【WORD原稿】基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地

【WORD原稿】基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地 豆丁 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与论文网:www.docin.com/week114 基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地 规划研究—以哈尔滨太平公园为例 冷红，甄玮 5 (哈尔滨工业大学建筑学院，哈尔滨 150001) 摘要:寒地城市是一 月份平均气温为 0?或者更低的城市。对于寒地城市而言，夏季温热， 冬季严寒，绿化对寒 地城市夏季和冬季微气候的调节作用并不明显。而对于寒地城市的春季 和秋季而言，合理进 行公园绿地规划，则能产生明显的微气候优化作用。这不仅能为人们开 展户外活动提供良好 的微气候环境，还能延长人们户外活动时间，提升城市活力。本文针对 10 寒地城市春季气候特征，以哈尔滨太平公园为例，通过实地观测和对现状公园微气候环境的 模拟，剖析公园内部微气候环境，进而发现公园绿地规划存在对风环境考虑不足和公园绿量 季节性失衡等问题。因此文章提出基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地规划策略，在此 指导下对哈尔滨太平公园绿地进行改造规划。最后再次运用计算机软件对公园微气候环境进 优化。 行模拟，发现新的规划有助于公园内微气候环境的 15 关键词:城市规划与设计;寒地城市;公园;微气候设计;微气候模拟 中图分类号:TU.984.11 Research of Small Park Planning for Winter Cities Based on Microclimate Improvement 20 Leng Hong, Zhen Wei (Harbin Institute of Technology School of Architecture, Harbin 150001) Abstract: Winter cities are cities which average temperature in January are 0 ? or even lower than that. As winter cities, it is warm in summer, but freezing cold in winter. So in these two seasons, green land cannot help lot in improving the microclimate. But in spring and summer, 25 green land planning can help a lot. The planning can provide a nice environment for to the citizens who love putting on outdoor activities and it can also extend the outdoor activities time and make the city more vitality.Considered the characteristic of spring of the winter cities, this paper takes Harbin Taiping Park as an example, through observing and situating the microclimate of the environment of the park, analyzing the inner microclimate of the park, then finding the shortage of 30 the wind environment and seasonal imbalance of the green amount. Therefore, this paper gives small green land plan of winter cites some advices which guide the transformation of the Harbin Taiping Park green land planning. Finally, the author uses computer software to check the planning, finding that the new planning help a lot to the improvement of the inner microclimate environment of the park. 35 Keywords: urban planning and design; winter city; park; design of microclimat; simulation of microclimate 0 引言 1980 年出版的《寒地城市读本》一书中提到:“寒地城市是一月份平均气温为 0?或者 40 更低的城市。” 1986 年在加拿大埃德蒙顿举办的国际寒地城市论坛上，与会专家学者进一 步解释:“寒地城市是 1 月份平均气温为 0?或者更低 ，并位于高于纬度 45?地区的城市。” [1]本研究虽以哈尔滨为例，但仍具有较强的普遍性，因此将寒地城市界定为一月份平均气温 为 0?或者更低的城市。 基金项目:教育部博士学科点基金(博导类):严寒地区面向城市空间尺度微气候环境优化的城市规划技 术研究(2010230211004) 作者简介:冷红，(1970-)，女，教授，主要研究方向:寒地城市宜居性，微气候. E-mail: hitlaura@126.com - 1 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 城市公园是城市居民开展一系列户外休闲健身的良好场所，公园中大量绿色植物为人们 45 提供清新的空气和舒适的微气候环境。目前，国内很多学者就夏季城市公园绿地对微气候的 [2] [3]影响进行探讨，特别是针对湿热地区的相关研究十分深入。对于寒地城市而言，夏季高 温时间较短，一天中高温时间持续不长，冬季的低温成为寒地城市的特色，运用相关技术对 寒地城市夏季和冬季微气候的调节作用并不明显。而对于乍暖还寒的春季而言，若能利用绿 色植物的自身特性优化公园微气候，不仅能为人们开展户外活动提供良好的微气候环境，还 50 能延长人们户外活动时间，提升城市活力。此外，小型公园具有建设成本低、占地面积小等 [4]优点。在城市快速发展的今天更容易实现。但城市小型公园绿地在春季对周边气候的影响 究竟如何，公园周边环境对其本身以及人们的活动又会有怎样的影响，还需进一步的研究。 因此，本文将以哈尔滨太平公园为例，探讨寒地城市小型公园绿地在春季对微气候环境 的影响以及周边环境对公园产生的影响，从而指出相应的微气候优化策略，并运用 ENVI-met 55 软件对策略指导下的公园绿地规划进行微气候模拟，从而验证对策的可行性和有效性，期望能够对寒地城市小型公园绿地规划提供新的思路和方法。之所以使用 ENVI-met 软件，是因 为其不仅可以模拟绿植对风和太阳辐射的渗透，还可以将植物生长过程中的蒸腾作用和光合 [5]作用纳入数值计算，这加强了本文研究的准确性。 1 基于气候优化的太平公园绿地现状调查 60 1.1 太平公园概况 哈尔滨太平公园位于道哈尔滨道外区宏伟路与 东直路交汇处附近(图,)，北临东直路，东临宏 伟路，西侧为黑龙江工程学院，南侧为哈尔滨第 12 中学。公园占地面积 3.5 公顷，内有中心活动场、健 65 身广场、小型游乐场、假山以及各类绿地等。其周 边建筑以多层建筑为主，并有少量高层建筑和低层 建筑(图 2)。 1.2 基于气候优化的太平公园绿地现状调查 图 1 太平公园区位图 Fig.1 Location map of Taiping Park 1.2.1 太平公园现状气象数据调查 70 本次调查采用定点观测法，所观测的气象数据 包括风速、温度和湿度。观测公园不同方位的气象 数据，包括公园内部、公园边缘以及空白处。其中 公园内部和公园边缘分别选择 4 个测点，空白处选 择 2 个测点(图 3)位于公园东侧，测点均位于距地 75 面 1.5 米高度处，每个测点进行同步数据观测，分别 [6] 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 5 次数据，取平均值为该方位的气象数据。观 图 2 太平公园周边环境示意图 测时间为 2011 年 4 月 16 日上午 9:00-10:00，观 Fig.2 Surrounding Environment of Taiping 测结果如下( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1，2，3):Park - 2 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 表 1 不同测点温度情况 Tab.1 Temperature of Different Points 10 9.5 9.5 9 9.3 9.2 99 8.9 8.9 8.5 8.8 8.7 8.6 8 图 3 太平公园气象数据测点分布 Fig.3 Distribution of Measuring Points A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 表 2 不同测点湿度情况表 3 不同测点风速情况 Tab.2 Humidity of Different PointsTab.3 Wind Speed of Different Points 80 从以上观测结果可以看出，从公园内部至空白点，平均温度逐渐增加，平均湿度逐渐减 少，但变幅较小。其中 C2 点温度最高为 9.5?，B2 点温度最低为 8.2?，A4 点 湿度最高为 14.1%，A3 点湿度最低 12.5%。公园边缘平均风速为 1.1 m/s，公园内部为 0.83 m/s，空白处 风速最低为 0.44 m/s 其中，A1 测点风速最高为 2.09m/s，A3 点风速最低，仅为 0.15m/s。 85 在运用实测法测量公园微气候数据的同时，还利用 ENVI-met 软件对公园微气候环境进 行模拟，将公园现状的建筑、植被和土壤等信息以及实测的一部分数据输入到软件中，进行 现状微气候环境模拟，在对软件模拟数值进行校验的同时，直观地了解公园微气候现状(图 4，5，6)。 图中所示为利用 ENVI-met 软件模拟太平公园上午 9:00-10:00，距离地面 1.5 米高度 90 处的温度和风速情况。从图中可以看出，公园铺地中的的温度较高、风速较高而湿度偏低。 1.2.2 公园使用者气候感知调查 运用测量方法进行调查的同时，对绿地使用者开展问卷调查，从而了解人们对绿地微气 候的感知情况，并进一步调查春季人们对绿地微气候环境的需求，从而指导绿地的规划和设 计。2011 年 4 月 16 日进行了一次问卷调查，共发放调查问卷 60 份，其中有效问卷 55 份， 有效回收率为 91.7%。调查结果 95 如下: 在对春季人们选择活动地点的调查中(表 4)，有 67%的人选择草坪或者空地进行活动， 选择道路和乔木林的人均占 11%，选择灌木丛的人仅为 4%，另有 7%的人选择其它，这部 分人们多数人认为只要离居住地较近的地方就可以。在对活动场地中风与阳光需求的调查 中，仅有 2 人选择向风背阳，其余 53 人均选择背风向阳。在对春季影响外出活动的主要气 象条件调查中(表 5)，42%的人们认为阳光充足与否是影响其外出活动的主要因素，36% 100 的人选择风速，18%的人们选择温度，另有 4%的人认为气象条件对其出行基本无影响。在 - 3 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 对人们进行绿地气候感知调查中发现，大部分人们认为公园中的温度，湿度与居住区相比基 本无差别，而对风速的感知则观点不一(表 6)。 图 4 太平公园现状温度模拟图 5 太平公园现状风速模拟 Fig.4 The Simulation of Existing TemperatureFig.5 The Simulation of Existing Wind Speed 表 4 选择户外活动地点调查 Tab.4 The Investigation Outdoor Activities Site 道路 其它 11% 7% 乔木 空地林 33% 11% 草坪 灌木 34% 丛 图 6:太平公园现状湿度模拟 4% Fig.6 The Simulation of Existing Humidity 表 5 影响户外活动气象条件调查表 6 公园绿地微气候感知调查 Tab.5 The Investigation of Weather Conditions Affect Tab.6 The Investigation of Park Microclimate Outdoor Activities Perception 无影 温度 60 18%响 22 40 32 4% 44 14 阳光 20 13 42%风速 11910 10 0 36% 温度湿度风速 偏高偏低无差别 105 1.3 调研结果与分析 从实地观测调查中可以发现，对于寒地城市小型公园而言，公园中不同方位的微气候有 一定差异，但其变化并不明显，公园中的微气候环境受周边环境影响十分明显。在运用 ENVI-met 进行绿地微气候模拟的结果中发现，公园温度变化幅度较小，绿化中的温度低于 场地中的温度，与实测情况基本一致。模拟的风速较高区域也位于场地中，与实测情况一致。 110 分析原因如下: (1)春季植物蒸腾作用微弱，且无法形成大面积阴影区，因此其降温增湿作用并不明 显，但仍有一定影响。公园中的植物以落叶乔木和低矮灌木为主，春季枝条稀疏，因此对风 场环境未能产生明显影响。 - 4 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 115 (2)公园北侧为马路并有两栋高层建筑，由此 产生的强风影响传递到公园内部，因此测点 A1 风速 最高。据观察发现，上午公园会开展一些集体活动， 如跳舞、扭秧歌，这些活动需要较开阔的场地，因 此人们集中于此进行活动。下午，人们在公园多为 自发的无组织的活动，中心活动场内几乎无人停留， 120 大多是过路人经过这里(图 7)。 (3)测点 A3 周边环境主要为铺地和低矮建筑， 其气候环境相对稳定，因此该测点温度稍高、湿度 图 7 下午 3 点中心活动广场 偏低，而风速最小。 Fig.7 Center Square at 3 p.m. 125 (4)测点 A4 紧邻道路，由于汽车尾气中含有大量水分，因此该测点湿度最高，风速 稍大。 对绿地使用者进行的问卷调查中可以看出: (1)人们对绿地的温度、湿度以及风速感知并不明显，人们对 风速的感知有不同意见，但大多数人们认为风速变化不大。 (2)春季人们更喜欢喜欢选择背风向阳的地方开展活动; 130 (3)春季人们更喜欢选择开阔无遮挡的空地或草坪活动; (4)在春季，太阳辐射和风速是影响人们户外活动的主要因素。 1.4 基于气候优化的太平公园绿地现状存在的问题 在以往规划中，公园中的绿地规划大多从景观角度考虑，甚至是形式上设置一块绿地， 但对于寒地城市公园而言，合理的绿地规划能有效优化微气候环境，忽略了这一点，会导致 大多数的绿地只适合夏季景观的观赏，而在春季景观质量较差，且对气候优化效果不明显。 135 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 以上调查结果可以发现，哈尔滨太平公园现状在气候优化方面主要存在两个问题: (1)公园现状规划对风环境考虑不足 风速的大小是影响人们春季户外活动的重要因素 之一，而太平公园的规划对公园风环境 考虑不足，公园中的活动场地风速偏高，中心活动场地位于风口，公园绿化对风速影响没有 很好的体现。 140 (2)公园整体绿量季节性失衡 公园内的绿化植物主要为榆树、杨树、垂柳等落叶植物， 仅在入口附近有少量常绿植物。 落叶植物在春季可对阳光的遮挡较少，但却对风的阻碍不足。在寒地城市大量栽植落叶植物 而忽略常绿植物，易造成秋末、冬季和初春季节公园缺乏绿色，公园整体绿量不足(图 8)。 2 基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地规划策略及应用 145 根据对公园现状气象数据的调查以及人们对气候的感知调查，本文将提出针对寒地城市 小型公园春季微气候优化的绿地规划策略，并利用 ENVI-met 软件对该策略指导下的规划进 行微气候模拟。 - 5 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 (a) (b) (c) 图 8 公园绿化 Fig.8 Park Greening 150 2.1 基于微气候优化的寒地城市小型公园绿地规划策略 (1)合理设置防风屏障 首先，在公园北侧设置防风屏障。运用 ENVI-met 软件对不同高度和不同栽植方式的树 木进行模拟，发现高度在 8 米左右，成排面向迎风面的栽植方式能有效降低距地面 1.5 米处 的风速，因此在公园北侧规划高度约为 8 米的常绿树木，以此优化公园中心活动场地的风环 155 境。 此外，在公园内部设置静风区。在现状调研中发现，很多人在公园南侧场地进行棋牌类 的活动，针对此项活动对风环境的需求，规划在公园南侧现有的绿地中增加绿化覆盖率，变 以低矮灌木为主的绿化为乔灌草相结合的绿化方式，力求营造静风区。 (2)合理选择植物品种 寒地城市绿化植物品种选择不仅应考虑其景观效果，更应考虑 寒地城市气候特点以及植 160 物气候防护功效等内容。在气候防护方面，应当注意常绿植物与落叶植物的搭配，不仅可营 造四季不同的景致，还能有效抵御强风。因此规划在公园中增加以常绿植物为主的绿化。 2.2 基于气候优化的寒地城市小型公园绿地规划策略的应用 规划策略指导下的绿地规划措施如下(图 9): 165 图 9 太平公园绿地规划示意 Fig.9 Green Space Planning Beckoned of Taiping Park - 6 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 (1)规划防护绿带。规划 4 条防护绿带，分别位于公园北侧、东侧、南侧以及健身场 北侧。 (2)加强步行道绿化。规划采用乔灌草相结合栽植方式，沿主要步行道路加强绿化数 量和植物品种。 (3)加强活动场地周边防护气候绿地。规划在公园健身场北侧增加防风带，营造活动 170 场地内稳定的微气候环境，同时在公园南端采用围合式布置绿地，设置静风区域，方便人们 开展棋牌类活动。 应用 ENVI-met 软件对改造后的公园微气候 环境进行模拟，发现经过调整后的公园温度略有 下降，但降幅不大，整体温度分布比较均匀。公 园中的风环境有很大地改善，园内风速普遍有所 175 ，在活动场地的风速减弱较明显，整 降低，其中 体风速分布比较均匀。公园中的湿度增加而温度 下降，分析原因是由于增加绿量后，大量植物的 蒸腾作用造成温度降低而湿度上升，合理的绿地 180 [7] 。(图 布局和植物种类的选择有利于降低风速 图 10 规划后公园温度模拟 Fig.10 The Stimulation of Planning Temperature 10，11，12) 有研究表明，风速增加 1m/s，人会感到气温 下降了 2-3?。当气温在 15.5?时，即使相对湿度 波动达到 50%，其对人体的影响也仅为气温变化 1 185 ?时的作用。因此对于寒地城市的春季而言，通 过绿化手段对微气候进行调节，其带来的少许降 温对人们的热舒适度影响不大，而有效的防风才 是优化室外微气候环境的最有利手段。 综上所述，本研究能够切实有效地对寒地城 市小型公园为气候环境起到优化作用。 190 图 11 规划后公园风速模拟 3 结论 Fig.11 The Stimulation of Planning Wind Speed 通过合理的绿地布局和植物种类的选择，能 够有效改善寒地城市小型公园春季微气候环境， 特别是对风环境的优化效果十分明显。周边用地 对公园产生的负面影响，可以通过绿化有效的缓 解，从而营造较为稳定舒适的户外微气候环境， 195 增加人们在室外活动的舒适度，延长寒地城市的 人们开展户外活动的时间。 图 12 规划后公园湿度模拟 Fig.12 The Stimulation of Planning Humidity 200 [参考文献] (References) [1] 冷红. 寒地城市环境的宜居性研究[M]. 北京:中国建筑工业出版社，2009 [2] 胡永红，秦俊 等. 城镇居住区绿化改善热岛效应技术[M]. 北京:建筑工业出版社，2010 [3] 陈卓伦. 绿化体系对湿热地区建筑组团室外热环境影响研究[D].广州:华南理工大学，2010 205 [4] 李玉琴. 对改造武汉市小型公园呃初步探讨[J]. 广东园林,1981，12:1 [5] 王振. 夏热冬冷地区基于城市微气候的街区层峡气候适应性设计策略研究[D]. 武汉:华中科技大学， - 7 - 豆丁标准与论文网:www.docin.com/week114 2008 [6] 陈方敏. 上海市公园绿地对城市热岛效应影响的多尺度研究[D]. 上海:华东师范大学，2010 [7] 柏春. 城市气候设计——城市空间形态气候合理性实现的途径[M]. 北京:中国建筑工业出版社，2009210 - 8 -