綠地對居住區熱環境的影響綜述及其規劃策略研究

賀松

摘 要：從城市居住區熱環境的角度出發，歸納總結綠地對居住區熱環境影響。并基于改善居住區熱環境目的，從綠化規模、綠地布局、植物配置等三方面提出具體的居住區規劃設計調控策略。

關鍵詞：居住區；綠化覆蓋率；綠地布局；熱環境

中圖分類號：TU985.12+5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）18-0129-02

Abstract： From the point of view of the thermal environment of urban residential areas， this paper summarizes the influence of green space on the thermal environment of residential areas. Based on the purpose of improving the thermal environment of residential areas， the paper puts forward specific strategies of planning， designing and controlling residential areas from three aspects： the scale of greening， the layout of green space and the allocation of plants.

Keywords： residential area； green coverage； green space layout； thermal environment

引言

綠地主要通過降溫、增濕、遮陽、改變風速風向和產生林地風等五個方面對居住區尺度的熱環境進行影響、改善與調節，程度隨綠化規模、綠地布局方式、綠地形式及形態等不同而有所差異。

1 綠化規模對居住區熱環境的調節

1.1 綠化覆蓋率

一般情況，居住區內的綠化覆蓋率與溫度為明顯的反比關系。在其他條件不變的情況下，居住區綠化覆蓋率每增加10%，溫度則會降低0.2-0.9℃。

李延明對北京市通過采用遙感影像技術，發現城市的熱島問題的嚴重程度與城市的綠化覆蓋率呈反比關系，也就是說，城市綠化覆蓋率指標值越大，城市熱島問題明顯較輕。其他條件相同的情況下，城市綠化覆蓋率為30%，熱島效應能一定程度得以改善，如期望城市熱島效應很小，城市的綠化覆蓋率需大于50%。

劉夢飛以北京大學地理系繪制的氣溫等溫圖與500×500m2的網格中城市綠化覆蓋率為基礎，研究分析得出：城市的綠化覆蓋率與城市氣溫存在顯著的負相關性。在其他條件不變的情況下，城市綠化覆蓋率每增加10%，理論上，城市溫度會降低2.6%左右。在全天中，晚上的城市綠化降溫的能力強于日間，綠化覆蓋率每增加10%，晚上的溫度一般可以降低3.0%左右。同時，當一個城市或地區的綠化覆蓋率高達50%，城市氣溫最大降幅可達到15%。

胡永紅、秦俊為研究多層居住區綠化因子與溫度的關系，選擇用地面積在5萬m2，共14個樣本居住區，進行TM地表溫度反演，結果顯示，居住區氣溫與綠化覆蓋率存在極顯著線性負相關。當居住區內完全沒有種植綠色植被時，小區的氣溫高達36℃，此后，當居住區綠化覆蓋率每增加10%，小區氣溫降幅可達0.2℃。根據《城市居住區規劃設計規范》（GB50180-93）（2016年版）規定的居住區綠化覆蓋率最低值為30%計算，通過綠化可將使居住區溫度降低0.6℃。

1.2 平均綠地圖斑面積

一般情況，當居住區內平均的綠地圖斑面積小于100m2，基本對居住區的溫度、濕度等熱環境無明顯的改善；當居住區內平均的綠地圖斑面積大于1600m2，對居住區的溫度、濕度等熱環境改善才較為明顯。

高凱，秦俊等為研究居住區綠化形狀與溫度的關系，通過采用TM衛星反演和航空影像結合技術，選擇綠化覆蓋率35%左右的居住區進行研究，結果顯示：居住區溫度與綠地斑塊面積（綠地面積/綠地圖斑數量）呈現較為明顯的線性負相關性，與綠地圖斑密度（綠地圖斑數量/綠地面積）呈現較為顯著的線性正相關性，但與綠地圖斑形狀無明顯相關性。通過軟件分析得到，在居住區綠化覆蓋率一定時，當平均綠地圖斑面積規模少于100m2，綠化對居住區熱環境無明顯改善作用。隨著規模增大，綠化對居住區熱環境改善越來越明顯，當規模為1600m2，可使居住區溫度降低1.5℃。

2 綠地布局模式對居住區熱環境的調節

研究表明，相同綠化面積條件下，集中式綠地布局優于分散式綠地布局，主要體現在降溫和通風方面。

2.1 集中式綠地布局與分散式綠地布局對溫度的影響

宋培豪通過對某大學宿舍區進行實地監測數據，結果顯示：成片的綠地周邊溫度明顯低于分散設置的綠地周邊溫度，一方面由于成片的綠地周邊植物溫蒸騰效果強于分散的綠地，另一方面，成片的綠地更容易充分發揮綠色植被的聯動效應，形成“城市冷島”。

2.2 集中式綠地布局與分散式綠地布局對通風的影響

同時宋培豪研究也表明，集中式綠地布局比分散式綠地布局更有利于居住區的通風，由于集中式綠地與建筑形成的空間較明晰、有序，空氣流通阻礙少，同時也不容易產生漩渦風；分散式綠地布局由于空間結構較凌亂，空氣流通往往不順暢，風速折減系數高，同時也容易產生不規則的漩渦風。

3 綠化配置對居住區熱環境的調節

相關研究表明，“喬木+灌木+草地”相結合的綠地模式對居住區的溫度降低，濕度增加的能力最強，其中降溫幅度和濕度增加強度與喬木所占比例、郁閉度呈正比。

3.1 不同類型的綠化對居住區氣溫的影響

喬木、灌木、草坪等不同類型的綠化，以及是否雙排、多排種植模式，均是影響居住區的氣溫降幅強度的因素之一。

高凱，秦俊對居住區內的高密喬木、小喬木、灌木、純草坪和硬質鋪地等5種不同類型的綠化進行實施動態的監測，結果顯示：從一天平均溫度來看，各綠地類型降溫效果依次為高密大喬（1.9℃）>小喬（1.5℃）>灌木（1.1℃）>草坪（0.6℃），表明高密的喬木明顯對居住區的降溫效果最佳，小喬木其次，單一的草坪對居住區內的降溫效果不佳。

此外，由于考慮到綠化覆蓋率沒有區分具有不同生態效益的喬灌草比例，以及喬木的降溫作用是灌木和草本的數倍。胡永紅，秦俊以TM衛星反演和0.25m的航空影像為基礎，研究喬灌草面積與居住區氣溫的關系，結果顯示，喬木所占的比例與居住區氣溫存在明顯的反比關系。當居住區溫度36℃，綠化覆蓋率35%時，假如綠化中完全沒有未種植喬木時，居住區內的溫度降幅只有0.5℃；當居住區綠化中喬木面積比例每提高10%，居住區內溫度降幅為0.16℃；當居住區內的全部綠化均為高密大喬木時，居住區內的溫度降幅可高達2℃。

張小松通過對長沙某庭院的綠地周邊的溫度采用現場實測的方法，以此解釋了不同的綠地模式對氣溫的影響不同。數據顯示：鋪地、草地、“灌木+草地”、“喬木+灌木+草地”的一天的平均溫度分別為37.6℃、35.3℃、32.8℃、32.1℃，表明“喬木+灌木+草地”是居住區的降溫最為明顯的綠化種植模式。同時研究發現，草地周邊的溫度在下午某些時段也有一定幅度的降低，主要是由于溫度監測點的草地位于喬木或住宅樓的陰影區，因此也在一定程度上說明綠化對居住區降溫的效應，主要通過遮陽來實現的。

郭偉，申屠雅瑾，鄧巍等的相關研究表明，“喬木+灌木+草地”、且綠化郁閉度>0.6的綠化模式對地區溫度降低程度明顯高于“喬木+灌木+草地”、且綠化郁閉度為0.2-0.4的綠化模式。

3.2 不同類型的綠化對居住區濕度的影響

李輝，趙衛智，古潤澤等相關研究表明，“喬木+灌木+草地”相對濕度最大，其次為“灌木+草地”，單純草坪的濕度最小。主要原因為“喬木+灌木+草地”綠化模式垂直空間層次多，通過大量的樹冠遮陽降低周邊溫度，同時更大規模的綠量通過蒸騰作用產生更多的水蒸氣，在密集的空間內部也不容易流失。

3.3 不同類型的綠化對居住區通風的影響

當居住區內的綠化形式不同時，其內部的通風狀態也會不一致。例如采用結構單一的大草坪，由于草地的迎風面可以忽略不計，因此對居住區的整體氣流活動基本沒有影響。采用“喬木+灌木”綠化，由于兩者形成的迎風面較大，對居住區的氣流活動強度及頻率的影響十分明顯。一般情況，樹冠越高、樹冠密度越大、多排種植，對居住區的氣流的阻擋越大。相關研究表明，多排種植的“喬木+灌木”林帶可以降低風速70%-90%。

4 結束語

綜上所述，居住區內的綠化主要通過規模、布局形式、綠化類型及配置等三方面來調節微氣候。因此基于改善城市住區的熱環境問題，建議在規劃設計階段，采用以下熱環境調控措施：（1）居住區綠地率不應低于30%，綠化覆蓋率不宜低于70%。（2）居住區平均綠地面積不宜過小，宜大于1600m2。居住區內綠化的聚集程度，可采用平均的綠地圖斑面積來表達。當居住區的平均綠地圖斑的面積規模越大，表明居住區內綠地越集中，即偏向集中式綠化布局；當居住區的平均綠地圖斑面積規模越小，說明居住區的綠化空間越為破碎。隨著平均綠地圖斑面積規模的增加，對居住區的降溫能力、增濕能力也越強。（3）居住區綠地宜采用集中式布局為主，分散式布局為輔的模式。集中式綠地布局主要可以通過對居住區的溫度的降低、濕度的增加和通風順暢來調節和完善居住區微氣候。（4）居住區宜采用“喬木+灌木+草地”多層次的綠化種植模式。“喬木+灌木+草地”的綠化種植模式對居住區溫度的降低最為明顯，同時也容易形成較高的空氣濕度。（5）居住區綠化配置宜提高喬木所占面積比例，增加三維綠量。即使一個住區擁有完全相同的綠化覆蓋率，由于綠化覆蓋率概念并沒有區別不同植物類型，如喬木、灌木和草坪的比例，也會導致完全不一致的降溫增濕效果。如綠化覆蓋率一致，采用單純的草坪與采用“喬木+灌木+草地”多層次的綠化配置的熱環境改善效果顯然完全不一致。

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