城市通風設計讓“等風來”變“引風來”

文｜本刊記者 萬曉曦

在應對一系列城市環境問題時，在建筑和規劃領域需要通過一些設計方法來解決。比如說通過改善城市的通風來減少建筑的排熱，讓整個城市變得更加充實。這就是城市通風的作用。

“十八大”以來，我國進一步加快了轉變經濟發展方式的步伐，加快產業結構調整，走資源節約型、環境友好型的可持續發展之路，從過去單純追求數量擴張轉變為注重發展的質量和效益。很明顯，這需要建立公平、規范、透明的市場和體制環境。

《國家新型城鎮化規劃（2014—2020年）》指出，城鎮化是現代化的必由之路，是解決“三農”問題的重要途徑，是推動區域協調發展的有力支撐，是擴大內需和促進產業升級的重要抓手，對全面建成小康社會、加快推進社會主義現代化具有重大現實意義和深遠歷史意義，要努力走出一條以人為本、四化同步、優化布局、生態文明、文化傳承的中國特色新型城鎮化道路。

鋪就“綠色”新型城鎮化道路

新型城鎮化強調有質量的發展，倡導以城鄉統籌、城鄉一體、產城互動、節約集約、生態宜居、和諧發展為基本特征的城鎮化。新型城鎮化的“新”強調的是意識的創新、發展方式的創新、科技的創新；“型”強調的是轉型升級，強調產業結構的升級，強調由外延式向集約化發展的轉型，由粗放型向精益型的轉型。總體來說，新型城鎮化倡導“綠色、智能、低碳、集約”的城鎮化發展之路。

我國雖然是建筑大國，但建筑用材消耗過高、能耗過大。從全球建筑業市場來看，我國已成為年新建建筑量最大的國家之一，年均新增建筑面積20億m2左右，約占全世界新建建筑面積總量的一半。建筑用水約占可飲用水資源的80%，建筑及附屬設施的水泥消耗量約占全球消耗量的40%，成品鋼材消耗量占全球消耗量的20%以上，建筑廢棄物占社會垃圾總量的45%。我國建筑能耗占全社會終端能耗的比率已從1978年的10%增長到當前的27.5%，綜合建材生產和建造過程，建筑業相關能耗比例超過了40%。

住房和城鄉建設部在《建筑業發展“十二五”規劃》中明確提出，堅持節能減排與科技創新相結合；發展綠色建筑，加強工程建設全過程的節能減排，實現低耗、環保、高效生產；大力推進建筑業技術創新、管理創新，推進綠色施工，發展現代工業化生產方式，使節能減排成為建筑業發展新的增長點。

自2012年以來，住房和城鄉建設部陸續發布了一系列關于加強建筑業節能減排的政策，進一步強化了節能減排工作的落地。例如，住房和城鄉建設部2012年5月發布《“十二五”建筑節能專項規劃》中明確提出，到“十二五”期末，建筑節能將形成1.16億噸標準煤節能能力的目標。2013年4月發布的《“十二五”綠色建筑和綠色生態城區發展規劃》中進一步提出，到“十二五”期末，新建綠色建筑10億平方米，建設一批綠色生態城區、綠色農房，引導農村建筑按綠色建筑的原則進行設計和建造。從國家一系列政策可以看到，國家在積極倡導建筑業走資源節約型、環境友好型的發展之路，綠色建筑與綠色施工已成為國家對于建筑業未來發展的方向性要求。

除此之外，隨著城市中心區建筑越來越高，中心區建筑的容積率也大大提高，而容積率的提高則造成了城市居住面積存在的高地，特別是中心區域的密度變得非常高。這樣就導致了城市空中的梯度逐步在喪失；因為建筑對于風是有阻礙作用的。所以現在城市的特征，一是城市的擴張帶來了城市下墊面的土質化，硬制地面的增加；二是城區的高容積率造成了城區空間的高密度化。

那么，在應對這樣一系列城市環境問題時，在建筑和規劃領域中，能夠做的更多是通過一些設計方法來解決。華中科技大學建筑與城市規劃學院教授陳宏舉例到：“比如說我們要通過改善城市的通風，來減少建筑的排熱，從而減少溶度化，讓我們整個的城市變得更加充實。這就是我們說的城市通風的作用。”

調節城市環境的通風道

人們生活在城市中，人們的活動勢必會對城市產生一定影響。比如人類要排熱、排污等，這些都會給城市帶來影響，也就是現在通常所說的城市熱島效應。城市熱島效應是由于綠地減少等因素，造成城市“高溫化” 。城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象。在近地面溫度圖上，郊區氣溫變化很小，而城區則是一個高溫區，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區域，所以就被形象地稱為城市熱島。形成城市熱島效應的主要因素包括城市下墊面、人工熱源、水氣影響、空氣污染、綠地減少、人口遷徙等多方面因素。

而將城市熱島效應進一步拓展，就變成了五島效應。五島效應是指城市的熱島效應，干島效應，濕島效應，雨島效應和渾濁島效應；根據設在城區和其周圍郊區的氣象站同時間觀測資料表明，城市氣候與郊區相比有“熱島”、“干島”、“濕島”、“渾濁島”和“雨島”等“五島”效應。除了大家熟悉的“熱島”，“干島”指城市水汽壓的平均值與同時期周圍郊區平均水汽壓相比較，城區低于郊區，呈現出“城市干島”效應。“濕島”指城區平均水汽壓高于同時刻的郊區平均水汽壓，出現明顯的“城市濕島”。“渾濁島”指由于城市工業生產、交通運輸和建筑工地施工等排放出的煙塵污染物比郊區多，造成城區的低云量多于附近郊區，這就使得城市的散射輻射比郊區強，直接輻射比郊區弱，大氣的渾濁度顯著大于郊區。“比如說，現在城市里經常會出線暴雨成災的情況，這可以說是‘城市熱島’也可以說是‘城市雨導’。此外，日益嚴重的霧霾現象，就是我們通常所說的‘渾濁島’。”陳宏對此進一步解釋到。

近幾年以來，我們國家已經有很多城市在做城市通風道的一些專項策劃，杭州、成都等地區都在做城市通風道的一些設計規劃。據了解，北京也正研究6條主要通風道以增強通風潛力、緩解熱島效應。

實際上，城市的通風道，在夏天最主要的功能是緩解城市熱度，降低城市內部的溫度；在冬季能促進通風，改善城市內部的污染。武漢市為了降溫，一度在城市內外廣泛布綠，建成六條生態綠色走廊。依靠這六條最窄二三公里、最寬十幾公里的“風道”，以達到使武漢夏季最高溫度平均下降1℃至2℃的目標。而早在2013年，杭州市就已經在研究，希望建一個“城市風道”把郊外的風引進主城區，把空氣中的霾等污染物“吹”走，同時還可以緩解“熱島效應”。南京則針對霧霾污染，在2014年初通過的《南京大氣污染防治行動計劃》，將打造南京“清潔空氣廊道”首次提出，江南、江北各規劃3條生態通風走廊。

以霧霾高發區域北京為例，很多居住在北京的人們有一個直觀的感受，就是北京每次遇到重污染時基本處于無風的靜穩狀態，只有當大于2級的風出現時，霧霾才能隨風而散。這是因為在靜穩無風、大氣擴散條件差的不利氣象條件下，污染物容易堆積。因此，把郊外的風引進主城區，將霾等污染物吹走成為了備選除霾方式之一。

華中科技大學建筑與城市規劃學院對貴陽市進行城市總體規劃時，就做了一個城市通風道的專項規劃研究，這是與貴陽城市規劃局和貴陽市規劃院合作做的一個研究。一直以來，貴陽市的空氣質量是比較好的，在省會城市中貴陽的空氣質量能夠排在前五名，但在這樣好的空氣條件下，冬季同樣會出現連續一周時間城市的空氣污染都在中度以上的天氣，這給貴陽人民的生活帶來了很多影響。

貴陽這幾年的發展速度很快，整個城市的擴張速度也非常快，通過開發周圍的一些新區與主城區等連接在一起，形成了一個比較大的城市。這樣的發展速度下，城市的污染也逐漸變大。陳宏介紹到，貴陽的地理條件非常好也很有特點，貴陽是一個山地城市，這樣一種山地的走向對城市具有非常穩定的導向。貴陽市夏季的主導流向是南風；冬季的主導風向則非常穩定，比較容易組織城市的通風道。

根據貴陽市的總體規劃進行的氣象分析可以看到冬季風向的情況以及夏季風向的情況，這樣的風向情況跟之前得到的貴陽城市主要風向的數據基本上是吻合的。在這個基礎上，華中科技大學建筑與城市規劃學院對其進行了三級通風道規劃，并將通風道分成了一二三級，一級是最高，也是通風道中最主要、最寬的。

在劃分城市通風道的時候，一級和二級的設立最主要的根據是地形的因素。陳宏對此解釋到：“比如說，是不是有一些河流和公園，因為這類地形周圍的建筑密度并不高，比較容易形成通風道。同時，還要關注周圍是否有一些鐵路，因為鐵路的走向正好是順著地勢的，也跟主導風向相結合。所以，貴陽市的一級二級主要通風道的調理，基本上是按照這樣的方式進行，同時也和通風模擬的結果相結合。”

每個通風道中要根據周圍建筑，進行建筑密度、開發強度和高度等方面的控制。在對貴陽市提出通風道規劃以后，針對有通風道和沒有通風道的兩種環境比較，發現設置通風道以后，在通風道附近的風速都得到了提高。同時，夏季時風速的提高也非常明顯；在冬季，設置通風道之后的風速較全市平均水平提高了12%，而集中在通風道中心區域的風速則提高的更多，可達30%左右，這一數據非常有利于治理空氣污染，并在夏季改善城市的舒適度。

通過通風道的設置，也將貴陽市的整體規劃結構轉化了一種思路，從原來“大扁”方式，變成每個開發區域之間采用綠力，也就是通風的稻田風格模式，改變了城市規劃結構的觀念。