崇州街子古鎮熱環境分析

鄭松杰，周博為

(西南交通大學建筑學院，四川成都610031)

對于崇尚“慢生活”的成都市民來說，在一周的忙碌工作之后，逃離鋼筋水泥森林的喧囂生活，約三兩知己，尋覓一個小鎮，悠閑地享受沒有汽車尾氣的空氣和陽光，已經是越來越多都市家庭的周末生活方式。

成都市附近分布著大大小小數十個古鎮，它們有的甚至離市區不過幾公里的路程，然而依舊有很多的人愿意去那里“避暑”。為什么幾乎同在一個氣候區的地方，當夏季來的時候，一個是酷熱難當，一個卻是無比涼爽？我們研究小組花了一年的時間，綜合成都周邊古鎮環境、地理、氣候特點，主要選取街子古鎮為調研對象，通過不同季節的數據收集分析，探究街子古鎮熱環境的特點、成因以及影響因素。

1 街子古鎮及熱環境簡介

成都周邊古鎮多為濱水城鎮，這些城鎮多被長長的河流穿過或直接沿河而建。濱水城鎮的熱環境分析最重要的就是“水”(河流)對城鎮整體熱環境的影響，在城鎮布局中，建筑離水體的遠近不同，其相應的溫濕度及風環境會有所影響。

街子古鎮是典型的濱水古鎮，它沿河而建，街道四通八達，沿河的氣流很容易順著寬敞的路網往內陸延伸，給內陸的熱環境造成相應的影響。一般而言，越靠近河流的建筑與街道，其受河流的影響越大，反映在具體的形態上即為濕度增大，溫度冬季微升、夏季微降。

熱環境是指在由溫濕度、太陽輻射等物理因素組成的作用于人、影響于人的冷熱感和健康的環境。人的生活和工作大部分時間都在室內，室內環境與人體關系密切。室內環境的熱特性是室外氣候與內部熱源通過建筑圍護結構進行熱交換與熱平衡的結果，體現為氣溫、平均輻射溫度、相對濕度、氣流速度等四個主要物理因素數值的變化。

2 古鎮熱環境分析

2.1 熱環境實測布點

將街子古鎮按離河流的遠近關系以及與城鎮的空間關系分為4個點，每個點設置有一個溫濕度測量儀測量溫濕度，在B、D點分別設置風速儀。選點設置：A濱水街道、B濱水橋、C內陸巷道、D內陸十字路口。

2.2 夏季熱環境分析

研究小組于2013年9月對街子古鎮的熱環境進行了實測，圖1～圖4為兩天的溫度、相對濕度實測值。

圖1 第1天各測點溫度分布

圖2 第2天各測點溫度分布

圖3 第1天各測點濕度分布

圖4 第2天各測點濕度分布

觀察兩天的溫度曲線圖，發現一天之中的最高氣溫均出現在17∶00～18∶00之間，最低氣溫則出現在6∶00～7∶00之間。這表明氣溫主要受太陽輻射的影響，白天空氣受到太陽的熱輻射作用，不斷積累熱量，溫度持續上升；在17∶00以后太陽高度角過低，開始進入夜晚，太陽輻射給空氣的熱量小于空氣熱量的流失，溫度開始出現拐點，緩慢下降，并且一直持續到第二天，在日出之前達到最低點。

進行測量的兩天中，空氣相對濕度在62 %～78 %之間波動，濕度差16 %，曲線的走勢大體上與溫度曲線的走勢相反，可見其相對濕度的數值主要受溫度的影響。

對比A、B、C、D各測量點的曲線差異可見，濱水的A、B兩點的溫度一直略微低于位于內陸的C、D兩點的溫度，而相對濕度則高于C、D兩點。同時，A、B兩點溫度的波動范圍小于C、D兩點，這驗證了之前濕潤度較大空間附近的溫度穩定性要好于相對干燥空間的預測。

對于濱河的B點(廊橋)與內陸的C點(巷道)進行的風速實測結果見圖5所示。

圖5 測點B、D的夏季風速實測值

在測量日期的15∶00～18∶00時段內，B點的平均風速為0.51 m/s，D點的平均風速為0.25 m/s。B點由于其臨近河道，遮擋物較少，空間更加開闊，河道的方向順應于當地夏季主導風向；另外由于水陸溫差造成的河谷風影響，其平均風速明顯大于處于內陸的D點。這也是其平均溫度略低于D點的原因之一。

研究小組成員在實地測量時的主觀熱感覺也十分明顯，在濱河的廊橋和街道相對涼爽和舒適，而在內陸街巷里靜風的時候，感覺異常的悶熱和不舒適。

2.3 冬季熱環境分析

研究小組于2013年冬季對街子古鎮的熱環境進行了實測，圖6～圖9為兩天的溫度、相對濕度實測值。

圖6 第1天各測點溫度分布

圖7 第2天各測點溫度分布

圖8 第1天各測點濕度分布

圖9 第2天各測點濕度分布圖

冬季街子古鎮的溫濕度曲線走勢與夏季曲線走勢出現了一定程度的差異。從曲線可以看出，在進行測量的兩天中其溫度的波動范圍為1℃～19℃，晝夜最大溫差達到了18℃。這個溫差與夏秋過渡季的5℃相比，是非常大的。這與冬季空氣的絕對濕度的大幅降低、河流水流量減少、樹木植被落葉等原因造成的空間濕潤程度降低、比熱容減小，從而儲熱性能減小有很大的關系。

冬季的空氣溫度最高點出現在13∶00～15∶00之間，這與夏秋過渡季的17∶00～18∶00時間段相比，早了三至四個小時。這是因為冬季太陽高度角相對過渡季更低，在較早的時候太陽輻射提供的熱量已不足以補償空氣自然流失的熱量，開始出現拐點溫度下降。氣溫最低點出現在7∶00～8∶00之間，相比過渡季的6∶00～7∶00時間延后，這與冬季日出時間較晚相吻合。

進行測量的兩天中，空氣相對濕度范圍為22 %～44 %，濕度差22 %。與過渡季的數據相比，其波動范圍略有增大，這與冬季的溫差增大相符。相對濕度平均值30 %比過渡季70 %低了很多，空氣實際感覺也十分干燥。

從A、B、C、D四個測量點的溫濕度曲線對比來看，其夏秋過渡季之間的熱環境特征在冬季得到了延續。A、B兩個濱水測量點的溫度總體上低于C、D兩測量點的溫度，相對濕度的值總體高于C、D兩點。在1月3日的濕度曲線中發現，C點的值在20∶00左右出現了不正常的突變，推測是因為測量點旁邊短時出現了人為干擾因素(小攤販、小聚會或停車)。

對于相同的B點(廊橋)與內陸的C點(巷道)進行的冬季風速實測結果見圖10所示。

圖10 測點B、D冬季的風速實測值

對比過渡季與冬季的同一時段風速曲線圖發現，其B、D兩點的風速特征關系在兩季內保持了一致，及濱河廊橋的B測量點平均風速高于內陸街道的D測量點。但是與過渡季相比，冬季時兩點之間的差異更大。濱水廊橋上的風速在測量期間一直比較大，長期停留會讓人感到較為刺骨的寒冷，實際上也幾乎沒有人在廊橋附近停留；而與之相對的內陸街道D點卻幾乎一直是靜風狀態，只是偶有微風，舒適度相比B點要好很多，有本地的老人和游客在此停留曬太陽。這是因為D測量點處于街子鎮的較中心位置，其周邊的建筑與植被肌理復雜，另外測量點街道走向與冬季主導風向垂直，主導風難以進入。而B點位于河道之上，河道方向與冬季主導風向吻合，導致其風速偏高。

3 熱環境總結

街子古鎮的熱環境整體良好，特別在炎熱的夏天，受水系影響，整個城鎮較為涼爽，由于熱壓影響，帶著水汽、涼爽的風不斷地從河流沿岸沿著四通八達的路面進入城鎮內部，帶走夏季的炎熱。到了冬季，由于水的比熱容較大，反而降溫不是很明顯，沒有與周邊環境形成太大的溫度差，不會由于熱壓形成風，因此冬季城鎮的風較少，在城鎮里少有冷風撲面。

隨著近年來城鎮建設在全國如火如荼的進行，特別是中小型城鎮發展日新月異，在發展的同時，如何將城鎮建設推上綠色、循環、低碳的科學發展軌道，是所有建設者和研究者都需要探究的問題。我們研究現有城鎮熱環境的目的，在于找出并解決城鎮發展中相應的問題，彌補國內相關研究的空白，為城鎮未來的建設貢獻力量。

[1] 林晨.自然通風條件下傳統民居室內外風環境研究[D].西安建筑科技大學,2006

[2] 李愛旗,白雪蓮,丁勇,等.重慶市小城鎮室內熱環境現狀調研與分析[D].制冷與空調，2005，(21)

[3] 劉晶.夏熱冬冷地區自然通風建筑室內熱環境與人體熱舒適的研究[D].重慶大學，2007