广州市老城区夏季室外园林空间人体舒适度评价①

易慧琳 王 刚 杨文丽 陈 笙 谭广文

(广州普邦园林股份有限公司 广东广州 510600)

随着城市化进程不断加快，城市建筑群密度增加，城市“热岛效应”已愈发影响日常生活。广州地处南亚热带，夏长冬短，“湿、热、风、雨”的气候特点严重影响人们日常生活的舒适感受。城市园林绿地是城市的重要组成元素，也是最贴近人类生活的室外空间场所，改善室外园林空间的人体舒适度有利于提升居民的生活质量。广州老城区城市建筑密集，园林绿地用地受限，扩容提质困难，城市更新重点更应放在怎样改善室外空间的人体舒适度上，以起到提升园林空间的利用率，改善老城区人居环境的作用。近几年来，国内外学者对人体舒适度的研究多集中在城市公园［1］、森林公园［2］、广场［3］、住宅区［4］等空间中，以及园林空间不同下垫面［5］、群落结构［6-7］、绿地布局［4］等方面对人体舒适度的影响方面，未见对于湿热地区老城区室外园林空间人体舒适度的评价研究。广州地区夏季湿热气候特点显著，“湿、热”成为影响人们对室外舒适度感受的主要因素。本文对广州夏季老城区室外园林空间人体舒适度进行综合评价，并提出合理建议，为进行广州老城区室外空间改造提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

研 究 区 域 位 于 广 州 市（112°57′～114°3′，22°26′～23°56′）。广州市别称“花城”，地处南亚热带沿海，北回归线从中南部穿过，属海洋性亚热带季风气候，温暖多雨、夏季长、霜期短，全年水热同期，雨量充沛，年平均气温20～22℃，是中国年平均温差最小的城市之一。平均相对湿度77%，市区年降雨量约1 720 mm。一年中最冷月为1月份，高温月为7～9月，极端高温介于38～39℃。夏季台风频发，“湿、热、风、雨”气候特点非常显著。

测试区域为广州市越秀区广兴华花园办公区，建成于1996年，面积约1.6 km2，场地内最高建筑约15 m，场地内有水体、建筑、园林绿地、停车场等不同户外空间。在测试区域内选5个不同位置及特征的空间作为测点（图1、2），各测点间距离大于10 m，各测点环境空间基本情况详见表1。

1.2 方法

1.2.1 测试日期

测试日期为2018年7月10日，当天晴朗无云，广州市气象局发布日平均气温31～38℃，日平均相对湿度36%～67%，东北风，风速5～6级。

1.2.2 测试方法

利用热指数仪（HD32.3意大利）连续测量距离地面高度1.5 m处的空气温度、相对湿度、风速、PPD等基本室外环境指标。测试时段为6：00～20：00，高温时段为10：00～16：00。

图1 广兴华花园测点分布

图2 各观测点现场照片

表1 各测点特征

选择室外热环境评价适用性较高的温湿指标反映人体舒适情况的湿热指数（Thermal Humidity Index，THI）作人体舒适度评价指标，计算公式为：

其中，T为空气温度（℃），RH为相对湿度（%）。

舒适度划分标准如表2。

表2 湿热指数与人体舒适度对照

比较不同测点室外环境指标及人体舒适度，分析不同室外空间热环境差异及其主要影响因素，为老城区室外园林空间改造提供参考。

1.3 数据统计分析

利用Microsoft Excel 2010及IBM SPSS Statistics 21进行数据分析与处理。

2 结果与分析

2.1 各测点调研全时段热环境现状

总体来说，5个测点的空气温度和相对湿度变化趋势基本一致（图3），整体表现为温度上升的同时相对湿度下降的趋势。从6：00开始，5个测点的空气温度均开始逐渐上升，到12：00和测点2、4、5上升趋势加剧，测点1、3相对平缓，测点5从15：00起温度开始下降，测点1、2、3、4从16：00起温度开始下降。

图3 各测点空气温度与相对湿度逐时平均值

5个测点风速均呈波动状态（图4），其中位于停车场的测点2风速波动最明显，最大值达1.18 m/s，最小值为0.08 m/s，平均风速为0.58 m/s；位于中心花园3及位于围合小花园的测点5风速波动都相对较小，平均风速分别为0.36和0.33 m/s。

图4 各测点风速逐时平均值

PPD是指预期不满意百分率，用以预测人们对该环境冷热不满意的比率。从图5可以看出，人们对各测点的预期不满意百分率非常高，甚至达到了100%不满意，且各测点呈先上升，上升到100%后基本保持稳定，直到17：00后出现轻微下降的趋势。其中位于停车场的测点2上升速度最快，8：00时迅速到达100%不满意。位于中心花园的测点3，上升速度最慢，其次是位于水池边的测点1，预期不满意百分率上升相对较慢。

5个测点测试时段平均空气温度由高到低为测点2＞测点5＞测点4＞测点1＞测点3；平均相对湿度由高到低为测点3＞测点1＞测点4＞测点5＞测点2；位于停车场的测点2平均风速最大，其次为位于道路边缘的测点4，位于围合封闭小花园的测点5风速最小；从平均PPD来说，位于中心花园的测点3相对最低，为87.57%，而位于停车场的测点2最高，达92.89%（表3）。

图5 各测点PPD逐时平均值

表3 各测点测试时段热环境指标

2.2 高温时段各测点热环境现状差异性分析

从图6、7可以看出，高温时段位于围合小花园的测点5平均空气温度最高，达36.03℃，显著高于位于中心花园的测点3（33.04℃）（p＜0.05）。而测点1和测点3高温时段平均相对湿度稍高，分别为57.28%、58.61%，测点2最低（49.29%），但各测点高温时段平均相对湿度不存在显著差异（p＜0.05）。

图6 高温时段各测点平均空气温度

如图8，各测点高温时段平均风速存在差异，位于停车场的测点2高温时段平均风速显著大于测点1、3、5（p＜0.05），位于水池边的测点1和位于中心花园的测点3高温时段平均风速最低，均为0.44 m/s，位于围合小花园的测点5高位高温时段平均风速为0.47 m/s。

如图9，位于停车场的测点2高温时段平均预期不满意百分率（PPD）显著大于位于中心花园的测点3（p＜0.05），位于围合小花园的测点5高温时段平均PPD为99.4%，大于测点1、3、4，但差异不显著（p＜0.05）。

图7 高温时段各测点平均相对湿度

2.3 各测点人体舒适度状况

如图10，6：00时各测点湿热指数差别不大，但随着日出，位于停车场的测点2湿热指数快速上升，到9：00时达29.58，呈酷热状态，并持续到17：00。测试时段内湿热指数最高点出现在15：00位于围合小花园的测点5，达32.01，维持状态达4个小时，其次是16：00，位于道路边缘的测点4，达31.53，并从下午14：00后，维持酷热状态达4个小时。测点1和测点3，测试时段内变化相对较平缓，从8：00后一直维持在很热阶段，未出现酷热状态，与测点2、4、5相比较舒适。

高温时段测点2、4、5平均湿热指数分别为29.71、29.55、29.94，均高于29.5，处于酷热阶段，无降温措施难以工作，且显著高于测点1、3（p＜0.05），测点1、3高温时段舒适度处于很不舒适阶段（图11）。

图8 高温时段各测点平均风速

图9 高温时段各测点平均PPD

图10 各测点湿热指数逐时平均值

图11 高温时段各测点平均湿热指数

3 讨论

植物进行蒸腾作用，对其周围的环境具有明显的降温增湿作用，且植物群落结构越复杂，对于改善气候与人体舒适度的优势越明显［7-8］。从上面的数据分析可以看出位于停车场的测点2，没有植物及建筑的遮挡，随着太阳上升，受到太阳辐射强度增大，空气温度逐渐上升，空气湿度逐渐下降，预期不满意百分率迅速到达100%，快速达到酷热状态。测点4位于中心花园靠近道路边缘的位置，主要乔木种类为大王椰，覆盖率仅24%，群落底层为草坪，有1.3 m左右高的小叶榕绿篱将空间和道路隔开，空间内部通透疏朗，平均风速仅次于测点2所在的空旷停车场空间，为0.47 m/s。由于其乔木层遮阴效果不佳，空间内受到的太阳辐射相对较大，测点4在下午14：00后舒适度状态呈酷热状态。位于中心花园的测点3，属于乔灌草结构，上层乔木覆盖率达87.17%，其平均空气温度最低，平均相对湿度最高，测试时段内湿热指数变化平缓，高温时段平均湿热指数最低，即人的舒适度感受最佳。对位于道路边缘的测点4空间，建议拆除和道路隔断的绿篱。

而测点5同样属于乔灌草结构，上层乔木覆盖率达68.17%，但其高温时段平均湿热指数显著高于其他测点，空气温度最高时达到了41.71℃。从图1和表1可以看出，测点5所在的小花园植物郁闭，丰富度高，植物通过蒸腾作用散失到空气中的水分增加，空气相对湿度大，但因为测点所在小花园被建筑和围墙四面围合，空间内空气流通不畅，平均风速仅0.33 m/s，导致空间内的湿热空气无法散失。同时我们观察小花园四周环境发现，面向小花园的空调外机达22个，空调外机吹出的热风聚集在围合的小花园空间里，导致空气温度上升。所以虽然测点5所处的小花园植物群落结构复杂，植物遮阴面积大，种类多，但因为空气流通不畅，没有形成风道导致小花园反而是5个测点中人体舒适度感受最差的空间。在进行改造时建议对测点5所在的围合小花园空间后方的围墙采用镂空砖墙，或者钢栅栏，改善整个环境的通风情况，并尽量减少面向小花园的空调外机，进而提升空间舒适度。

测点1高温时段湿热指数为27.78较舒适度感受最佳的测点3仅高0.02，其舒适程度和测点3类似，分析其空间特征，发现测点1为乔灌草植物结构，上层乔木覆盖率为49.33%，并且位于水体旁边。乔木遮荫及植物蒸腾作用一定程度地起到了降温增湿作用，同时水体中水分蒸发吸收热量，增强了降温增湿效果。从朱晓燕［9］的研究结果可知，水域面积相对较小，植物遮阳的降温增湿效果更加明显，测点1旁边的水体面积约200m2，且近一半有植物遮阳，降温增湿效果加强，大大提升了测点1的舒适程度。

4 结论与展望

研究结果表明，除了直接影响园林空间热舒适度植物、建筑物遮阴以外，空间通风情况、是否有水体、特殊人为因素等都是影响室外园林环境空间的人体舒适度重要因素。对增绿困难的老城区进行改造时建议通过合理通风规划和水体布局来改善整体园林空间的人体舒适度，改善老城区人居环境。一般存在3种情况：（1）空间狭小，以硬质铺装为主，增绿提质困难，空调外机未经规划，热空气汇集在狭小的室外空间，建议分散空调外机，利用张拉膜、遮阴廊架等进行空间遮阴，使用镂空围墙改善空间通风情况；（2）空间内原有植物景观经过了多年的生长演替，群落相对郁闭，蚊虫滋生，湿度过大，舒适度较差，建议保留乔木上层遮阴，对群落中下层进行疏剪，调节空间通风情况；（3）空间较大，原有水体水质差、滋生蚊虫，或者水体干涸露出硬质池底，严重影响空间舒适度，在此情况下除定期维护景观水体外，还可以改静态水体为动态水体，扩大水分蒸发面，起到空间降温的作用。

对于人们经常活动的室外园林空间来说，影响人们舒适度感受的因素除了植物群落、空间通风、水体等因素外，还包括太阳辐射、蚊虫、扬尘等。具体各种环境因素是如何影响空间的环境舒适度的还需要进一步试验研究。