徽州某围合式会所户外热环境实测与分析

徽州某围合式会所户外热环境实测与分析

王坤，薛俊杰，黄显怀

(安徽建筑大学 环境与能源工程学院，合肥230601)

摘要：运用温湿指数模型(THI)表征人体舒适度指标，从人体舒适度的角度对休宁五福会所内的户外热环境进行了评价，分析了会所三个不同区域的人体舒适度指数，以及乔木遮阳、草地、水体等不同下垫面类型对人体舒适度的改善作用。结果表明：丰富的水绿结构可以明显改善户外环境的舒适度指数，草地单因素对热环境的改善远不及乔木遮阳和水体的改善作用。

关键词：温湿指数； 舒适度指数； 乔木遮阳

收稿日期：2014-11-14

基金项目：国家科技支撑计划课题(2012BAJ08B01)；安徽建筑大学青年科研专项(2011183-7)。

作者简介：王坤(1980-)，男，讲师，主要研究方向为水环境治理。

中图分类号：TU111

The Measuting and Analysis of Some Closed Clubhouse in Huizhou

WANG Kun,XUE Jun-jie,HUANG Xian-huai

(School of Environment and Energy Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601)

Abstract:Under the model of temperature and humidity index (THI) revealing the human comfort index, we evaluate the outdoor thermal environment for the Wufu Club in Xiuning ,analyze the human comfort index in three different regions, as well as trees shade, grassland, water bodies of different types of underlying forms on the human body to improve comfort. The result shows that the rich combine of water bodies and greening can significantly improve the comfort index of outdoor environment, and the single factor for grassland has far less effection in improving the thermal environment than the trees shade and water.

Key words:temperature humidity index; comfort index; trees shade

0引言

近几年，全球变暖趋势急剧上升、城市化飞速发展，使得户外热环境逐渐恶化，直接影响人类活动的安全性和舒适性。国内外学者对户外热环境的研究越来越多，尤其是针对城市微气候和住宅小区微气候的研究最为常见[1～5]，而对于农村户外热环境尤其是经过传承的中国传统聚落热环境的研究极少。

徽州古村落、古民居经过几千年人类文明的传承，宜居性、原创性是不可替代的，既具有极高的科学价值，又为黄山旅游事业提供十分有利的资源。然而，随着农村经济的快速发展，古村落、古民居已经不能满足现代人类的生活需求，因此，“百村千幢”工程应运而生，它将民间文化遗产完整的“凝固”在其所属的区域环境中，使古村落、古文化能永续利用。安徽休宁五福养生会所为“百村千幢”工程的代表，东临横江水系，内部环境保持传统古聚落特有的建筑风貌和空间组合形式不变，充分延续传统民居的风格特色。本研究以五福会所为例，分析徽州古民居夏季室外热环境的气候特点，探讨景观设计因子、水体布局等对古民居微气候的影响。

1实验简介

1.1实验环境概况

本次实测地点位于黄山市休宁县万安镇五福养生会所，属于亚热带湿润季风气候，年平均气温16.3℃，年极端最高气温为41.3℃，年平均降水量1937毫米，全年主导风向为东北偏东风，夏季多西南风和偏东风，年平均日照时数为1931小时。1～7月气温逐月升高，最热月份出现在7～8月，最冷月份出现在12月至次年2月。本次针对夏季户外热环境的实测时间为2014年7月29～31日。

会所占地15亩，共有七幢由全县各地整体搬迁而来的明清古民居。无论从选址还是院内总体布局，该会所均按照天人合一的理念建造，南临横江，与江景融为一体；围合式布局的院落内，亭廊水榭、叠石理水，草坪与乔木相映生辉；除会所入口处铺设沥青路外，会所内以青石板路面为主。

1.2实验测点布置

根据会所的选址和整体布局，将会所布点分为靠近横江的江边区域、会所中心景观的水景区和主干道旁三个区域；每个区域再根据下垫面性质的不同，分别布置三个测点，即会所内共设置9个测点，具体位置分布见图1所示。数据的采集使用温湿度记录仪，放置在离地面约1.5m位置处，每隔5分钟自动记录空气温度、湿度；采用DEM6型轻便三杯风向风速表，每隔1h手动记录风速。测试时间为上午9点到下午16点。

1.3舒适度评价模型

舒适度评价即人体对户外热环境的舒适程度的反应。本次实测以气候指标(空气温度、相对湿度、风速等)为基础，主观反应会所内不同下垫面类型、不同位置布点的局部小气候对人体舒适度的作用。用温室指数THI(Thermo Hygrometric Index)作为会所夏季不同下垫面类型，不同环境布局的人体舒适度评价指数，其表达式如下：

式中：THI为温湿指数；T为空气温度(℃)；RH为空气相对湿度(%)。

THI与人体舒适度的划分标准见表1[6]。

2结果与分析

根据当地的天气情况，选择气候条件相近的3d进行监测，将实测的温度、湿度、风速数据取平均值后来表征该会所内各测点的热环境变化情况，并通过THI计算公式，算得各测点的人体舒适度值，结果详见表2。

表2　会所内各监测点日平均温度、湿度及人体舒适度指数值

徽州古民居的选址大都利用自然环境和水系脉络的特点，依水而建，有利于形成良好的生态环境和局部小气候。休宁五福会所的选址也借鉴传统古聚落的选址理念，濒临横江，其丰富的水体资源和周边丰富的植被覆盖共同组成水绿复合生态系统，可降低周边热环境的温度、增加湿度，提高人体的舒适度。院落内部七幢原始的明清古民居错落布置，形成传统古村落特有的封闭式围合模式。

本次实测结果表明，A区域整体的温度最低、湿度最高，人体舒适度指数值最小；水景区虽也有水体和植被的覆盖，但其处于会所中心相对封闭的区域，人体舒适度指数相对江边区域偏高；主干道以沥青路面和水泥路面为主，一方面缺少水体和绿色植被的作用，沥青和水泥材料本身就是蓄热源；另一方面车辆散热和尾气中颗粒污染物吸收地面辐射，加热空气温度，使得气温升高，因此，C区域是温度最高、湿度最小、人体感觉最不舒适的区域。

2.1乔木遮阳对人体舒适度的影响

对比A、B、C三个区域，有乔木+草地组合的下垫面和只有草地下垫面的温度降低量和人体舒适度指数的降低量，即为乔木遮阳对人体舒适度的影响，结果显示，A区域的温度降低量为3.68℃，人体舒适度降低量为1.48,；B区域温度降低量为2.40℃，人体舒适度的降低量为0.94；C区域的温度降低量为2.69℃，人体舒适度的降低量为0.83。由此可见，乔木树荫的遮阳降温效果较为明显，且A区域乔木遮阳的温度和人体舒适度的降低量都明显高于其他两个区域。

表2亦可看出，虽B区域的温度降低量相比C区域少0.29℃，但由于B区域的景观水体的作用，其湿度较C区域大，使得B区域相比C区域人体舒适度指数的降低量增加0.11。因此，除乔木树荫遮阳外，水体宜是影响热环境及人体舒适度的主要因素。

2.2草地对人体舒适度的影响

将无任何植被覆盖的A区域的青石板路面、B区域的水面、C区域的沥青路面的温度、湿度数值分别作为A、B、C三个区域的背景参考值，与只有草地的下垫面实测数据对比，从而得出草地对环境温、湿度及人体舒适度的影响值。

草地的反射率比青石板路和沥青路大，在太阳辐射量等量的情况下，能将更多的辐射反射到大气中，从而减少了地面对太阳辐射的吸收，达到降温的目的[7]。表2可知，A区域草地温度降低量为1.85℃，人体舒适度降低量为0.65；C区域草地温度降低量为2.74℃，人体舒适度降低量为0.69，草地对人体舒适度有明显的改善，但不及乔木遮阳的改善效果明显。

B区域中，与景观水体温、湿度值对比发现，草地温度降低量为-3.11℃，人体舒适度降低量为-1.37，可知，水体对环境温、湿度的改变及人体舒适度的改善效果较草地更为明显。太阳辐射的增温作用下，水的热容量较大，能够储存较多的热量，从而缓和了水面上空空气的温度增加幅度，起到降温的作用。

3结论

(1)实测分析表明，夏季五福会所各区域中靠近江边区域的温度最小，湿度最大；水景区域次之；靠近主干道区域的温度最高，湿度也最小。人体舒适度指数由小到大依次为：江边区域<水景区<主干道旁区域。

(2)夏季时，乔木遮阳、草地、水体都能改变户外热环境的温、湿度，提高人体舒适度指数，但总体而言，草地周边环境温度降低值在1.85℃～2.74℃，人体舒适的降低范围在0.65～0.69，改变效果不及乔木遮阳和水体对人体舒适度的改善效果明显。

本文通过对该会所夏季户外热环境进行实地监测分析，初步分析了不同区域环境、不同下垫面类型及水体对周边区域环境的影响，但有关冬季环境的微气候效应及主要影响因子的研究尚待进一步深入探讨。

参考文献

1李晓锋．住宅微气候模拟方法研究[D]．北京：清华大学，2003．

2林波荣．绿化对室外热环境影响的研究[D]．北京：清华大学，2004．

3Bonan，Gordon B. Microclimates of a suburban Colorado (USA) landscape and implications for planning and design[J]．Landscape and Urban Planning (Amsterdam)，2000，v49：97-114．

4Liangmei Huang，JianLong Li，Dehua Zhao，Jiyu Zhu．A fieldwork study on the diurnal changes of urban microclimate in four types of ground cover and urban heat island of Nanjing，China[J]．Building and Environment，2008，v43：7-17．

5李书严，轩春怡，李伟，陈洪滨．城市中水体的微气候效应研究[J] ．大气科学，2008，32(3)：557-559．

6Unger J．Comparisons of urban and rural bioclimatological comditions in the case of a Central-European city[J]．Int J Biometeorol，1999，43：139-144．

7徐竟成，朱晓燕，李光明．城市小型景观水体周边滨水区对人体舒适度的影响，中国给水排水，2007，23(10)：101-104．