基于热环境评价的传统街巷更新策略研究

陈岑 仇海囡 张宇涵

摘要：街巷是城市空间的基本组成部分，而传统街巷更是集中体现城市历史文化风貌的区域。随着城市化进程的加快，部分历史街区未能及时更新，室外热环境恶化，严重影响空间使用率和居民健康。文章以镇江市大龙王巷历史街区为例，通过研究夏季街巷热环境状况，探讨街巷空间形态要素与微气候参数以及生理等效温度之间的关系，为传统街巷空间更新设计提供新的视角和策略。

关键词：传统街巷;热环境;微气候;历史街区

中图分类号：TU984.114 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）01-00-03

0 引言

我国大量居住型传统街巷更新滞后，狭窄的空间和绿化的缺乏使得夏季街巷空间过热，严重影响空间使用率和居民健康。研究表明，极端高温引发的死亡率逐年上升，其中老年人死亡人数占比最大[1]，而老龄化正是许多传统老旧街区共同的特点和困境。因此，改善传统街巷户外空间热环境，不仅能提高居住空间的品质，增强社区活力，也有助于缓解高温对老年人等城市脆弱群体健康的影响。

城市形态影响着城市冠层内大气与下垫面之间的能量交换过程，营造出多样性的微气候环境[2]。微气候要素中的太阳辐射、空气温度、相对湿度、空气流速、周围物体表面温度等产生的热环境作用于人，影响人的冷热感觉[3]。以往传统街巷的热环境研究多集中于商业型历史街区，如南京的高淳老街、老东门历史街区等，可操作空间大，热环境改善手段多[4-5]。居住型历史街区因街巷狭窄，可改造空间有限，其热环境的提升手段仍需进一步拓展。因此，文章以镇江大龙王巷历史街区为例，通过研究街巷空间形态对热环境的影响，探讨热环境改善策略，以期为传统街巷空间更新设计提供新的视角和思路。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域概况

镇江毗邻南京，属亚热带湿润气候，一般从6月中下旬的黄梅季开始入夏，7月、8月最为酷热，最高气温可达40.2℃[6]。大龙王巷历史街区位于镇江市老城区，是典型的格网状空间格局。街区内街巷主要走向有东北—西南（NE—SW）和西北—东南（NW—SE）。当地政府于2007年批准颁布《大龙王巷历史文化街区保护规划》，但一直未能启动改造工程，房屋日渐老旧，街巷狭窄，导致该区域热环境问题凸显，亟待改善。

1.2 研究方法

研究选取街区内典型街巷，在晴朗、少云、少风的夏季典型气象日（2020年8月18日）测量实地微气候数据。使用设备包括：Watchdog 2900E微型气象站，监测高度为10米;TR-72wf温度记录仪，监测高度为1.5米，分别设置在典型街巷中;利用测距仪测量典型街巷的宽度和两侧建筑物的高度用于模型建构。微气候模拟软件选用ENVI-met 4.4.5，设置气象边界条件为：初始风速2.2m/s，初始风向240°;初始温度最小值28.48℃，最大值38.31℃;初始湿度最小值45.21%，最大值66.79%。经校验之后，导出数据分析。

根据街巷空间形态实测数据，街区街巷宽度可分三个等级：Ⅰ级3.5～4米，最宽处可达5～6米;Ⅱ级2.5～3.5米;Ⅲ级，2.5米以下的细巷，最窄处仅为1.5米。每个等级不同方向各选一条作为典型街巷作热环境研究，共计6条，具体街巷名称及参数见表1。

2 数据结果分析

2.1 街巷走向对热环境的影响

通过ENVI-met可视化数据界面观测，相同时刻NW—SE街巷的高温区面积明显大于NE—SW街巷，而相对湿度则相反;细巷的高温区面积小于宽巷。图1a～d四幅图为温度峰值时段13：00～15：00不同方向街巷微气候参数的平均值对比，以及同方向不同宽度街巷在该时刻的微气候要素差异对比。误差棒显示，不同宽度的NW—SE街巷间的温度波动小于NE—SW街巷，这与NW—SE街道更接近太阳运动方向以至东西两侧的遮挡较少有关，因此太阳照射对温度的影响更为重要。由于温度较高，NW—SE街道相对湿度始终低于NE—SW街道，不同宽度的NW—SE街巷相对湿度差异较小;因为温度差异较大，NE—SW走向街道不同宽度间的相对湿度差异也更明显。不同方向街巷的平均风速差异不大，但不同宽度的NW—SE街巷的平均风速差异明显小于NE—SW街巷。NW—SE街巷平均辐射温度在14：00达到峰值，而NE—SW街巷在13：00达到峰值，随后减小。总体上，NE—SW街巷的平均热辐射温度比NW—SE街巷低。

2.2 街巷空间形态与微气候参数的相关性

为进一步分析街巷空间形态与微气候参数的相关性，将街巷空间根据两侧建筑高度的不同为三种断面取点并导出数据，即两侧建筑等高空間、北侧（东侧）高南侧（西侧）低空间、南侧（西侧）高北侧（东侧）低空间。利用SPSS统计软件分析微气候参数（空气温度（Ta，℃）、相对湿度（RH，%）、风速（WS，m/s）、平均辐射温度（Tmrt，℃）、生理等效温度（PET，℃））与空间形态指标（宽度<W>、天空可视因子<SVF>、街道宽高比<H/W>和两侧建筑高度）之间的关系。其中，PET是广泛应用于室外热舒适评价的指标，SVF是描述城市几何形状的重要指标。

通过相关性分析可知（见表2），在NW—SE街巷中，Ta与SVF、W、H/W显著相关。Ta与SVF、W呈正相关，与H/W呈负相关。这表明，天空的遮蔽率较低，即两侧建筑越低、巷道越宽，该街巷空间的空气温度越高。RH与SVF、W呈显著负相关，与H/W呈正相关。因此，街巷越宽，相对湿度越低。Tmrt和PET值与SVF、W、H/W显著相关，即街巷越宽，受到太阳辐射影响越大，人体热感觉更强烈。同时，Tmrt、PET与南侧建筑高度呈负相关，即NW—SE街道中南侧建筑增高可以降低Tmrt和PET值，而这两个值与北侧的建筑高度无关。此外，风速与H/W的相关性较小。在NE—SW街巷中，SVF对微气候参数均有显著影响。W和H/W与Tmrt和PET值呈显著正相关，对Ta、RH和风速无显著影响。此外，西侧的建筑高度对所有微气候参数都有显著影响，即NE—SW街巷西侧的建筑高度越高，阻挡太阳辐射越多，从而降低了Tmrt和PET值。

3 基于热环境评价的历史街巷更新策略

在当前城市建成环境难以改变的形势下，设计师可以基于热环境评价对街巷空间进行局部的微环境改造，以提升户外空间的热舒适度，增强空间活力，具体更新策略如下。

第一，拆除违章搭建，疏通街巷空间，增强街巷内通风散热能力。历史街区的街巷不仅是街区的骨架和交通线，也是调节街区微小气候的通道。通畅宽敞的街巷有利用街巷通风，带走部分暑湿，提升热舒适度。可拆除该街区保护规划范围以外的房屋，减小建筑密度，拓展街巷宽度，增加街巷空间中的小型点状或块状空间，从而增强通风散热的能力。

第二，充分利用垂直空间，增加立体绿化。由于街巷空间有限，要满足通行、休憩、交往等多种功能，因此垂直绿化、屋顶花园等是较为合适的选择。建议在长时间接受太阳照射的墙面、阳台、窗台运用多种垂直绿化方式，一方面增加绿量降低户外空间热应力，另一方面提供建筑隔热降低室内能耗。垂直绿化方式可以运用传统的廊架、花架形式，也可以鼓励盆摆式、布袋式等新方式新材料的运用，丰富空间种植效果。绿化品种除了常见的攀缘或藤蔓植物之外，应该选择街巷居民喜闻乐见的植物种类，特别是观赏蔬菜类植物品种，倡导居民自发参与，提升市民共同维护绿化的积极性。

第三，基于微气候模拟结果，合理增置景观设施小品。通过观测微气候模拟结果，在夏季街道的阴影处设置座椅、坐凳，提升休憩设施的利用率。此外，对于暴露在阳光下的小型广场，可增设遮阳设施，以提升其热舒适度。

4 结语

近年来，由于部分城市历史街区更新滞后，因此街区室外空间品質日渐降低。基于微气候视角的更新改造，能集约化利用资源，为历史街巷更新改造提供新的思路。此外，利用微气候理论进行街巷空间的微改造也是遵从国家“以用促保”的新要求，提升历史街巷室外空间的使用率，增强旧城活力。希望文章的分析能在未来为其他相似历史街区、老旧小区及棚户区的改造等项目提供理论借鉴和设计依据。

参考文献：

[1] 林于凯，何孙俊，王宇春.台湾老年人死亡风险与长期极端高温相关性研究[J].环境研究，2011（8）：1156-1163.

[2] T. R .沃克.边界层气候[M].伦敦：劳特利奇出版社，2002：284-297.

[3] 黄建华，张惠.人与热环境[M].北京：科学出版社，2011：134-157.

[4] 熊瑶，严妍.基于人体热舒适度的江南历史街区空间格局研究：以南京高淳老街为例[J].南京林业大学学报（自然科学版），2021，45（1）：219-226.

[5] 杨阳，唐晓岚，吉倩妘.基于ENVI-met模拟的南京典型历史街区微气候数值分析[J].苏州科技大学学报（工程技术版），2018，31（3）：33-40.

[6] 马国进，潘荣军.镇江年鉴2020[M].北京：中国统计出版社，2011：6-7.

作者简介：陈岑（1983—），女，江苏镇江人，硕士在读，研究方向：环境与公共艺术设计。

仇海囡（1984—），女，江苏滨海人，硕士，高级城乡规划师，研究方向：城市规划与设计。

张宇涵（2000—），男，江苏南京人，本科在读，研究方向：环境与公共艺术设计。