绿化和建筑布局对居住区小气候的影响

方慧芳，张方方，张燕飞

(浙江农林大学环境与资源学院，浙江 临安 311300)

近年来，随着城市化进程推进、环境问题日益凸显，人们对居住区小气候的关注也越来越多［1-2］。美国学者 Bonan［3］通过对一个居民小区的实地测量，提出建筑密度和高度是使得微气候产生差异的直接因素之一。在国内，姜秀清［4］提出通过种树增加植被来营造和改善小区气环境是最有效的措施。

建筑布局、绿化率等都成为人们衡量一个居住区好坏的标准。居住区绿化作为城市生态系统的重要组成部分，除了具有美化环境、消除噪音和净化空气的功能外，还有调节小气候的功能［5-6］。作者选取临安市3个不同类型 (高档、中档和低档)的居住区进行小气候观测，分析建筑布局和绿化覆盖率对小气候的影响，并对不同居住区小气候进行了人体舒适度评价。现将有关结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

选取临安市高档、中档和低档3类居住区，每个居住区均大于10万m2。高档居住区以3层楼房为主，容积率1.09，绿化覆盖率43%;中档居住区以14层楼房为主，容积率1.3，绿化覆盖率40%;低档居住区以6层楼房为主，容积率1.8，绿化覆盖率30%。每个居住区根据绿化、下垫面性质的不同选择2个样点。高档居住区的样点1为30 m×4 m的乔-灌-草结合的绿化，以乔草居多，地表为水泥;样点2为20 m×12 m的砖草结合的绿化，以草居多，地表为砖草。中档居住区的样点3为40 m×10 m的乔-草，结合路边灌木的绿化，乔木居多，地表为水泥;样点4为50 m×12 m的乔-灌-草结合的绿化，灌草居多，地表为水泥。低档居住区的样点5为50 m×12 m的乔-灌-草结合的绿化，灌草居多，地表为水泥;样点6无绿化，地表为水泥。

1.2 方法

气象因素测量。冬季2012年12月2次，2013年1月1次，2月1次;夏季2013年6月1次，7月2次，8月 1次。每次在 7:00，12:00，17:00测量。3个住宅区每次同时进行测量，将每个季度4次测量的温度、湿度、风速的平均值作为本季度的温度、湿度和风速［7］。

人体舒适度评价。人类机体对外界气象环境的主观感觉有别于大气探测仪器获取的各种气象要素。人体舒适度指数 (ssd)是为了从气象角度来评价在不同气候条件下人的舒适感，根据人类机体与大气环境之间的热交换而制定的生物气象指标［8-9］。

式中，t为干球温度，f为相对湿度，v为风速［10］。

ssd与人体舒适度的划分标准:ssd＞79，舒适度3级，炎热，很不舒适，需防中暑;ssd=79，舒适度2级，较热，不适应，应适当降温;ssd=71，舒适度1级，偏暖，较为舒适;70≥ssd≥50，舒适度0级，最为舒适，最可接受;ssd=51，舒适度-1级，偏凉，较为舒适;ssd＜50，舒适度-2级，较冷，不舒适，需保暖。

2 结果与分析

2.1 与中央气象台的温度差

比较各居住区各时刻温度与中央气象台相应时刻温度，发现两者之间有一定差距:3个居住区在不同天气状况下的温度与中央气象台温度的差距变化趋势大致相同 (图1)，晴天对温度的影响比阴天和雨天明显。高档居住区在3种天气状况下的温度平均相差0.33℃，中档居住区在3种天气状况下的温度平均相差0.38℃，低档居住区在3种天气状况下的温度平均相差1.83℃。

图1 各居住区不同天气与中央气象台温度的差值

高档居住区和中档居住区在不同天气状况下的温度变化量比较小，而低档居住区的温度变化量比较大，这主要是由于在高档居住区和中档居住区选取的样点植被群落结构配置丰富，植被内水分多，因为水的比热容最大，所以温度变化量小;而在低档居住区内选取的6号样点为水泥空地，比热容比较低，吸收相同热量温度变化大。

2.2 居住区间的温度差异

图2显示3个居住区的平均温度变化趋势大致相同。每一时刻低档居住区的平均温度均高于中档居住区和高档居住区，高档居住区平均温度最低。高档居住区和中档居住区的气温差异并不明显，分别比中央气象台温度高1.36，1.61℃。低档居住区平均比中央气象台温度高2.72℃。对平均温度和绿化率之间进行相关性分析，结果表明，平均温度与绿化率之间相关性明显，相关系数为-0.998*，说明温度会随着绿化率的增加而降低。

高档居住区绿化率达43%，因为绿化有降温增湿的作用，所以是3个小区中温度最低的;虽然中档居住区的绿化率没有高档居住区的大，但是建筑平均高度达14层，高建筑物在一定程度上可以减少太阳的直射时间，起到降温的作用，所以温度接近高档居住区;而绿化率不大，建筑也不高的低档小区，样点植被种类少，导致该居住区所测温度是3个小区中最高的。

图2 各居住区平均温度的比较

2.3 冬夏两季的温度

将各居住区的温度与中央气象台的数据作差值处理，并分类成冬夏两季的差值，如图3，4所示。t检验结果表明，冬夏季的平均气温与温度差值之间均具有较强的正相关 (P＜0.01)，但冬季和夏季的平均温度间不具有相关性 (P＞0.01)。从图中可以得出:冬夏两季低档居住区的温差都比高档居住区和中档居住区高，也就是冬夏两季低档居住区的平均温度比高档居住区和中档居住区高。尤其在夏季较明显，低档居住区平均温度比中央气象台温度高3.26℃，而高档居住区和中档居住区平均比中央气象台温度高1.59℃，两者相差1.67℃;冬季低档居住区平均温度比中央气象台温度高2.50℃，高档居住区和中档居住区平均比中央气象台温度高1.45℃，两者相差1.05℃。所以，高档居住区和中档居住区两季温差较小，较低档居住区更加适合人们居住。

2.4 风速

3个居住区6个样点的平均风速与中央气象台的风速差值变化如图5，可以看出3个居住区的平均风速变化大致相同，且差值都为负值。中档居住区风速差较其他各区都大，平均瞬时风速差达-0.95 m·s-1，高档居住区和低档居住区的平均风速差相差不大，分别为 -1.17和-1.27 m·s-1，6个样点的年平均风速分别比中央气象台的风速低 1.23，1.10，1.28，1.26，0.97和0.93 m·s-1，t检验结果表明，建筑与绿化和风都具有负相关性，相关系数分别为-0.424*，-0.794*。3号和4号样点风速减小最大，6号样点风速减小最少，主要是由于3和4样点之间有一块乔灌草组成的立体绿化带，1和2样点之间只有灌草组成的立体绿化带，而5号附近只有灌木，6号是一片空地。

图3 各居住区冬季温差的比较

图4 各居住区夏季温差的比较

图5 各居住区1-6样点风速与中央气象台的差值

2.5 人体舒适度

表1表明，6个样点的冬夏两季的人体舒适度指数相差较大，冬夏两季指数都相差8，跨越了1个级数。在冬季各样点的人体舒适度感觉均很冷，很不舒适，应该注意保暖防寒措施。其中1号样点感觉最不舒适，6号样点感觉较为舒适，其他4个样点感觉不明显。在夏季1号和2号样点的人体感觉偏暖，较为舒适;3号和4号人体感觉炎热，很不舒适，需要适当地降温;5号和6号人体感觉很炎热，很不舒适，需要防中暑。

表1 各样点冬夏两季的人体舒适度指数

3 小结与讨论

绿化率大且建筑物高度较高的居住区的平均温度低，绿化率小且建筑物高度低的居住区的平均温度高。晴天对温度的影响比阴天和雨天明显，同时这个差值也随季节变化，夏季比冬季明显。

风速在一天中的变化具有午后大、早晨小的单峰型特征。并且各种不同绿化配置方式对风速有一定的减弱作用，结构复杂、绿化量较大的绿地降低风速能力优于结构单一、绿化量较小的绿地。

绿化率高，配置复杂的乔-灌-草型绿化带能最大程度地降低空气温度、增加空气湿度，在夏季能给人带来舒适的感觉，而冬季会给人造成不适的感觉。绿化率小，结构单一的绿化带在冬季会使人感到舒适，在夏季却能使人感到不适。

建筑布局和绿化覆盖率难以量化使其对小气候影响的分析造成许多问题［11］。而且小气候受多种因素的影响，暂不能确定建筑布局和绿化覆盖率对小气候的影响有多大。因此，综合研究建筑布局和绿化覆盖率对小气候的影响更为实际。今后的研究应主要集中在如何合理利用居住区小气候营造和改善居住区小气候，以及居住区小气候的影响因素分析及其作用大小方面。

［1］赵娜.武汉当代居住小区微气候营造的比较性研究［D］.武汉:武汉理工大学，2009.

［2］田爱芳.漯河市绿色道路廊道对城市小气候的影响 ［J］.浙江农业科学，2013(9):1178-1180.

［3］Bonan G B.Microclimates of a suburban Colorado(USA)landscape and implications for planning and design ［J］.Landscape and Urban Planning(Amsterdam)，2000，49(3/4):97-114.

［4］姜秀清.绿色生态住宅小区的气环境设计［J］.上海建设科技，2003(2):35-36.

［5］赵志刚.居住区绿化生态学方法探讨 ［J］.安徽农学通报，2007，13(18):112.

［6］刘琨.居住区绿化设计中以人为本的体现［J］.农业科技与信息:现代园林，2010(8):63-65.

［7］黄海霞，李建龙，黄良美.南京市小气候日变化规律及其对人体舒适度的影响［J］.生态学杂志，2008，27(4):601-606.

［8］毛弋，唐偲.考虑人体舒适度的扩展短期负荷预测新方法［J］.电力系统及其自动化学报，2011，23(3):106-110.

［9］王德平，岳志春，郭北玲，等.基于人体舒适度的城市绿地面积的确定 ［J］.安徽农业科技，2010，38(10):5445-5447.

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