城市居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候的關(guān)聯(lián)性研究
——以合肥市為例

顧康康，祝玲玲

1. 安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022；2. 安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230022

城市居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候的關(guān)聯(lián)性研究
——以合肥市為例

顧康康1,2，祝玲玲1

1. 安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022；2. 安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230022

探討城市居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候的關(guān)聯(lián)性，對(duì)優(yōu)化居住區(qū)氣候環(huán)境具有重要意義。選取合肥市6種不同類型的居住區(qū)作為研究對(duì)象，于2017年5—6月測(cè)定其空氣溫度、濕度、風(fēng)速等指標(biāo)，分別探討居住區(qū)容積率、綠地率、建筑密度與微氣候的關(guān)聯(lián)性。結(jié)果表明：（1）居住區(qū)的溫度日變化較明顯，呈現(xiàn)白天高、早低、晚中的單峰雙谷型特征，溫度峰谷值出現(xiàn)時(shí)間不同，但谷值都出現(xiàn)在上午，峰值都出現(xiàn)在中、下午，在其他開發(fā)強(qiáng)度因素相近的情況下，容積率低、綠地率高、建筑密度低的居住區(qū)溫度明顯低于容積率高、綠地率低、建筑密度高的居住區(qū)；（2）居住區(qū)的濕度日變化明顯，濕度呈現(xiàn)白天低、早高、晚中的單谷雙峰型特征，在其他開發(fā)強(qiáng)度因素相近的情況下，容積率小、綠地率大、建筑密度小的居住區(qū)濕度大；（3）居住區(qū)的風(fēng)速日變化明顯，總體而言，風(fēng)速呈現(xiàn)白天大、早晚小的特征，但是風(fēng)速變化復(fù)雜，在其他開發(fā)強(qiáng)度因素相近的情況下，容積率大、建筑密度低的居住區(qū)風(fēng)速大；（4）與兩樓之間硬質(zhì)地面相比，處于居住區(qū)中心景觀綠帶地區(qū)溫度較低、濕度較高、風(fēng)速較大；濕度不僅與綠地率有關(guān)，還受不同植被類型的較大影響；（5）在城市空間變化上，居住區(qū)溫度與距離市中心（市府廣場(chǎng)）的距離相關(guān)性不明顯，濕度與風(fēng)速在空間上總體表現(xiàn)為由市中心向周圍增大的趨勢(shì)；（6）城市開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)中容積率對(duì)溫度和風(fēng)速影響最大，容積率越大，溫度越高，風(fēng)速越大；（7）綠地率對(duì)濕度影響最大，綠化植被能有效提高空氣濕度。

城市居住區(qū)；微氣候；容積率；綠地率；建筑密度

城市微氣候是指城市覆蓋層以下的氣候環(huán)境，主要由空氣溫度、濕度、風(fēng)環(huán)境等因素構(gòu)成，這些構(gòu)成要素之間相互影響，同時(shí)受到建筑物形態(tài)、建筑物密度、植被、容積率以及城市規(guī)劃因素影響（冷紅等，2014）。中國(guó)進(jìn)入快速城市化階段，鄉(xiāng)村人口大量涌入城市，城市建設(shè)強(qiáng)度逐漸增加，導(dǎo)致交通擁堵、環(huán)境衛(wèi)生惡化、居住環(huán)境質(zhì)量下降、熱島現(xiàn)象等各種“大城市病”越來(lái)越嚴(yán)重，成為人居環(huán)境質(zhì)量的一大問(wèn)題（石憶邵等，2016）。城市建設(shè)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，城市人工環(huán)境逐漸取代自然環(huán)境改變了城市下墊面，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱耗和污染物，改變了城市大氣環(huán)境的熱力結(jié)構(gòu)，影響了城市氣候與環(huán)境，形成不同于區(qū)域氣候的微氣候（馬西娜，2016；Wong et al.，2016）。不同空間形態(tài)及功能的城市區(qū)域形成不同的微氣候，然而城市不同區(qū)域的微氣候帶給市民生活工作很大的影響（鄒源等，2008）。居住是城市首要的功能，城市居住區(qū)是城市的一個(gè)小組團(tuán)，研究城市居住區(qū)的空間形態(tài)布局對(duì)居住區(qū)微氣候的影響意義重大。目前，對(duì)居住區(qū)微氣候環(huán)境研究主要集中在采用城市微氣候模擬軟件ENVI-met等分析建筑布局對(duì)居住區(qū)室外微環(huán)境的影響（李晗等，2016；張春靈等，2016）、利用實(shí)地觀測(cè)及景觀格局方法探討居住區(qū)景觀設(shè)計(jì)因子對(duì)微氣候的影響（李英漢等，2011；孫燁等，2012；李笑寒等，2017；Brown et al.，2015）、采用城市微氣候模擬軟件ENVI-met分析居住區(qū)地下空間開發(fā)對(duì)微氣候的影響（蘇小超等，2016；楊曉彬等，2016）等方面。綜上所述，居住區(qū)微氣候環(huán)境研究以單個(gè)居住區(qū)的實(shí)地觀測(cè)為主，分析方法以軟件模擬較多，這些研究有利于居住區(qū)形成良好的空間形態(tài)，創(chuàng)造良好的氣候環(huán)境，促進(jìn)城市整體人居環(huán)境的優(yōu)化。然而，目前有關(guān)城市不同區(qū)位的居住區(qū)系統(tǒng)研究，以及微氣候與居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度的關(guān)系研究都較少。因此，本文選取合肥市6個(gè)不同類型的居住區(qū)，依據(jù)居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度3個(gè)典型指標(biāo)容積率、綠地率和建筑密度的差異，將6個(gè)居住區(qū)分為3組，探討居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候的關(guān)聯(lián)性，為居住區(qū)人居環(huán)境改善提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

合肥位于中國(guó)華東地區(qū)，長(zhǎng)三角西端，江淮之間。2016年末常駐總?cè)丝?86.9萬(wàn)，城市建成區(qū)面積428 km2，GDP達(dá)到6274.3億元。合肥是安徽省省會(huì)城市，地形以丘陵崗地為主，江淮分水嶺自西向東橫貫全境。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，四季分明，夏熱冬冷，年均氣溫 15.7 ℃，年均相對(duì)濕度為77%，年均降水量約1000 mm，年日照時(shí)間約2000 h。

選擇合肥市6個(gè)不同類型的居住區(qū)（華潤(rùn)紫云府居住區(qū)、利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)、新加坡花園城居住區(qū)、濱湖明珠居住區(qū)、金濠居住區(qū)、寶業(yè)城市綠苑西區(qū)）為研究對(duì)象（圖 1），依據(jù)居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度3個(gè)典型指標(biāo)容積率、綠地率和建筑密度的差異，將6個(gè)居住區(qū)分為容積率對(duì)比組（華潤(rùn)紫云府居住區(qū)與寶業(yè)城市綠苑西區(qū)）、綠地率對(duì)比組（新加坡花園城居住區(qū)與金濠居住區(qū)）和建筑密度對(duì)比組（利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)與濱湖明珠居住區(qū)），3個(gè)對(duì)比組分別位于中心城區(qū)、次中心城區(qū)、城市邊緣區(qū)（表1）。

1.2 測(cè)試內(nèi)容及儀器

測(cè)試指標(biāo)包括溫度、濕度和風(fēng)速。2017年5—6月選取3個(gè)晴朗微風(fēng)的日子進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)間為 09:00—17:00，同一個(gè)對(duì)比組同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，風(fēng)速采用路昌AM-4204HA風(fēng)量計(jì)儀器測(cè)定，溫濕度采用建通JTR08D溫濕度儀器測(cè)定。

表1 研究區(qū)域概況Table1 Information of study areas

圖1 監(jiān)測(cè)居住區(qū)分布圖Fig.1 Residential areas distribution map

1.3 測(cè)點(diǎn)布置

每個(gè)居住區(qū)在樓間的硬質(zhì)地面設(shè)置 1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在每一組居住區(qū)的其中一個(gè)居住區(qū)設(shè)置2個(gè)測(cè)試點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1位于樓間的硬質(zhì)地面，監(jiān)測(cè)點(diǎn)2位于中心廣場(chǎng)綠地，以華潤(rùn)紫云府居住區(qū)為例，具體見圖2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用SPSS 19.0作統(tǒng)計(jì)分析，Origin 7.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 居住區(qū)微氣候日變化

2.1.1 溫度

圖3所示為居住區(qū)溫度日變化圖，由圖可知，6個(gè)居住區(qū)溫度日變化較明顯，呈現(xiàn)白天高早低晚中的單峰雙谷型特征。6個(gè)居住區(qū)溫度峰谷值出現(xiàn)時(shí)間不同，但谷值都出現(xiàn)在上午，峰值都出現(xiàn)在中、下午。從最高值來(lái)看，華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（34.2 ℃）＞利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)（33.6 ℃）＞新加坡花園城居住區(qū)（31.8 ℃）＞濱湖明珠居住區(qū)（31.2 ℃）＞金濠居住區(qū)（30.6 ℃）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（30.5 ℃）。從日均值來(lái)看，華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（31.35 ℃）＞利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)（31.32 ℃）＞濱湖明珠居住區(qū)（30.04）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（29.06 ℃）＞金濠居住區(qū)（29.0 ℃）＞新加坡花園城居住區(qū)（28.91 ℃）。由此可知，城市中心城區(qū)熱島效應(yīng)明顯，次中心城區(qū)較弱，城市邊緣區(qū)較明顯。熱島伴隨城市而出現(xiàn)，在人口和建設(shè)強(qiáng)度越大的地區(qū)，城市熱島效應(yīng)越顯著（彭保發(fā)等，2013；劉宇峰等，2015；崔勝輝等，2015）。合肥濱湖新區(qū)屬于城市邊緣區(qū)，但開發(fā)強(qiáng)度較大，疏解了中心城區(qū)部分功能，因此，該區(qū)域熱島效應(yīng)比較明顯?？傮w上，合肥居住區(qū)溫度呈現(xiàn)從中心向外圍遞減的趨勢(shì)，中心城區(qū)的熱島效應(yīng)十分顯著。

圖2 華潤(rùn)紫云府居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.2 Huarunziyunfu monitoring points distribution map

圖3 居住區(qū)溫度日變化圖Fig.3 The daily variation of the temperature of residential areas

對(duì)比不同開發(fā)強(qiáng)度因素對(duì)溫度的影響（圖3），容積率對(duì)比組兩居住區(qū)在中午呈現(xiàn)顯著差異，最高相差4.9 ℃；綠地率對(duì)比組兩居住區(qū)在上午及中午差異較顯著，最高相差1 ℃；建筑密度對(duì)比組兩居住區(qū)在13:30—15:00差異顯著，最高相差3.5 ℃。由此可知，居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)溫度的影響從大到小分別是容積率、建筑密度、綠地率。降低居住區(qū)容積率是降低城市熱島效應(yīng)的重要手段。

2.1.2 濕度

從圖4可知，6個(gè)居住區(qū)濕度日變化較明顯，呈現(xiàn)白天低早高晚中的單谷雙峰型特征。6個(gè)居住區(qū)的濕度峰谷值出現(xiàn)時(shí)間不同，但峰值都出現(xiàn)在上午，谷值都出現(xiàn)在中午和下午。從最高值來(lái)看，濱湖明珠居住區(qū)（78.9%）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（78.3%）＞華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（78.3%）＞利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)（77.3%）＞新加坡花園城（69.1%）＞金濠居住區(qū)（67.4%）。從日均值來(lái)看，濱湖明珠居住區(qū)（73.67%）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（72.3%）＞利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)（70.32%）＞華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（66.15%）＞新加坡花園城居住區(qū)（62.31%）＞金濠居住區(qū)（56.01%）。由此可知，合肥居住區(qū)濕度總體呈現(xiàn)從中心向外圍遞增的趨勢(shì)，中心城區(qū)的濕度偏低。

對(duì)比不同開發(fā)強(qiáng)度對(duì)濕度的影響（圖4），容積率對(duì)比組中，低容積率居住區(qū)寶業(yè)城市綠苑西區(qū)濕度比華潤(rùn)紫云府居住區(qū)大，日均值相差6.15%；兩居住區(qū)在中午及下午呈現(xiàn)顯著差異，最高相差14.4%。綠地率對(duì)比組中，高綠地率居住區(qū)新加坡花園城居住區(qū)的濕度均比金濠居住區(qū)大，日均值相差6.3%；兩居住區(qū)中午及下午差異均顯著，最高相差12.7%。建筑密度對(duì)比組中，低密度居住區(qū)利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)濕度比濱湖明珠居住區(qū)濕度小，日均值相差3.35%；兩居住區(qū)在下午差異顯著，最高相差8.3%。由此可知，居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)濕度的影響從大到小依次是綠地率、容積率、建筑密度。要提高居住區(qū)綠地率、降低居住區(qū)容積率是提高城市空氣濕度的重要手段。

圖4 居住區(qū)濕度日變化圖Fig.4 The daily variation of the humidity of residential areas

2.1.3 風(fēng)速

圖5所示為居住區(qū)風(fēng)速日變化圖，6個(gè)居住區(qū)風(fēng)速日變化均較明顯，呈現(xiàn)白天高早晚低并呈現(xiàn)波狀起伏變化的特征。從最高值來(lái)看，濱湖明珠（3.2 m·s-1）＞銀河利港廣場(chǎng)（2.3 m·s-1）＞金濠居住區(qū)（2.3 m·s-1）＞華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（1.6 m·s-1）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（1.5 m·s-1）＞新加坡花園城居住區(qū)（0.9 m·s-1）。從日均值來(lái)看，濱湖明珠（1.46 m·s-1）＞銀河利港廣場(chǎng)（1.25 m·s-1）＞金濠居住區(qū)（0.75）＞華潤(rùn)紫云府居住區(qū)（0.71 m·s-1）＞新加坡花園城居住區(qū)（0.44 m·s-1）＞寶業(yè)城市綠苑西區(qū)（0.28 m·s-1）。由此可知，合肥居住區(qū)風(fēng)速總體呈現(xiàn)從中心向外圍遞增的趨勢(shì)，中心城區(qū)的風(fēng)速偏低。

對(duì)比不同開發(fā)強(qiáng)度對(duì)風(fēng)速的影響（圖 5），容積率對(duì)風(fēng)速的作用主要是通過(guò)建筑高度來(lái)體現(xiàn)（Meggers et al.，2016），總體而言，容積率較高的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)風(fēng)速比寶業(yè)城市綠苑西區(qū)高，日平均值相差0.43 m·s-1；容積率對(duì)比組兩居住區(qū)風(fēng)速在中午及下午呈現(xiàn)顯著差異，最高相差1.5 m·s-1。綠地率對(duì)風(fēng)速的作用與其值大小和植被類型都有關(guān)（王薇等，2016），總體而言，新加坡花園城的風(fēng)速比金濠居住區(qū)小，日平均值相差0.31 m·s-1。綠地率對(duì)比組兩居住區(qū)風(fēng)速在中午及下午差異較顯著，最高相差1.2 m·s-1。建筑密度決定城市空地率或建筑密集程度，進(jìn)而影響風(fēng)速（葛亞寧等，2016），總體而言，利港銀河廣場(chǎng)的風(fēng)速較比濱湖明珠小，日平均值相差0.21 m·s-1；建筑密度對(duì)比組兩居住區(qū)在下午差異顯著，最高相差1 m·s-1。由此可知，居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)風(fēng)速的影響從大到小依次是容積率、綠地率、建筑密度。要提高居住區(qū)建筑樓高度是提高城市空氣風(fēng)速的重要手段。

圖5 居住區(qū)風(fēng)速日變化圖Fig.5 The daily variation of the weed speed of residential area

2.2 居住區(qū)微氣候空間變化

2.2.1 居住區(qū)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)微氣候變化

圖6所示為居住區(qū)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的日平均微氣候柱狀圖。居住區(qū)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的日平均溫度差異大，華潤(rùn)紫云府居住區(qū)、新加坡花園城、銀河利港廣場(chǎng)居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)1日平均溫度分別比監(jiān)測(cè)點(diǎn)2高2.52、0.81、0.33 ℃。一方面居住區(qū)中心景觀綠帶地區(qū)植被多，植物進(jìn)行光合作用和蒸騰作用將顯熱轉(zhuǎn)為潛熱（姜榮等，2016），有效降低周圍環(huán)境溫度；另一方面居住區(qū)中心景觀綠帶地區(qū)更開闊，散熱較快；此外，測(cè)試期間該區(qū)域人流量較少，導(dǎo)致溫度較低。位于中心城區(qū)的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度相差最大，其次為次中心城區(qū)、城市邊緣區(qū)，表明在中心城區(qū)綠化的降溫作用較次中心城區(qū)及城市邊緣區(qū)好。

華潤(rùn)紫云府居住區(qū)、銀河利港廣場(chǎng)居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的日均濕度分別比監(jiān)測(cè)點(diǎn)1日高4.65%、6.1%；新加坡花園城居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 1日均濕度比監(jiān)測(cè)點(diǎn) 2高4.74%。有關(guān)研究表明，植被類型及PAI不同會(huì)造成微氣候產(chǎn)生差異（Sanusi et al.，2017），新加坡花園城居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2溫度比監(jiān)測(cè)點(diǎn)1高，這可能與監(jiān)測(cè)點(diǎn)植被類型有關(guān)，監(jiān)測(cè)點(diǎn) 2雖然處于居住區(qū)中心景觀綠帶地，但是其綠化種植是以高大喬木為主，灌木和草地植被較少，而監(jiān)測(cè)點(diǎn) 1附近植物以灌木和草地為主。位于中心城區(qū)的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度相差最小，其次為次中心城區(qū)、城市邊緣區(qū)，表明中心城區(qū)的綠化增濕作用不明顯。

華潤(rùn)紫云府居住區(qū)、新加坡花園城、銀河利港廣場(chǎng)居住區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的日均風(fēng)速分別比監(jiān)測(cè)點(diǎn)1日高0.37、0.13、0.27 m·s-1。居住區(qū)中心景觀綠帶地區(qū)植被多，溫度較低，與周圍環(huán)境形成溫差，加速空氣流動(dòng)，且空間也更開闊，通風(fēng)效果更好。位于中心城區(qū)的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速相差最大，其次為城市邊緣區(qū)、次中心城區(qū)，表明中心城區(qū)的綠化能顯著提高居住區(qū)風(fēng)速。

2.2.2 距離市中心遠(yuǎn)近居住區(qū)微氣候變化

以合肥市府廣場(chǎng)為城市中心，計(jì)算各居住區(qū)到市中心的距離，分別繪出各居住區(qū)溫度、濕度、風(fēng)速與居住區(qū)與市府廣場(chǎng)距離的關(guān)系圖（圖 7）。由圖可知，溫度與居住區(qū)距市府廣場(chǎng)的距離相關(guān)性不明顯，一方面有關(guān)研究表明城市熱島效應(yīng)在白天不明顯，而在晚上明顯；另一方面這可能與合肥整體開發(fā)強(qiáng)度及空間布局有關(guān)，濱湖區(qū)位于城市邊緣，但開發(fā)強(qiáng)度較大，故該區(qū)域熱島效應(yīng)較明顯。因此，控制城市蔓延，發(fā)展緊湊型城市，保護(hù)生態(tài)碳匯空間，可以減緩熱島效應(yīng)（祁豫瑋等，2011；Adachi et al.，2014；王冕等，2017）。

中心城區(qū)的寶業(yè)城市綠苑西區(qū)和華瑞紫云府居住區(qū)在測(cè)試當(dāng)天濕度偏高，給整體實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，以中心城區(qū)碧湖云溪一期居住區(qū)和昌都匯華府居住區(qū)代替該組。由圖7可知，濕度與居住區(qū)距市府廣場(chǎng)的距離相關(guān)性顯著，總體上呈現(xiàn)距離市中心越遠(yuǎn)其值越大。處于合肥市邊緣的濱湖區(qū)，屬于新開發(fā)片區(qū)，距離城市中心城區(qū)較遠(yuǎn)，城市整體建設(shè)強(qiáng)度和人口密度較中心城區(qū)有所降低；該區(qū)域東南方向不遠(yuǎn)處有大面積的水域巢湖，相關(guān)研究表明，濕島效應(yīng)主要源于城市綠地和水面的增多（馬鳳蓮等，2009；張清艷等，2016）。

風(fēng)速與距離市中心的距離相關(guān)性顯著，總體呈現(xiàn)從中心向外圍增大的趨勢(shì)。中心城區(qū)人口密度高、交通流量大、耗熱大，城市建設(shè)強(qiáng)度高、整個(gè)區(qū)域建筑密集、綠化及水域較少，一方面對(duì)風(fēng)形成阻擋，另一方面不利于形成空氣對(duì)流，導(dǎo)致風(fēng)速較小。

圖6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)1與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2日均微氣候Fig.6 The daily average microclimate of monitoring point 1 and monitoring point 2

3 討論

城市居住區(qū)微氣候影響因素非常多，包括可調(diào)控因素和不可調(diào)控因素，同時(shí)微氣候之間也是相互作用的（Wong et al.，2016）。本文主要研究城市居住區(qū)常規(guī)開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)容積率、綠地率、建筑密度對(duì)微氣候的影響。

圖7 微氣候與居住區(qū)距合肥市中心（市府廣場(chǎng)）距離關(guān)系Fig.7 Plot of microclimate to the distance of residential area to center of Hefei core area, Hefei City Hall Square

3.1 微氣候與容積率的關(guān)系

容積率對(duì)比組中的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)是高層住宅，密度較低，而寶業(yè)城市綠苑西區(qū)是低層住宅，密度較高，高層低密度的居住區(qū)布局相比低層高密度的居住區(qū)為住宅的周圍建筑及環(huán)境提供更多的建筑遮陰效果，同時(shí)更大的寬闊度使得住宅周圍環(huán)境散熱快（王敏等，2013）；低層高密度居住區(qū)提供了更多的街巷空間以及建筑陰影，減少了低層建筑所接受的太陽(yáng)輻射（Middel et al.，2014）。高層低密度的華潤(rùn)紫云府居住區(qū)雖然利于通風(fēng)且其產(chǎn)生的陰影能降低溫度，但低層高密度的寶業(yè)城市綠苑西區(qū)建筑所接受的太陽(yáng)輻射更少，導(dǎo)致寶業(yè)城市綠苑西區(qū)溫度較華潤(rùn)紫云府居住區(qū)低。此外，華潤(rùn)紫云府居住區(qū)容積率較大，居住人數(shù)和能源消耗較多，溫度較高。

華潤(rùn)紫云府居住區(qū)容積率較大，溫度與濕度之間存在著強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)性，華潤(rùn)紫云府居住區(qū)溫度較高，強(qiáng)蒸發(fā)作用導(dǎo)致居住區(qū)濕度較低。

華潤(rùn)紫云府居住區(qū)和寶業(yè)城市綠苑西區(qū)綠地率、建筑密度相同，造成其風(fēng)速差別的因素是容積率，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)是由于高度造成的。高層建筑之間更容易形成峽谷效應(yīng)，有利于局部空氣流通，產(chǎn)生峽谷風(fēng)及下沉風(fēng)（韓貴鋒等，2016）。通過(guò)將寬度和高度控制在較小范圍內(nèi)，巷道內(nèi)一側(cè)有建筑形成陰影區(qū)，就會(huì)形成溫度差，從而形成熱壓通風(fēng)，改善局部微氣候（單樑等，2013）。華潤(rùn)紫云府居住區(qū)的高層建筑容易形成峽谷風(fēng)，同時(shí)建筑陰影區(qū)容易形成熱壓通風(fēng)。

由此可見，高容積率居住區(qū)總體呈現(xiàn)高溫度、低濕度、高風(fēng)速的微氣候特征。

3.2 微氣候與綠地率的關(guān)系

綠地率對(duì)比組中的新加坡花園城居住區(qū)和金濠居住區(qū)位于次城市中心城區(qū)，兩者的容積率、建筑密度相近，造成兩者微氣候差別的主導(dǎo)因素是綠地率。新加坡花園城居住區(qū)植被覆蓋率較金濠居住區(qū)大，植被綠化光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，減少轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)波輻射的能量；蒸騰作用吸收熱量將顯熱轉(zhuǎn)化為潛熱，從而達(dá)到降溫的作用（Kong et al.，2016）。因此，高綠地率居住區(qū)新加坡花園城居住區(qū)溫度較低。

植被在外界風(fēng)熱環(huán)境的影響下產(chǎn)生蒸騰作用并釋放水蒸氣，導(dǎo)致周圍濕度高（鄭子豪等，2016），故高綠地率居住區(qū)新加坡花園城的濕度較高。

新加坡花園城居住區(qū)由于溫度較低，與周圍環(huán)境形成溫差，空氣流動(dòng)速度加快。相關(guān)研究表明，植物的郁閉度過(guò)大可以阻擋一定的風(fēng)速（Sanchez et al.，2015；馬杰等，2013）。新加坡花園城居住區(qū)高大喬木及密林阻擋了通風(fēng)，導(dǎo)致風(fēng)速較低。

由此可見，高綠地率居住區(qū)總體呈現(xiàn)低溫度、高濕度、低風(fēng)速的微氣候特征。

3.3 微氣候與建筑密度的關(guān)系

建筑密度對(duì)比組中的利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)和濱湖明珠居住區(qū)位于城市邊緣區(qū)，兩者的容積率、綠地率相近，造成兩者微氣候差別的主導(dǎo)因素是建筑密度。高密度的利港銀河廣場(chǎng)居住區(qū)溫度均比低密度的濱湖明珠高，表明低密度的居住區(qū)溫度較低。建筑密度越低，障礙物越少，越有利于居住區(qū)通風(fēng)，降低居住區(qū)溫度，與眾多研究結(jié)果一致（王偉武等，2010；樊亞鵬等，2014）。

濱湖明珠居住區(qū)建筑密度低有利于空氣流動(dòng)，居住區(qū)溫度降低，濕度升高。此外，從東南方向巢湖吹來(lái)的濕氣流加大了該居住區(qū)空氣濕度。建筑密度越高，建筑越密集，越能阻擋風(fēng)速，從而導(dǎo)致風(fēng)速減弱。

由此可見，高建筑密度居住區(qū)總體呈現(xiàn)高溫度、低濕度、低風(fēng)速的微氣候特征。控制居住區(qū)建筑密度，提高居住區(qū)建筑高度，可以改善城市微氣候。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

本文選擇合肥市6個(gè)不同類型的居住區(qū)為研究對(duì)象，依據(jù)居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度3個(gè)典型指標(biāo)容積率、綠地率和建筑密度將 6個(gè)居住區(qū)分為容積率對(duì)比組、綠地率對(duì)比組和建筑密度對(duì)比組，實(shí)地測(cè)量得到居住區(qū)微氣候數(shù)據(jù)以及開發(fā)強(qiáng)度指標(biāo)，定量分析并揭示居住區(qū)微氣候與土地開發(fā)強(qiáng)度之間的相關(guān)性，主要結(jié)論如下：

（1）合肥居住區(qū)溫度總體呈現(xiàn)從中心向外圍遞減的趨勢(shì)，濱湖新區(qū)等建設(shè)強(qiáng)度大的邊緣區(qū)熱島效應(yīng)相對(duì)較高，中心城區(qū)的熱島效應(yīng)十分顯著。

（2）居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候關(guān)聯(lián)性顯著，容積率對(duì)溫度和風(fēng)速影響最大，容積率越大，溫度越高，風(fēng)速越大。綠地率對(duì)濕度影響最大，綠化植被能有效提高空氣濕度，同時(shí)植被類型不同會(huì)對(duì)居住區(qū)濕度產(chǎn)生較大影響。建筑密度越大，風(fēng)速越小，溫度越高，合理的居住區(qū)空間布局能改善居住區(qū)熱環(huán)境并提升居住舒適度。

（3）居住區(qū)微氣候在居住區(qū)內(nèi)部的空間變化較明顯，與兩樓之間硬質(zhì)地面相比，居住區(qū)中心景觀綠帶地區(qū)溫度較低、濕度較高、風(fēng)速較大。

（4）在城市空間變化上，居住區(qū)溫度與距離市中心（市府廣場(chǎng)）的距離相關(guān)性不明顯，濕度與風(fēng)速在空間上總體表現(xiàn)為由市中心向周圍增大的趨勢(shì)。

4.2 展望

（1）不同類型綠地空間布局對(duì)居住區(qū)的濕度作用差異較大，通過(guò)對(duì)不同類型綠地空間布局的居住區(qū)的濕度開展監(jiān)測(cè)并進(jìn)行分析，找出兩者之間的相關(guān)關(guān)系。

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，其主要功能是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到高速發(fā)電機(jī)發(fā)電的要求，必須通過(guò)齒輪箱的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。

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Study on the Relationships between Development Intensity and Microclimate in Urban Residential Areas——A Case of Hefei

GU Kangkang1,2, ZHU Lingling1
1. School of Architecture & Planning, Anhui Jianzhu University, Hefei 230022, China;2. Research Center of Urbanization Development in Anhui Province, Hefei 230022, China

In order to improve climate environment in residential areas, this paper explores the effect of development intensity on its microclimate in urban residential area. In this paper, six types of residential areas in Hefei were selected to research the relevance between microclimate and development intensity indexes such as floor area ratio, green rate, building density by measuring their temperature, humidity and wind velocity in May and June 2017. The results showed that, (1) the temperature in selected residential areas obviously varied daily, with the “single peak and double valleys” temperature curves reaching the peak in the noon or afternoon and the vallys in the morning. At the same circumstance, this paper found that the temperature of low floor area ratio, high green rate and low building density residential areas were obvious lower than that of high floor area ratio, low green rate and high building density residential areas. (2) The humidity in selected residential areas obviously varied daily, with the “single valley and double peaks” humidity curves showing the low value in the daytime, high value in the morning and middling value in the evening. At the same circumstance, the humidity of low floor area ratio, high green rate and low building density residential areas were obvious higher than that of high floor area ratio, low green rate and high building density residential areas. (3) The weed speed in selected residential areas also obviously varied daily, with the high value in the daytime, and low value in the morning and in the evening. The weed speed of high floor area ratio and low building density residential areas was higher. (4) Comparing with the hard ground between two buildings, the landscape greenbelt in the middle of residential areas was lower in the temperature, higher in the humidity,and higher in the wind speed. In addition, the plant type of the greenbelt affected the humidity obviously. (5) The temperature was not obviously related to the distance of residential area to center of city core area (the City Hall Square), but the humidity and the wind speed in the space generally showed the trend of increasing with the increase of distance. (6) Among the urban development intensity indexes, the volume ratio had the greatest influence on the temperature and wind speed, that is, positively correlated. (7)The green rate had the greatest influence on the humidity, that is, the more green plants, the higher humidity.

urban residential areas; microclimate; floor area ratio; green rate; building density

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.12.012

X16

A

1674-5906（2017）12-2084-09

顧康康, 祝玲玲. 2007. 城市居住區(qū)開發(fā)強(qiáng)度與微氣候的關(guān)聯(lián)性研究——以合肥市為例[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 26(12):2084-2092.

GU Kangkang, ZHU Lingling. 2017. Study on the relationships between development intensity and microclimate in urban residential areas——a case of Hefei [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(12): 2084-2092.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41471422）

顧康康（1982年生），男，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槌青l(xiāng)生態(tài)規(guī)劃與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。E-mail: kangkanggu@163.com

2017-08-27