基于模拟的生态微气候设计在城区尺度的思考与应用.pdfVIP

第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集 基于模拟的生态微气候设计在城区尺度的思考与应用 刘冠鹏 (同济大学建筑与城市规划学院城市规划系，上海200092) 摘要：随着生态问题、环境状况和空间舒适性越来越多地被大众直观感知并日渐受到重视，城镇 化和城市发展的过程中需要考虑环境问题的同时，空间设计中也应当对气候和环境有所思考，从而 基于自然气象分析和模拟的生态微气候设计成为了设计领域的前沿方向之一。本文从现今发展背景 引入，探讨微气候设计的诉求、内容与发展方向，继而思考其在城市尺度应用的可行性与方法，并 结合设计案例实践落实城市尺度微气候设计的各项内容，为这类基于分析、模拟的城市空间微环境 设计的可行性提供方法和依据。 关键词：生态微气候；城市设计；绿色生态城区；模拟分析 1背景 现如今，伴随着城镇化进程的推进，在城市、产业的快速发展过程中，由于没有很 好地关注到人与自然气候环境的关系，更没能对其进行有效利用，从而直接导致了城市 环境的破坏。此外，规划师、设计师在工作中往往单方面追求空间效果而忽略了空间设 计与自然气候应有的互动，使得自然气候资源没能较好地服务城市人的日常生活。因此， 不论是高密度城市建成区的空间优化，还是新城新区的规划建设，都应将城市自然生态 要素纳入考虑，以此实现良好的气候适应性空间，同时也可以使设计做得更有依据。 此外，随着信息技术和智慧城市的发展，人们获取数据变得越来越容易，这也就使 得城市人更多地关注到自己生活的城市空间里的环境气候状况以及空间舒适度。城市空 间舒适度与气候是分不开的，简单的温度、湿度、日照、风环境、降雨量等状况都与环 境舒适度息息相关，虽然这些气象条件无法被改变，但在对气象数据分析的指导下有依 据的进行空间设计，可以使建成空间具有更好的环境适应性，也就可以为城市居民提供 更好的环境舒适度。这类基于气象分析进行小尺度城市空间环境优化设计的方法便是生 态微气候设计。目前已有一定数量关于该领域的相关研究，但真正结合实际设计项目进 行系统分析，并对分析结果进行应用的成果尚为少数。 绿色建筑推广机制与模式 2生态微气候设计 微气候设计的设计基础是自然气象数据，而设计对象为空间，因此微气候设计归根 结底是空间环境的设计，最终追求的是一种人与自然的和谐，并不单单只是为了满足人 的需要，这是在人与自然之间找到一条能够达到共同发展的道路[1]。气候是不容人类抗 拒的，我们很难改变大范围的气候，但通过合理的景观规划营造优质的空间微气候，为 人们提供适宜生活的小环境则是通过设计可以达到的。 此外，微气候设计还是空间环境的设计和建设过程中，通过景观布局及相关构筑物， 以营造满足使用人群舒适度需求的微气候环境为主要目的的生态设计手段[21。主要由针 对气象数据模拟分析的空间调控得以实现，根据气象数据分析呈现出的规律和原理，通 过改变空间形态、地表特征对气候环境加以调控[3]。在这一过程中，多项气象数据皆可 参与分析和模拟，并最终对空间方案的设计提供关键辅助。 3城市尺度的思考 对城市微气候的思考与应用绝不仅仅局限在针对小尺度建成环境的思考，宏观区域 整体的生态考虑也属于微气候设计的范畴。尤其是在高密度城市区域当中，以何种方式 如何形成廊道、在何处设置公共空间、城市建成区建筑采取何种优化思路等方面都是可 以依托对设计所处地区气候条件分析和模拟得到依据的。同时，新区建设中这类分析则 更为重要，如何针对当地风环境在不同季节挡风、引风，如何应对不同地区不同的日照 辐射状况，如何针对湿度、蒸发量、降雨量对水景观合理设计等都是值得考虑的内容。 生态微气候设计在城市尺度的应用方面，国内外也已有学者进行的相关研究，结合 对风的思考和利用就有“城市广通风道”的概念，它可以有力提高城市节能和城市宜居， 将城市郊外良好的环境要素传递到城市，使得城市通过流动变得宜居起来，同时城市水 体和湿地的参与皆可起到积极作用[4]。此外，建筑布局与其形成的空间风环境之间是有 着密切关系的，不同排列方式会很大程度影响空间中的风场[51。城市中的水体对城市生 物气候调控的影响是相当之大的，水体温度变化比陆地慢，结合风模拟选址设计的城市 水环境，在特定季节可以利用吹过水体的风场给城市降温[6]。包括法国波尔多的水景广 场在内的建成设计对此有效性都有佐证。 微气候设计的基础在于对气候的了