內(nèi)江城區(qū)高層住宅群對(duì)城區(qū)熱環(huán)境的影響

唐勇 陳奕紅 劉濤 孫智慧 喻中俊

摘要：城市布局和城市設(shè)計(jì)對(duì)城市熱環(huán)境的影響作用越來(lái)越大，本文通過(guò)對(duì)內(nèi)江市高層住宅建筑群周邊的熱環(huán)境的研究分析，得出了影響內(nèi)江城區(qū)熱環(huán)境的高層建筑住宅群因素的特征是缺少前瞻性的發(fā)展規(guī)劃、缺乏綠化植被的隔離、過(guò)于強(qiáng)調(diào)區(qū)域綠化率比例，很少關(guān)注生態(tài)效益與下墊面結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：高層住宅；城區(qū)熱環(huán)境；影響

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的逐步加快，城鎮(zhèn)化水平越來(lái)越高，城市的發(fā)展越來(lái)越快，各種城市問(wèn)題也隨之而來(lái)。首當(dāng)其沖的便是城市人口高度集中、城市用地緊張、地價(jià)昂貴的問(wèn)題，因此高層住宅的興建是城市發(fā)展的主題，也是當(dāng)前解決城鎮(zhèn)化問(wèn)題的有效途徑之一。

內(nèi)江市的快速發(fā)展導(dǎo)致的城市環(huán)境問(wèn)題也不容小覷，而城市熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境作為最典型的城市氣候影響因素，一直是眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。因此，有必要將高層建筑的分布與城市環(huán)境問(wèn)題結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究，從改善城市風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境的角度來(lái)探討高層建筑合理的布局方式，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)，為城市規(guī)劃管理和城市人居環(huán)境設(shè)計(jì)提供依據(jù)和策略。

一、區(qū)域熱環(huán)境

經(jīng)過(guò)研究得出，內(nèi)江市市區(qū)內(nèi)的熱環(huán)境受到市內(nèi)大氣環(huán)境的影響，還受到城市道路、建筑布局、建筑物形態(tài)、建筑所使用的材料和局部的下墊面屬性等因素的影響。

高層建筑住宅群對(duì)城區(qū)風(fēng)向和風(fēng)速產(chǎn)生了復(fù)雜的影響，建筑的高密度、硬質(zhì)地面相對(duì)較為粗糙，從而降低了城市中的風(fēng)速，使得城市中的通風(fēng)能力減弱，也減弱了冷空氣在城市區(qū)域上空的流動(dòng)以及在城市中水分的蒸發(fā)。高層建筑群和街道所形成的“城市峽谷”，使該區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速降低，從而導(dǎo)致其向外圍空間的散熱減少，進(jìn)一步加劇了區(qū)域內(nèi)的熱環(huán)境惡化。

二、城市熱島效應(yīng)

熱島是指一個(gè)地區(qū)的氣溫高于周邊地區(qū)的溫差現(xiàn)象，熱島強(qiáng)度是城市中某地溫度與郊區(qū)氣象測(cè)點(diǎn)溫度的差值。熱島的產(chǎn)生與城市發(fā)展有著密切的關(guān)系，其主要表現(xiàn)形式為近地面熱交換和輻射通量熱交換的改變，使城市及周圍地區(qū)地表空間中的大氣系統(tǒng)能量狀況發(fā)生變化。內(nèi)江市正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展期，城市化的發(fā)展進(jìn)程較快。城市的擴(kuò)展與更新、能源的大量消耗和自然環(huán)境遭到破壞等均給城市區(qū)域熱環(huán)境造成了消極影響，城市熱島的出現(xiàn)就是最明顯的特征。

三、城市中心與城市邊緣的區(qū)域?qū)岘h(huán)境的影響

在城市區(qū)域的局地微氣候變化中，區(qū)域熱環(huán)境最主要的表現(xiàn)是城市中心與城市邊緣的差異。城市熱島現(xiàn)象的存在，使城市中心的熱量和污染物難以擴(kuò)散，在城鄉(xiāng)氣壓壓差的作用下，城市熱島會(huì)引發(fā)城鄉(xiāng)空氣環(huán)流，其環(huán)流效應(yīng)導(dǎo)致城市周邊城市邊緣的大氣污染物帶入城區(qū)，使城市中心區(qū)空氣污染更加嚴(yán)重，由此引起一系列的“城市病”和多發(fā)性流行病。城市中心因熱島效應(yīng)加劇使夏季高溫天氣天數(shù)增加，超高溫日頻繁出現(xiàn)，甚至可能引發(fā)區(qū)域人員的“熱死亡”。城市熱島改變了城市中心區(qū)域與邊緣區(qū)域的局地氣候，造成局部地區(qū)氣候異常、冬季干燥和夏季高溫等現(xiàn)象。城市邊緣區(qū)是城市空間與地域結(jié)構(gòu)的重要部分，在城市的擴(kuò)展中，邊緣區(qū)承擔(dān)著一些依附于城市并與城市相互影響的多樣化作用，例如，城市邊緣區(qū)是城市的空氣凈化區(qū)域，可以起到生態(tài)屏障的作用；因城市邊緣區(qū)與城市相接，該區(qū)域內(nèi)的植被和大面積的水域，可降低城市的熱環(huán)境對(duì)其的影響，凈化和調(diào)節(jié)空氣的潔凈度，成為城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)屏障。

四、城市新建高層建筑住宅群區(qū)域?qū)岘h(huán)境的影響

從內(nèi)江市新建的高層住宅建筑區(qū)域來(lái)看，新建開(kāi)發(fā)的高層建筑區(qū)域?qū)岘h(huán)境影響方面主要有以下特征：

（1）缺少前瞻性的發(fā)展規(guī)劃

新建的高層建筑建設(shè)區(qū)域在城市的布局狀態(tài)與城市熱島效應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，是當(dāng)前學(xué)術(shù)理論界正在探索的問(wèn)題。城市熱島效應(yīng)的產(chǎn)生原因復(fù)雜，且與其關(guān)聯(lián)的影響因素眾多，包括諸如風(fēng)速、風(fēng)向、城市地形、植被覆蓋和城市建筑形態(tài)等。因此，當(dāng)前對(duì)于城市熱島影響因素的精確的計(jì)算分析較為困難，同時(shí)，對(duì)城市熱島與高層建筑建設(shè)區(qū)域之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系的研究，因關(guān)注角度的不同和不夠深入也使得研究成果偏少。

城市邊緣區(qū)的高層建筑建設(shè)對(duì)城市中心的依賴性強(qiáng)，在建設(shè)距離上較近，甚至是直接關(guān)聯(lián)形成連續(xù)發(fā)展，因而新建高層建筑的建設(shè)地段區(qū)域與主城區(qū)在聯(lián)系的方便性、交通條件和地理?xiàng)l件等多方面相互影響和制約，這個(gè)距離一般在10公里左右較為合適。由于高層建筑的建設(shè)區(qū)域的拓展是從主城區(qū)連續(xù)性拓展發(fā)展起來(lái)的，它常與主城區(qū)連成一片或者相距較近，所以新建的高層建筑區(qū)域與主城區(qū)在城市下墊面的結(jié)構(gòu)上的變化不明顯，并且新建的高層建筑越大，發(fā)展越快，城市整體的熱島程度也就越嚴(yán)重。熱島效應(yīng)的產(chǎn)生受到城市熱排放數(shù)量與強(qiáng)度、城市綠化水體分布等因素的影響，根據(jù)新建的高層建筑區(qū)域建設(shè)開(kāi)發(fā)研究，高層建筑區(qū)域距離城區(qū)在15-40公里左右，可將明顯減少兩個(gè)區(qū)域熱環(huán)境之間的相互影響，因而城市新建高層建筑的綜合地域與城區(qū)應(yīng)該保持二十公里左右的綠化隔離地帶。

（2）缺乏綠化植被的隔離

綠化植被可以改善城市的局地大氣微環(huán)境，對(duì)降低熱島效應(yīng)有一定的作用。理論上講，每當(dāng)綠化植被的覆蓋率提高10%，氣溫最高值實(shí)測(cè)值比理論值（未考慮綠化對(duì)熱島效應(yīng)影響）低2.5%左右，夜間比白天溫差更大，覆蓋率與熱島強(qiáng)度成反比關(guān)系，覆蓋率從30%—50%，熱島效應(yīng)從明顯改善到明顯削弱。城市中的植被面域超過(guò)3平方公里且覆蓋率超過(guò)六成時(shí)，城市中心氣溫與城郊自然植被的下墊面處氣溫相比溫差不大，表明綠化植被能有效改善熱島效應(yīng)。城市中成片的集中布置的綠地植被形成的低溫區(qū)域能夠分割城市熱島及降低熱島的影響。當(dāng)前我國(guó)城市新建高層建筑的建設(shè)，有相當(dāng)大的比例是在城市邊緣的綠化地帶，綠化隔離地帶與中心城區(qū)成為一體，使得其改善城市熱環(huán)境的功能逐漸消失。

（3）過(guò)于強(qiáng)調(diào)區(qū)域綠化率比例，很少關(guān)注生態(tài)效益與下墊面結(jié)構(gòu)。

根據(jù)測(cè)量結(jié)果，在建筑物周圍適當(dāng)?shù)奈恢弥矘?shù)，室內(nèi)冷負(fù)荷可以降低10—40%，表明綠化對(duì)降低環(huán)境溫度有一定的效果，因此要改善城市熱島效應(yīng)和室外熱環(huán)境，增加綠化面積是一種有效方式，同時(shí)增加城市綠化也改善了城市的景觀。而在當(dāng)前，綠化目的多為取得視覺(jué)上的景觀性效果，現(xiàn)今在城市建設(shè)中，開(kāi)發(fā)局部地塊綠化的凈綠地面積為15%以上。但是要使開(kāi)發(fā)地塊的植被有一定的生態(tài)性的效果就需要面積達(dá)到一定的數(shù)量，并且也需要多種類植物組合在一起配置，反之，就不能達(dá)到預(yù)想的效果。當(dāng)前城市新建高層建筑地區(qū)除建筑之外的廣場(chǎng)、道路等的下墊面主要采用天然石材、人造地磚和瀝青等不透水材料，這些材料改變了土壤表面的天然可滲透性，使得這些下墊面的儲(chǔ)水量小，可供蒸發(fā)的水分也少，使城市中硬化地面占城市地面面積比例過(guò)大。因此下墊面材料的生態(tài)效益的優(yōu)劣影響著城市的生態(tài)環(huán)境，選擇生態(tài)效益好的地面鋪裝能夠在一定程度上改善城市生態(tài)及物理環(huán)境，故加大下墊面可供蒸發(fā)的水域面積，可有效利用水分蒸發(fā)吸熱散熱來(lái)改善城市熱環(huán)境。改善城市下墊面可從地面鋪裝著手，改善其蓄水性能及透水性能，從而有效改善城市熱島效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃白，高層超高層建筑發(fā)展綜述 華中建筑， 1988（4）：18～23

[2]陳玖玖，趙彬，等.建筑布局對(duì)小區(qū)熱環(huán)境影響的數(shù)值分析[J].暖通空調(diào)，2004，34（8）：13-16.

[3]林波榮，李瑩，趙彬，朱穎心.居住區(qū)室外熱環(huán)境的預(yù) 測(cè)評(píng)價(jià)與城市環(huán)境建設(shè).城市環(huán)境與城市生態(tài).第15卷l期 2002年2月，P41-43.