生物氣候?qū)W在園林設(shè)計(jì)的應(yīng)用初探

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1居住區(qū)園林空間的“氣候界面層”

在城市活動空間生物氣候設(shè)計(jì)研究中，可以將圍合形成城市活動空間的各類物質(zhì)形態(tài)要素（例如建筑界面、綠化、街廓設(shè)施等），定義為城市活動空間的“氣候界面層”。一個符合生態(tài)氣候?qū)W的居住區(qū)園林空間“氣候界面層”，能夠有效抵御惡劣氣候因素，防止和阻隔極端氣候條件對活動人群舒適感的不利影響，并能有助于引導(dǎo)室外人體舒適性氣候要素“便捷”地進(jìn)入居住區(qū)園林空間，實(shí)現(xiàn)在空間、時間2個維度的合理分布。

2重要性

基于生物氣候?qū)W理論的居住區(qū)園林設(shè)計(jì)，有利于創(chuàng)造氣候舒適活動空間、低能耗的環(huán)境控制系統(tǒng)和保護(hù)地域特征，從生態(tài)效益、使用功能和美學(xué)觀點(diǎn)上看，都體現(xiàn)其重要性。通過對區(qū)域氣候的利用和局部改善，充分利用氣候能量，從而降低傳統(tǒng)能耗，結(jié)合建筑的生物氣候設(shè)計(jì)，創(chuàng)造低能耗的環(huán)境控制系統(tǒng)[4]。生物氣候設(shè)計(jì)關(guān)注地域氣候?qū)ι锘顒拥挠绊懀芯糠治龅赜驓夂颍⒔枰宰鳛樵O(shè)計(jì)的限制條件和設(shè)計(jì)靈感，對地域氣候做出反響，形成有獨(dú)特地域視覺特征的景觀。

3設(shè)計(jì)策略

生物氣候設(shè)計(jì)屬于被動式低能源設(shè)計(jì)方法，在建筑和園林的營造、使用到消亡的過程中，建立被動式系統(tǒng)優(yōu)先配合主動利用系統(tǒng)的共同作用，結(jié)合氣候創(chuàng)造舒適的建筑園林，在表現(xiàn)上形成獨(dú)具地域個性的景觀，從而有利于提高景觀多樣性。生物氣候?qū)W理論在居住區(qū)園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要有場地的微氣候分析與評價，以及通過園林空間布局和景觀元素組合改善場地微氣候兩方面。

3.1分析與評價依靠一定的分析方法、觀測方法和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，如生物氣候分析圖、遮陽分析圖、熱濕指數(shù)分析等，對收集到的居住區(qū)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行定性或定量分析，明確其與人體生物舒適感標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，使設(shè)計(jì)者對居住區(qū)園林設(shè)計(jì)場地有一個初步的認(rèn)識和評價，并找出氣候舒適區(qū)、氣候“敏感區(qū)”（如通風(fēng)不暢區(qū)、不利風(fēng)易發(fā)區(qū)、熱島高強(qiáng)區(qū)等）[5]以及由于設(shè)計(jì)場地周邊建筑空間布局不當(dāng)而形成的各種影響舒適感的氣候問題。

3.1.1風(fēng)場。居住區(qū)風(fēng)場的分布狀況與鄰近建筑形態(tài)作用關(guān)系密切，最有效的分析方法是借助風(fēng)洞模擬、CFD模擬等計(jì)算機(jī)技術(shù)，也可以通過現(xiàn)場的實(shí)際測量進(jìn)行研究。另外，可以按照城市空間中風(fēng)的分布規(guī)律，對居住區(qū)風(fēng)場作定性分析。風(fēng)場分布狀況的分析主要目的是找出夏季舒適通風(fēng)區(qū)和通風(fēng)不暢區(qū)、冬季避風(fēng)區(qū)和寒風(fēng)區(qū)和渦流、亂流等不利風(fēng)易發(fā)區(qū)。

3.1.2日照。日照狀況會影響到園林環(huán)境的溫度和濕度水平，并關(guān)系到太陽輻射增溫、遮蔽降溫、局地微風(fēng)創(chuàng)造等生物氣候設(shè)計(jì)策略的實(shí)現(xiàn)。居住區(qū)園林空間的日照狀況與臨近建筑形態(tài)和空間中綠化情況密切相關(guān)，要充分分析日照陰影的時間性，利于通過園林活動空間布置使陽光和陰影“恰當(dāng)?shù)亍背霈F(xiàn)在需求的位置上。

3.2改善基于場地微氣候的分析與評價，盡量把園林活動空間布置在氣候舒適區(qū)，并明確設(shè)計(jì)場地所處的氣候類型（例如濕熱氣候區(qū)、干熱氣候區(qū)、溫和氣候區(qū)等）和需要解決的氣候問題，對照人體舒適度標(biāo)準(zhǔn)，確定場地生物氣候設(shè)計(jì)的具體任務(wù)和原則，有針對性地提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略，通過對居住區(qū)園林空間的某些“氣候界面層”的設(shè)計(jì)（例如綠化、水體、廊架等）。這部分工作要求設(shè)計(jì)人員對不同生物氣候控制策略的原理和效果有一定程度的掌握，必要時可以通過一些概念式的分析圖來輔助思考。

3.2.1地形的利用。利用地形的起伏，形成類似于坡地的日照和避風(fēng)效果[7]，有助于遮蔽降溫、防冷風(fēng)避寒、太陽輻射熱的控制等生物氣候設(shè)計(jì)策略的實(shí)現(xiàn)。在居住區(qū)園林設(shè)計(jì)中，可以采用下沉廣場、人工草坡、地下室和地下廊道等做法。對地形的設(shè)計(jì)，還要注意溫度的“局地倒置”現(xiàn)象，避免在冬季的早晨形成“冷湖”。對于這種現(xiàn)象的一般解決方法是降低空間的“圍合”程度，利用使圍合建筑底層局部架空、設(shè)置開口等設(shè)計(jì)手段。

3.2.2綠化的作用。綠化除了具有調(diào)節(jié)溫濕度的作用外，還可以通過形態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)的阻擋、蒸騰降溫、產(chǎn)生林地風(fēng)和遮陽遮雨等生物氣候設(shè)計(jì)策略。在居住區(qū)園林設(shè)計(jì)中，綠化布置要與具體的生物氣候設(shè)計(jì)策略相對應(yīng)，通過選擇并利用植物的種類、高度、枝葉的疏密程度、季節(jié)和變化規(guī)律以及種植、組合方式等，來有計(jì)劃地“配置”空間中的日照與風(fēng)的分布狀況，充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)、優(yōu)化小氣候環(huán)境的作用。同時綠化的布置也要與園林活動場地、休息座位設(shè)計(jì)結(jié)合在一起考慮，以便更有效發(fā)揮其遮陽遮雨作用。

3.2.3水體的作用。水體不僅是園林設(shè)計(jì)中重要的景觀要素，同時由于具有特殊的氣候調(diào)節(jié)特性[9]，使其成為一些生物氣候設(shè)計(jì)策略實(shí)現(xiàn)的重要手段。水體的氣候調(diào)節(jié)作用除了增加環(huán)境的濕度外，最主要的就是通過水分蒸發(fā)，降低周圍環(huán)境的溫度，形成溫度差，進(jìn)而形成小的空氣環(huán)流，產(chǎn)生局地微風(fēng)[7]。在居住區(qū)園林設(shè)計(jì)中，水體的具體位置、水體的形式、水體的表面積等都將影響其氣候調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮，應(yīng)注意幾點(diǎn)：對于氣候調(diào)節(jié)作用，水體的蒸發(fā)表面積比水體容積更重要；水體盡量布置在陽光下；流動的水體形式（如噴泉、瀑布等），其降溫增濕效果比靜止的水體形式要好；在對靠近建筑或人休憩區(qū)域的水池進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)用植物來阻擋水面的熱反射。

4總結(jié)

園林設(shè)計(jì)致力于營造生態(tài)健康、舒適的生活環(huán)境，生物氣候?qū)W理論的引入是園林設(shè)計(jì)對其本質(zhì)的一次重要回顧，有利于創(chuàng)造氣候舒適活動空間、低能耗的環(huán)境控制系統(tǒng)和保護(hù)地域特征。生物氣候?qū)W理論在居住區(qū)園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要有場地的微氣候分析與評價，以及通過園林空間布局和景觀元素組合改善場地微氣候兩方面，但多限于以人體生物舒適感和低能耗為目的的小尺度場所營造上，而借用其理論，通過完善區(qū)域尺度的氣候能量流動的生態(tài)過程，實(shí)現(xiàn)大尺度生態(tài)景觀的合理規(guī)劃則有待進(jìn)一步研究。

作者：李泓頤沈守云廖秋林單位：中南林業(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院