浅谈气候变化对城市设计的影响——以绿色基础设施建设为例

杨晟

悉尼大学 新南威尔士州 澳大利亚 NSW2006

1 城市设计适应气候变化的必要性

观测和所收集的数据证明，气候变化已经对环境系统和社会造成了以下影响：①海平面和海水温度普遍上升。②河流流量变化带来的洪水和干旱问题。③森林面积减少，森林火灾增加。④夏季高温热浪。⑤极端天气的强度和频率增加。城市在面对以上气候问题时，因为人口高度集中，所以更具有脆弱性，迫切需要通过新的城市设计来应对气候变化[1]。

2 绿色基础设施、城市设计和气候变化适应

城市设计可以通过多种方式来适应气候变化，减少气候变化对城市居民的负面影响。其中，绿色基础设施是比较成熟的设计理念。绿色基础设施是由河流、公园和自然开放空间组成的网络。但它也包括更具创新性的城市组成部分，如屋顶花园和综合雨水管理设施。与传统的市政基础设施不同，绿色基础设可以施协调城市的自然生态循环，充分利用自然环境来适应外界影响。一份报告(Pitman等2015)表明，绿色基础设施可以帮助城市环境适应气候变化。首先，绿色基础设施能够增强城市的韧性。绿色基础设施可以通过降低温度、改变风速和管理水资源来减少气候变化对城市的负面影响。其次，绿色基础设施可以帮助植物和动物更好地适应气候变化，确保物种多样性和城市的可持续发展。因此，从长远来看，绿色基础设施可以帮助城市适应气候变化。在早期的城市设计中，人们对环境、社会和气候变化的影响了解甚少，而且常常过度设计。为了防止环境危害，大量建设了市政基础设施。这种设计通常缺乏环境弹性，反而使城市更容易受到极端天气的影响[2]。

3 城市高温

高温和死亡率之间存在一定的联系。来自澳大利亚的报告显示，在二十世纪，高温导致死亡的人数超过了飓风、闪电、龙卷风、洪水和地震等自然灾害的总和(Pitman等2015)。而2003年，欧洲的热浪估计导致了4万人的死亡。随着全球变暖的加剧，城市极端高温的次数将增加，这可能对城市居民的生命健康构成威胁。再加上热岛效应，城市迫切需要合适的设计来降低温度。

3.1 城市尺度对于高温的适应

一份报告(Pitman等2015)表明，绿色基础设施可以帮助城市适应气候变化。因此，在这种尺度下，城市应该通过建设或改造现有基础设施来减少热岛效应，并适应持续高温。5个主要参数影响着人们在室外环境中对温度感知：①空气温度；②空气湿度；③风；④太阳辐射；⑤地面辐射。

第一步是建设高质量的绿地。这些绿地由点、线、面组成，包括街道树木、公园和湿地等。最后这些点线面状的绿地会形成一个绿色空间网络。网络中的绿色植物会遮蔽城市的人造表面，减少了太阳和地面辐射来降低温度。除此之外，绿色植物的蒸腾作用还可以通过增加城市空气湿度来降低环境温度。绿色基础设施中的水体，包括河流、湖泊和湿地，也会增加城市的湿度。改变建筑的朝向来减少太阳辐射。街道的宽度和方向也会影响太阳辐射量和风的流动，被动通风也可以有效降低温度。街道树木的树冠、屋顶花园和建筑的绿色生态立面也可以提供充足的遮阳。在夏季最大化遮阳和通风的同时，要考虑冬季采光的需求。

3.2 社区尺度对高温的适应

在社区尺度，适应高温的策略应该专注于提供凉爽的室外区域来影响建筑空间。例如，行道树的蒸腾作用可以降低环境温度，同时可以为建筑的低层部分遮阳。在社区内修建生态沟渠，减少人工表面的面积。另外，社区也可以根据当地的盛行风向来确定建筑和街道的朝向，加强建筑之间的空气流通。

3.3 建筑尺度对高温的适应

在建筑尺度上，机械空调是保证高温时热舒适最有效的方式。然而，这种解决方案增加了室外环境的多余热量，增加了能源消耗和温室气体排放。适应高温的最佳方式是采用非机械冷却方式来降低室内温度，机械制冷只是确保建筑在极端高温下的热舒适性。主要通过绿色生态立面、遮阳板和隔热有色玻璃来减少建筑因太阳辐射导致的高温。设计良好、自然通风和自然蒸发冷却的住宅建筑可以有效降低室内温度。

4 结束语

本文介绍了城市设计如何适应气候变化引起的高温问题。城市要适应这些气候变化问题，就需要对现有的城市环境进行改造。适应气候的城市设计需要一种适用于所有尺度的全新设计过程，从单个建筑到社区再到城市，不同的尺度将影响气候适应决策。城市尺度和建筑尺度的气候适应战略需要相结合，通过绿色基础设施重塑城市的自然循环过程，增强城市对气候变化的适应能力，提供更好的城市生活环境。