濟(jì)南通風(fēng)廊道構(gòu)建影響因素研究

于小洋　呂媛媛　王軍偉

摘要：隨著國(guó)家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，提高城市適應(yīng)大氣環(huán)境變化能力的需要，如何緩解熱島效應(yīng)、霧霾等城市問題成為城市規(guī)劃面臨的難題。文章提出將氣候?qū)W與規(guī)劃學(xué)有機(jī)融合，通過識(shí)別風(fēng)廊影響因素，反作用規(guī)劃空間，以期能有效解決上述問題。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)廊道；城市氣候；城市規(guī)劃；影響因素；作用尺度

隨著近幾年城市的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)規(guī)模向外擴(kuò)張速度的加快，現(xiàn)代建設(shè)地塊地上容積率和建筑密度的增加等城市建設(shè)因素，對(duì)城市原有自然地貌改變較大。再加上城市工業(yè)化進(jìn)程帶來的影響氣候變化的污染排放和小汽車的普及等因素，我國(guó)大部分城市除卻普遍存在的空氣污染和城市熱島效應(yīng)外，近幾年頻繁出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象。

濟(jì)南因其南高北低獨(dú)特的地理因素，城市空間受南部泰山山脈和北部黃河水系的影響，城市因勢(shì)沿東西狹長(zhǎng)發(fā)展。隨著城市不斷擴(kuò)張，原來布局在郊區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)用地與城市生活用地間的距離不斷縮短，在秋季和冬季弱風(fēng)或靜穩(wěn)風(fēng)環(huán)境作用下，工業(yè)污染物不利于擴(kuò)散，進(jìn)一步加重城市霧霾污染，影響城市的安全性和宜居性。

2016年多部委共同頒布的《城市適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案》明確提出打通城市通風(fēng)廊道，緩解城市“熱島效應(yīng)”和霧霾等問題。在城市規(guī)劃中進(jìn)行城市通廊道規(guī)劃，對(duì)提高城市宜居性非常必要。但是通風(fēng)廊道概念屬于城市氣候?qū)W范疇，如何識(shí)別氣候?qū)W中通風(fēng)廊道的影響因素，反作用于城市規(guī)劃領(lǐng)域，有效指導(dǎo)規(guī)劃編制和管理相關(guān)工作有序進(jìn)行的研究顯得尤為重要。

1.基礎(chǔ)概念

1.1何為“城市通風(fēng)廊道”

城市通風(fēng)廊道源自德語的“Ventilationsbahn”，由“Ventilations”和“Bahn”組成，分別是“通風(fēng)”和“廊道”的意思。在我國(guó)傳統(tǒng)的城市規(guī)劃理論中，雖有傳統(tǒng)風(fēng)水堪輿的“擋風(fēng)聚氣（季風(fēng)）、天塹煞（狹管效應(yīng)）、枕山/環(huán)水/向陽（氣候資源利用與災(zāi)害防治）”做法，卻基本沒有提及該概念，僅在規(guī)劃實(shí)踐中有“通風(fēng)走廊”“綠色風(fēng)廊”“楔形綠地”“綠色廊道”等相近說法。

在中國(guó)氣象局印發(fā)的《城市通風(fēng)廊道規(guī)劃技術(shù)指南（第一版）》中，城市通風(fēng)廊道為以提升城市的空氣流動(dòng)性、緩解熱島效應(yīng)和改善人體舒適度為目的，為城區(qū)引入新鮮冷濕空氣而構(gòu)建的通道。

1.2通風(fēng)廊道具體作用形式

通風(fēng)廊道屬于城市通風(fēng)系統(tǒng)的一部分，在空氣流動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，城市通風(fēng)系統(tǒng)還包括補(bǔ)償空間和作用空間（見圖1）。通風(fēng)廊道一般為城市的作用空間和補(bǔ)償空間進(jìn)行空氣交換和流通的廊道空間，一般為城市道路、綠地、低矮建筑物、大型空曠地等開闊用地。

1.3相關(guān)案例研究

（1）德國(guó)風(fēng)環(huán)境評(píng)估與規(guī)劃應(yīng)用。以斯圖加特為例，根據(jù)地表熱力狀況、粗糙度對(duì)空氣流通的影響、土地利用分類、污染物排放狀況等多個(gè)因素繪制《城市環(huán)境氣候圖》，結(jié)合流體力學(xué)模型查找城市空氣流通的重要通道，由政府根據(jù)研究頒布《山坡地帶規(guī)劃框架指引》，并設(shè)置風(fēng)道連接城作用空間與補(bǔ)償空間，確保有效空氣流動(dòng)。

（2）日本風(fēng)環(huán)境研究。以東京為例，2007年日本東京灣首都圈內(nèi)的8個(gè)郡縣聯(lián)合完成“風(fēng)之道”研究，氣象、環(huán)境和規(guī)劃相關(guān)人員根據(jù)收集到的氣象和電腦模擬數(shù)據(jù)，匯總可利用風(fēng)系統(tǒng)信息，由專家根據(jù)不同層面用途評(píng)定處五級(jí)風(fēng)道系統(tǒng)進(jìn)行管理控制。

（3）香港風(fēng)道規(guī)劃。2003年香港規(guī)劃署委托香港大學(xué)開展針對(duì)高密度城市環(huán)境下的《空氣流通評(píng)估可行性研究》，利用風(fēng)速比評(píng)估建筑物對(duì)周邊風(fēng)環(huán)境的影響，隨后該成果納入《香港規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則》中，第11節(jié)城市設(shè)計(jì)指引中增加“通風(fēng)廊和觀景廊”城市設(shè)計(jì)課題和第9節(jié)環(huán)境。其中對(duì)通風(fēng)廊的規(guī)定市利用建筑物在高度、大小、形狀、坐向和位置上的差異來改善空氣流通，適當(dāng)利用規(guī)劃的休憩用地、平臺(tái)、低矮發(fā)展用地和非建筑用地的位置作為通風(fēng)廊。

（4）南京生態(tài)規(guī)劃。2013年南京市委市政府編制公布《南京生態(tài)文明建設(shè)條例（2013-2020）》提出構(gòu)建六大生態(tài)廊道，形成“四橫兩縱”生態(tài)網(wǎng)架。2014年南京市政府出臺(tái)《南京大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出“2014年底前劃定‘清潔空氣廊道，強(qiáng)化城市空間管制和綠地控制，形成有利于大氣污染物擴(kuò)散的城市和區(qū)域空間格局嘲”。

2.城市通風(fēng)廊道構(gòu)建影響因素

由空氣流動(dòng)原理相應(yīng)原理可知，影響城市通風(fēng)廊道構(gòu)建的主要因素為熱能壓力差、通風(fēng)潛力。

影響局部地區(qū)熱能壓力的重要因素：建筑物體積導(dǎo)致熱能壓力增加是主要負(fù)面因素；地形和綠化、水體空間是減少熱能壓力的正面因素。

影響風(fēng)流通潛力的重要因素有：地面粗糙度。其中減少空氣流通的主要負(fù)面因素為地表覆蓋率，增加空氣流通的主要正面因素為自然植被多少和與空曠區(qū)域的距離遠(yuǎn)近。

（1）建筑物體積以立方米為單位。大體積的建筑物收集太陽輻射并減少空氣流通，不但能儲(chǔ)存更多的太陽熱量，同時(shí)還可以減少城市天空開闊度，降低夜間太陽熱能的釋放速度。

（2）地形為水平基準(zhǔn)平面之上以米為單位的高度。受絕熱冷卻（因氣壓變化而冷卻）的影響，海拔越高氣溫越低。地形越高的地區(qū)，熱能壓力效應(yīng)越趨向緩和。由于濟(jì)南是一個(gè)多山的城市，故地形是評(píng)估熱能壓力的一個(gè)重要因素。

（3）綠化和水體空間，包括綠化帶、隔離帶、防護(hù)綠帶等，具有降溫及遮陰的作用，并能降低周邊地區(qū)的氣溫。因此綠化、水體空間的大小和分布是影響人能壓力的重要因素。市區(qū)和郊區(qū)在這方面作用效果不同。

（4）地表覆蓋率是以建筑物的建筑密度來度量地表粗糙度，反映出城市的透風(fēng)度。地表覆蓋率較高，如設(shè)有大型平臺(tái)會(huì)減緩人行道的風(fēng)速。因此，地表覆蓋率高低是影響風(fēng)流通潛力的重要因素。

（5）自然植被。自然植被尤其是草地的粗糙度低，相比其他地表類型（如林地和城市建設(shè)用地等）擁有較大的風(fēng)流通潛力。因此，草地將會(huì)有助于提升城市的風(fēng)流通潛力。

（6）與空曠區(qū)域的距離。包含3部分內(nèi)容：濱水地段、鄰近空曠地段和覆蓋植被的斜坡。水體、空曠地和覆蓋植被的斜坡都有助于增加空氣流通量，使得在其周邊地段的建筑物受益。

3.城市通風(fēng)廊道的規(guī)劃作用尺度

城市在弱風(fēng)或靜穩(wěn)風(fēng)環(huán)境狀況下的空氣環(huán)流類型是城市通風(fēng)廊道評(píng)估和規(guī)劃的基礎(chǔ)。具體可通過分析城市整體的氣候環(huán)境狀況、地形地貌特點(diǎn)等自然特征、城市形態(tài)或建筑物的指標(biāo)對(duì)風(fēng)環(huán)境的影響等，根據(jù)不同層次規(guī)劃體系對(duì)應(yīng)不同尺度下的氣候研究尺度。