城市风道整体营建模式探析

2017-04-06朱亚斓

城乡建设 2017年3期

■ 朱亚斓

城市风道整体营建模式探析

■ 朱亚斓

城市风道即风的通道，其空间形态可以是点、线、面中的任何一种，或几种彼此相连，它充分利用风的流体特性，使郊区新鲜洁净的空气导入城市，同时城市污染的空气随风稀释排出，成为城市和区域间的热传递网络，从而使城市大气循环良性运转。

本文为湖北省教育厅自然科学研究项目成果，综合运用城市规划学、风景园林学、城市气候学和景观生态学等学科相关理论，基于风的作用原理和城市整体尺度，提出具有广泛适用性的“RCR”（风源空间、廊道空间和作用空间）的城市风道的整体构建模式，并对风道系统的风源空间、廊道空间和作用空间的产生、类型和基本主要要素进行了阐述，旨在为城市风道规划和建设提供坚实的理论基础和实践指导。

一、城市风道构建模式研究进展

我国对城市风道的开展起步较晚，进展较缓，从本世纪初开始有专门的城市风道相关研究，主要是从定性和概述性层面进行的研究。

我国武汉、北京、上海等大型城市已在2006年以来相继开展城市风道的规划建设。《武汉城市总体规划（2006-2020年）》保护建设了6片放射状楔形生态绿地，建立联系城市内外的生态廊道，以缓解城市热岛效应。《北京城市总体规划（2004-2020）》提出，“以五河十路绿化带和楔形绿地为骨架，以河流、道路和农田林网为脉络，完善第一道和第二道绿化隔离地区，加强中心城、新城和小城镇等各级绿地系统的有机联系”。上海在2010年以黄浦江、苏州河等为主建设了滨水绿带，并准备紧贴外环线道路，环上海市区一圈建立长达97公里的环城林带。杭州市、南京市等城市也启动了城市通风道建设。

城市有机空间

二、整体模式的提出—RCR模式

基于风的发生、运行规律；基于城市中风能解决的主要污染现象和城市建设相关要素，本文提出了“RCR（Resource、Corridor、Reaction）”的整体营建模式，该模式旨在营建一个能让风发生、流动和作用于城市的系统，犹如自然界的水系，有源有尾，在流动过程中，不受阻碍，还能一路带来自然风景，让人自得其乐。

（一）风源空间

1．城市整体尺度

城市的形态已经存在，为了更加有效地引导风的运动路径，应在城市的持续更新建设中控制规模和尺度，不能摊大饼式的无限制蔓延。对于已建成的城市，将城市看作整体，风源空间主要来源于城市周围和农田，这里的空间开敞，自然发生的风往往能为城市输送新鲜空气。选择城市的盛行风向，将城市外围的林带和农田楔形嵌入城市状，加大风源的输送距离和城市的交换强度。

2．局部尺度

城市热岛效应显著，是城市的病态气候，但是依据空气的冷热转换产生风的运动原理，如果在热岛附近制造冷空气发源地，可制造风的环流。城市中的绿地和滨水景观温度较低，是冷空气的优良产生地。因此，可在热岛附近设计绿地和滨水景观。只有成一定规模的绿地和水域才可产生风。冷空气通道的理想宽度为400～500m，最小宽度为200m，这是能产生冷空气的最低限制。当然，城市天然的林地、坡地、山地、开阔水域也是冷空气生成的宝地，这些资源要充分保存，必要时拓展其面积。

冷空气生成区域外围的建筑或者构筑物的布局应呈凹凸式的交错状，加大接触面和风的交换面积，而不是呈现整齐划一的边缘（图2）。

图1 城市风道整体构建模式研究框架图

（二）廊道空间

1．类型和分布

生态环境良好可缓解热岛效应

从景观生态学的角度，风的廊道呈现线性形态，犹如城市的道路网，连接风源地和城市的各个空间。这些空间本身障碍物少，污染低，且和风源发生地直接相连。城市中的河流、道路、绿带都可以成为优良廊道空间。这里的道路主要指非机动车道，机动车道由于有大量汽车尾气排放，往往成为污染度较高区域。因此，城市中主要交通干道应视为污染区，不应种植树冠过大的树木，尽量将其道路上空打开，让污染快速排出。据相关文献记载：在2m/s的微风条件下，如果林带疏密得当，大气中性（没有垂直对流也没有逆温层），污染源靠近地面并距离林带分别为10m、100m、150m时，50m宽的林带吸尘率依次为80%、38%、30%。因此，在紧邻机动车道两侧可种植较为宽的绿带，宽度至少10米以上，减少城市交通干道带来的污染。此外，城市中废弃的铁路、未开发的耕地也是优良的廊道运输空间。

图2 冷空气生成区域周围建筑的凹凸布局

2．指标值

风在其间运行的有效距离、运行方向、交换频率由廊道的宽度、开合变化、粗糙度、连接性、封闭度等要素决定。

开合变化：

根据伯努利定律（图3），若想产生压力差，通道应该有宽窄变化，因此作为风的廊道空间，不应该是两条平行线形成的空间，一定是具有开合变化的边缘（图4）。

图3 伯努利定律实验图

图4 宽窄变化形成压力差

粗糙度和封闭：

风受到的阻力越小，运行越畅快。因此，作为风的廊道，应该降低其粗糙度，比如减少地面障碍物、立面无大型建筑或植被突出物、顶面无过多的封闭盖。这和生物廊道不相同，生物廊道是为了增加物种多样性，因此讲究植物种类丰富、生境多样性，但是风的廊道主要目地是为了让风在其中畅快通行。

宽度和连接度：

据测试，廊道在某一方向上的长度至少为500m，最好能够达到1000m以上；宽度至少为边缘树林或建筑的1.5倍，最好达到2～4倍；在任何情况下通道宽度不应小于30m，最好达到50m；冷空气通道的理想宽度为400～500m，最小宽度为200m。

风的廊道空间要和风源空间直接相连，但不能垂直，要有一定夹角，因为风的行进路线以一个向右偏斜的角度进行。此外，廊道空间和作用空间的连接布局需要一定的偏角，不宜和主要风向完全一致，以便气流分向两侧。

（三）作用空间

风从发生到运输，主要目的是为城市中人们生活的空间载体降温，减少污染。建筑空间、建筑外围的公共空间是清洁风交换的主要场所。建筑和建筑形成的城市空间犹如城市系统的本底，其孔性和连接度是决定风交换效率的主要因素。增加该作用空间的孔性和连接度能提高风的交换效率。主要措施如下：

1．建筑群体

布局采用顺应风来的方向由低到高排列，建筑和公共空间交错式布局，有利于增加风的作用面和广度。街道峡谷效应容易产生湍流，从而使含有灰尘的气流不是平稳移动，而是在街道上下空间移动，无法快速移走，为避免形成这种现象，建筑形成的街道宽度和建筑高度比例要大于1.5，且建筑的排列不能一条直线排开，应直曲交互。

2．建筑单体

要在建筑单体内部形成穿堂风，建筑自身要留有空隙，在主导风向开设门窗，形成风的通道。此外，设置中庭空间、采用退台式的外型设计都有利于风和建筑发生交换，降低建筑形成的城市空间的温度和污染。

3．公共空间

可作为城市局部风源和风的廊道空间都属于城市公共空间的一部分，其他的公共空间以不同大小和形式广泛分布在建筑外部城市空间中，这些空间也是风的作用对象，这些公共空间以绿化为主。据检测，植物对大气污染具有吸收净化效应。如果这些公共空间和风的廊道直接连通，那么风便将污染物带到植物形成的空间内，植物将其吸收净化，然后风继续流通，将清洁空气携带到周围区域，从而有效改善空气质量，因此以绿化为主的空间要结构疏透、能够通风过滤。