高密度環境下底層架空設計在舊工業區改造中的應用
——以香港觀塘區為例

劉思琪，王嘉毅

（1.陜西省土地工程建設集團，陜西西安710075；2.香港中文大學，香港999077）

高密度環境下底層架空設計在舊工業區改造中的應用
——以香港觀塘區為例

劉思琪1，2，王嘉毅2

（1.陜西省土地工程建設集團，陜西西安710075；2.香港中文大學，香港999077）

隨著香港是世界上城市建筑和人口密度最高的城市之一。觀塘作為香港東九龍地區最大的工業區，正在經歷著從簡單制造業到商業、辦公、倉儲、工業制造和住宅的混合功能轉變。觀塘舊工業區由于原先的高密度建筑環境和現在巨大的人口流動、交通運輸量，通風環境和停車位不足等問題變得尤為明顯。提出底層架空的設計方法，結合觀塘舊工業區現狀，通過CFD（Computational Fluid Dynamics）模擬證明底層架空設計對舊工業區更新的實際意義。

舊工業區；底層架空；公共停車；CFD

隨著城市人口的增加、城市建設水平的提升，舊工業區改造成為拓展城市發展空間的重點。底層架空設計在舊工業區改造中有著廣泛的應用空間，是解決高密度城市發展問題的有效方法之一。在建筑技術方面，底層架空設計基本可以適用于所有現代建筑結構，而制約它的主要是人們的思想觀念和底層空間所帶來的商業價值[1]。從氣候上看，底層架空設計作為一種地域性顯著的設計方法，非常適用于南方亞熱帶、熱帶地區典型的濕熱氣候。

香港是世界上密度最高的城市之一，這種高密度主要表現在2個方面：①人口的高密度。到2014年年底為止，香港的人口已經達到了726萬，人口密度排世界第三。②建筑的高密度。香港包括香港島、九龍半島和新界三大部分，陸地總面積約1 100 km2，但香港的主要地形為丘陵山地，使得香港的發展面積只有其陸地總面積的25%.為了讓香港承載更多的人口，香港的現代建筑以高層建筑為主，大量的摩天大樓分布于維多利亞港兩岸。據統計，在香港的建筑中，高度90 m以上的超過3 000座，摩天大樓的數量居于世界首位。人口的逐年上升和土地面積的局限直接造成了香港的高密度環境。在這種極端的城市環境下，城市的空氣質量和土地使用規劃變得尤為重要。

觀塘區位于香港九龍半島的東面，作為香港的首個衛星城，是東九龍地區中最大的工業區。其中有許多工業大廈，同時也有住宅大廈，工業和住宅大廈的共存，使得觀塘變成香港密度最高的地區之一。進入20世紀90年代后，隨著香港制造業的衰退和轉移，觀塘區出現大量的空置大廈，位于觀塘地鐵站附近的工業大廈被改建成商業大廈或作貨倉之用，部分大廈則被改建成寫字樓，從此，觀塘的老舊大廈兼具了商業、辦公、工業和住宅的功能。高密度的設計，加上大量的人口流動，使得觀塘成為了香港環境最差的地區之一，高密度設計的弊端和城市問題在該區域顯得尤為突出。本文以香港觀塘區為例，采用底層架空設計方法，研究探討高密度城市環境下，地面風環境改善和大量路邊停車所造成的道路擁堵解決方案。

1 高密度環境下城市發展面臨的問題

1.1 城市熱島效應和地面風環境

熱島效應是高密度城市設計最突出的問題之一。許多建筑擁有深色的表面，使得表面吸收更多來自太陽的能量，尤其在夏天，造成區域內空氣溫度明顯升高；同時，高密度的建筑布局造成不理想的風環境，減弱了區域內空氣流動，不利于城市與周邊環境的熱交換，形成城市熱島效應。空氣溫度的上升使得該區域不適合行人行走，進一步削弱了區域的商業價值。

1.2 汽車尾氣

作為工業區，觀塘有大量的貨車出入，貨車尾氣污染嚴重；同時，高密度的城市布局，減弱了區域內的空氣流動，使得貨車尾氣的排放物無法在短時間內散去，進一步加劇了觀塘的汽車尾氣污染。尾氣污染不僅不利于行人行走，還會對周邊居民的健康造成嚴重影響。

1.3 停車空間

在過去，觀塘的大部分大廈用作工業用途，大廈都有獨立的停車場。自從觀塘經濟發展轉型以后，觀塘的大廈綜合了商業、辦公、工業等功能，使得區域內的車流量增多，停車的需求也增加。原來首層為停車場的設計不能再滿足如今的停車需求，大量的貨車和其他種類車輛停在了道路兩旁，不僅加重了道路的運輸壓力，還降低了道路的安全性，使得在高密度環境下狹窄的道路變得更加狹窄。另外，原有建筑的底層大多為“私有”停車場，由于不同的“私有”停車場存在較大差異的使用量和閑置狀況，加之停車管理缺乏統一協調調度，間接地造成了道路交通的擁堵。

2 研究對象及方法

2.1 研究對象

本次研究選取觀塘駿業街、鴻圖道、開源道和巧明街圍合的建筑群作為研究對象，占地總面積40 896 m2。通過實地勘察，發現該建筑群中大部分大廈擁有獨立的地面獨立停車場，具體分布見圖1.

圖1 地面獨立停車場示意圖

2.2 研究方法

通過現場調查，對觀塘區的駿業街、鴻圖道、開源道和巧明街圍合的建筑群進行調查分析；根據得到數據，采用數字建模方法對該建筑群進行底層架空改造、CFD（Computational Fluid Dynamics）模擬，分析改造后對通風環境及其他相關方面的影響和改善，研究流程見圖2.

圖2 研究流程圖

3 風環境模擬及結果分析

3.1 模型建造

根據研究基地的建筑尺寸，利用Sketch up pro建立比例為1∶1的模型進行研究。為盡量保證模擬條件與真實情況的相似，在制作研究基地模型時，制作了與原周邊環境相似的建筑群模型。研究基地改造的底層架空為6 m。采用Harpoon對研究基地及其東側周邊建筑進行模擬網格化，通過對地面以上2 m高度的水平網格進行細化，可以獲得較好的模擬效果，網格類型選擇為ANSYS中的六面體構造。同時，本次的CFD模擬使用FLUENT軟件。

3.2 更新改造

考慮到原有建筑內獨立停車場位置和現有底層空間商業價值，對整個研究區域進行部分架空改造，釋放底層空間。在調研中發現，研究基地存在很多巷道，多數巷道寬度小于2.5 m，這些巷道使用率偏低，行走于這些巷道內的人往往不會選擇在其中停留過多時間，一方面是由于兩側高樓帶來的壓抑感，另一方面是封閉環境帶來的空氣質量問題。因此，在改造模型中對中心巷道實施了拓寬。

圖3所示為原有建筑和改造后建筑模型，圖4所示為底層架空改造范圍示意圖。

圖3 模型建立

圖4 底層架空改造范圍示意圖

3.3 數據選擇

在通風環境模擬中，通常會有16個方向的風測數據以供選擇[2]。由于研究區域內沒有當地的測風站，風向數據選用臨近的香港啟德測風站的數據（ABL-BC）。根據啟德測風站的風玫瑰圖，結合研究區域建筑主要朝向，在本次CFD的模擬中選用東風（BC-3x3-0.33-90.prof）和東南風（BC-3x3-0.33-135.prof）作為基本的風場數據，分別進行風速模擬。

3.4 結果對比分析

CFD分析表明，原先建筑群相對封閉的外立面限制了內部的通風質量，部分區域平均風速小于2 m/s。通過改造，建筑群內部的風環境得到了一定程度的改善。尤其是通過區域底層空間架空和拓寬主要內部巷道，整個區域變得相對開放和通透，有利于內部空氣流動。圖5為原有建筑未架空形式風速模擬，圖6為改造建筑架空形式風速模擬。

圖5 原有建筑未架空形式風速模擬

圖6 改造建筑架空形式風速模擬

4 結論和啟示

基于CFD模擬圖像分析結果，我們建議將上述風環境較差（V＜2 m/s）[8]的內部空間設置為公共停車場，即將原本封閉的多個“私有”停車場改造成城市公共停車場，停車場采用統一化和系統化管理，停車數量和停車場利用率會大幅度提高，城市交通擁堵狀況得到有效緩解。

在研究中發現，這樣改造的可行性在很大程度上取決于人們的意識，這既要求業主放棄地面空間帶來的商業利潤，又要有更高的管理要求。

在改造的底層空間中，風環境較好（V＞2 m/s）[8]的空間設置為公共半開敞空間。研究區域的道路普遍狹窄（W＜10 m）且車速較慢，結合圖3、圖4的分析結果，架空空間的邊緣區域（靠近鄰近建筑墻體）具有較好的通風環境，可以形成良好的空氣流動，適合設置為行人步行通道。

在香港，隨處可見的架空設計讓這個人口稠密的地區保持健康和生機。在香港其他工業區的調研中，比如火炭工業區，已經有很多類似的架空設計用作公共停車空間。作為可以解決城市問題和提升舊工業區空氣質量的有效途徑，底層空間架空設計和改造對新興的工業區設計和老舊工業區改造具有一定的啟示和借鑒作用。

［1］葉偉華，王揚.建筑底層架空式開放空間設計［J］.新建筑，2001（6）：56-58.

［2］Edward Ng.Policies and technical guidelines for urban planning of high-density cities-air ventilation assessment（AVA）of Hong Kong.Building and Environment，2009（44）：1478-1488.

［3］李俊果，李朝陽，王新軍.香港大型公共建筑底層架空及啟示［J］.華中建筑，2009（12）：25-29.

［4］崔霖.底層架空的哲學意義［J］.華中建筑，2001（1）：71-73.

［5］Jacob L.Vigdor.Is urban decay bad？Is urban revitalization bad too？Journal of Urban Economics，2010（68）：277-289.

［6］謝浩.底層架空空間的優化設計［J］.建材發展導向，2001（3）：41-44.

［7］張賓.建筑底層架空對風環境影響的研究［D］.石家莊：河北工程大學，2013.

［8］Ng YY，Tsou J Y.Feasibility study for establishment of air ventilation assessment system，Final report.Hong Kong：Department of Architecture，Chinese University of Hong Kong，2005.

〔編輯：劉曉芳〕

TP302.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.150

2095－6835（2017）19－0150－03

劉思琪（1990—），男，陜西禮泉人，碩士，主要從事城市規劃、綠色建筑和可持續發展等相關研究。