街谷几何形态及绿化对夏季热环境的影响探究

2017-02-04郑自海陈佳捷

现代园艺 2017年18期

关键词：热岛环境参数支路

郑自海陈佳捷

（湖北工业大学，湖北武汉 430068）

街谷几何形态及绿化对夏季热环境的影响探究

郑自海陈佳捷

（湖北工业大学，湖北武汉 430068）

街谷是城市街道两旁建筑与地面组合构成的“峡谷”空间，街谷的夏季热环境是街谷的一种微气候，对城市居民的夏季生活有直接影响。主要探讨了街谷的几何形状和绿化情况对夏季热环境的影响，以期为城市规划设计提供参考。

街谷；几何形态；绿化；夏季热环境；影响

街谷的特殊结构形成的街谷微气候对人们的日常生活有直接影响，其夏季热环境直接影响着生活在城市街道周围人群的热体验，会由此引发一系列生理和心理上的反应。因此，对街谷夏季热环境的影响因素进行研究十分必要，并以此为基础，合理进行街谷设计和城市规划布局。

1 街谷夏季热环境的模型建立

城市居民夏季热体验主要受空气温度、湿度、辐射和风俗的影响，因此，应采用WBGT和热岛强度指标对街谷夏季热环境进行研究。通过建立模型，研究街谷夏季热环境的日间平均WBGT和热岛强度，对其热环境进行量化评价。

选取某城市市级干道和支路建立街谷模型，其长宽高分别用L、W和H表示。在现实中，街谷两侧建筑高度普遍存在不对称性，对其内部气流场有明显影响。因此在模型中分别建立对称街谷模型和不对称街谷模型进行分开研究，比较其两侧建筑对称性对街谷夏季热环境的影响。走向选择典型的南北和东西走向，高宽比取H/W=1.0，L/H=5，属于中街谷。当地属于湿热地区，日干球温度平均值为28.1℃，平均相对湿度为84%，平均风速为1.8m/s，并以东南风为主[1]。

在绿化方面，分别布置干道和支路街谷的绿化情况。绿化措施以行道乔木为主，包括大乔和小乔，大乔树冠直径为10m，小乔树冠直径为5m，间距设置为5m或10m。采取单排布置方式，主要布置在隔离带和建筑退让区。此外在干道隔离带布置有草灌植物。排除人的产热因素，建立街谷夏季热环境模型，并分析其影响因素[2]。

2 几何形态的影响

2.1 街谷宽高比的影响

通过建模分析发现，街谷夏季热环境的WBGT指标和热岛轻度指标与街谷高宽比具有线性负相关的关系，而且相关性较高。街谷高宽比增加一个数值，WBGT大约降低1℃，热岛强度则降低1.3℃左右。干道和支路街谷受街谷高宽比的影响情况基本相同，具有相近的热环境参数变化趋势。因此，在规划新城区时，应积极发挥街谷高宽比对街谷夏季热环境的调节作用，通过增大高宽比，提高人们热体验的舒适度[3]。

2.2 街谷走向的影响

选取对称街谷模型作为研究对象，通过比较南北和东西走向的街谷夏季热环境参数可以发现，干道和支路东西走向街谷的热环境参数均高于南北走向。而且随着街谷高宽比的增加，东西走向与南北走向的WBGT和热岛强度参数差值都有所增加，但受高宽比的影响效果不同，增加街谷高宽比对南北走向热环境的改善效果较好。因此，在城市规划时，要特别注意东西走向街谷热环境的调节，可以采取增加绿化等措施。

2.3 两侧建筑高度对称性的影响

通过建模研究发现，街谷两侧建筑高度的对称性对其内部气流场形式有直接影响，非对称型的街谷有利于污染物扩散。但是不同的对称形式对街谷热环境的影响作用不大，分别取东西和南北走向的干道街谷分析其对称性的影响，在高宽比一定的条件下，两种情况下的热环境参数差别不大，都在0.1℃以内。由此可以看出，两侧建筑高度对称性对街谷热环境影响不大，但是在进行城市规划时，应考虑污染物的扩散问题，应采取不对称的设计规划方式，南北走向街谷的东侧建筑应低于西侧建筑，东西走向的街谷的南侧建筑应低于北侧建筑。

3 绿化情况的影响

在建立的街谷模型中，干道和支路街谷在没有绿化的情况下，干道街谷热岛强度为2.95℃，支路街谷的热岛强度为2.4℃。在设置一定绿化措施后，两者的热岛强度均降到1.5℃以下。干道和支路的街谷热岛强度的降低值与街谷绿化覆盖率呈线性关系。其中，干道街谷在乔木覆盖率达到37.2%、草灌覆盖率达到4.0%时，热岛强度降至1.5℃。支路街谷的乔木覆盖率达到32.4%时，热岛强度降至1.37℃，乔木覆盖率每提升10%，其热岛强度会下降0.3℃。因此，绿化是调节街谷夏季热环境的有效措施，应保证干道绿化乔木覆盖率在40%以上，支路绿化乔木覆盖率在30%以上。