浩，张书余，罗斌近30年全国人体舒适度指数变化特征[J].干旱气象，2012，30（2）：200-226.

[6]蒲金涌，姚小英.甘肃省主要城市人居气候舒适性评价[J].资源科学，2010，32（4）：679-685.

[7]柏秦凤，霍治国，贺楠，等.中国20座旅游城市人体舒适度指数分析[J].生态学杂志，2009，28（8）：1607-1612.

[8]刘滨谊，魏冬雪.城市绿色空间热舒适评述与展望[J].规划师，2017（3）：102-107.

[9]吴晓芳.相对湿度与人体舒适度[OL].中国气象科普网http：//www.cma.gov.cn/kppd/kppdqxyr/kppdshqx/201211/t20121124_191851.html，2011-01-24. （责编：王慧晴）