氣候適應性角度下河道空間城市設計的分析

有 靜 楊 靜

（盧氏縣河山水利設計有限公司，河南 三門峽 472200）

在歷史長河中，人類都有傍水而居的習慣，因此在河道沿線則建立了多座城市。水，可以被理解為是一座城市的命脈，它對于城市品格的塑造起到了推動作用，以其蜿蜒的狀態提升了城市的靈動美感。對于我國的多數南方城市而言，河道的分布密度高，它們多數都承載了百余年乃至千年的記憶，而在當前的社會背景下，為了進一步推動城市的發展，有必要做好河道空間改造工作，進一步改善城市人居環境。

1 案例概況

關于本文所探討的河道，其受到了外界盛行風以及熱輻射等多重因素的影響，對此引入了Envimet 軟件而展開分析工作，重點圍繞風環境以及人體舒適度而進行分析，將改造前后做以對比，提出一些符合當地氣候的可行改進策略，進一步給出優化模式。

為了持續提升城市的整體質量，當地政府早在2010 年亞運會前期便展開了相關工作，受當時濱水改造工程的影響，河道空間已經得到了一定的優化。關于本文所探討的一期工程，它采取了揭蓋復涌等措施，從而恢復了往日“一灣溪水綠”的狀態。該區域內的用地情況較為復雜，分布有大量的居民區與商業區，且各個街區的密度較大，由于建筑形體的制約作用，遮擋通風廊道現象嚴重，區域內普遍表現出通風不暢的問題。如圖1、圖2 所示，分別為一期改造后總平面圖及改造后圖片。

圖1 一期改造后總平面圖

圖2 改造后圖片

2 研究模型建立

2.1 指標與方法

考慮到環境的不同，應對各類型展開對比性分析，進一步做出綜合性評價。此處引入了慕尼黑人體熱量平衡模型，以此為基礎進一步得到了生理等效問題，建立在某一室內環境之中，此時人的體感溫度將與典型室內熱狀態下所對應的溫度達到相適的狀態[1]。這樣的方式一方面考慮到了氣候參數，另一方面則兼顧了參數對于舒適度的影響，與此同時皮膚溫度等相關內容都可以基于模型計算的方式而得到。

主要基于下述的三大環節而展開研究工作：1） 做好對改造后的現場氣候勘察，此后將得到的結果導入到ENVIMET 之中，以便做進一步的校對分析，需要注意的是，此過程中邊界條件的設定尤為關鍵；2） 圍繞改造前后的風環境展開分析；3） 在上述的基礎上做進一步的總結，提出可行的優化策略，且對方案的實際應用效果進行校驗。

2.2 模型設計

為了便于分析，引入了ENVI-MET 這一知名的微氣候模擬軟件，它建立在CFD 模型的基礎之上，能夠對風熱耦合展開計算分析，使其滿足方案既定的要求。所選取的模型規格為650m×600m，對其進行網格化處理，單個網格均為5m×5m×3m。此后設置邊界約束條件，以便展開數據的分析與校驗工作，使其能夠精準的反映出實際情況。如圖3 所示，為分析模型示意圖。

圖3 分析模型示意圖

3 河道空間對城市微氣候的影響

伴隨著城市的持續發展，城市物理問題尤為突出，最為常見的有熱島效應，對于河道而言則出現了空間混亂的問題，加之人類活動頻率較高，所以基于合理的方式最大化的利用河道空間已經成為了迫切需要解決的問題。在本次研究工作中，重點考慮到人體舒適度這一問題，從而探討出可行的空間優化策略，綜合考慮到氣候性目標，深度尋求濱水空間對于人居環境的影響機制。為了進一步展開研究，參閱了大量有關于河道空間的研究資料，得知河道空間會對城市微氣候帶來直接影響，并總結出如下幾點原因：

1） 河道自身對氣候產生的影響。對于帶狀濱水空間而言，它已經成為了城市極為核心的通風廊道，以濱水帶為基礎，加之河流的影響，可以打造出“水—綠”復合的方式，它可以有效緩解城市熱島效應，在整個城市小氣候調節工作中發揮出不容忽視的作用。水體可以被視為下墊層，它的比熱容處于較大值水平，白天雖然會受到日照的影響，但升溫速度較慢，因此能夠發揮出良好的降溫效果[2]。

2） 河道給城市尺度帶來的影響。在河道的影響下，會使得城市街區的布局發生改變，它能夠在原本密集的城市肌理中起到點綴的作用，提升了風的對流效果，且具有優良的散熱性能，能夠實現對環境以及氣候的有效調節。對此相關人員展開了大量的研究，表明在河道水體的影響下，會給環境帶來降溫增濕的效果，而這又與水體面積、布局等因素有著密切的關聯。

3） 沿河道公共空間帶來的氣候改變。以河道為基本骨架，在其沿線區域設置了一定數量的公共活動空間，主要以點狀以及帶狀的形式為主，在此影響下能夠形成疏散風，進而緩解城市熱島效應[3]。但對當前河道空間設計現狀進行分析得知，普遍存在大型公共空間銜接不足的問題，且濱水空間與城市表現出失聯的現象，雖然設置有一定規模的綠植，但植被的設置合理性欠佳，在對下墊面進行處理時所采取的方式也不夠優良。對此，行業內的多數學者均以城市濱水帶作為基本對象，探討通風道對于熱島效應的影響機制。在經過大量的研究后，雖然取得了一定的研究成果，但主要局限在河道水環境系統的優化這一層面，即它的局限性較強，所得到的方法只適用于部分濱水城市，要想廣泛應用于各城市中依然不具可行性。考慮到此問題，本文展開了實測工作，引入例如行業內先進的CFD 數值模擬技術，以所得到的數據為基礎展開有關于微氣候的分析，旨在給相關人員提供一些可行的參考，從而提升河道城市空間優化策略適用性的效果。

4 建立氣候適應性評價比較機制的必要性

若從整個城市微氣候環境這一大層次進行分析，城市河道將是其中極為重要的資源與環境載體，基于上述的分析可以得知，在面對不同區域展開改造時，伴隨著設計方法的改變，所反饋出的河道對微氣候的影響將會存在差異，如果所采取的處理方式不當，則會在局部空間內引發人體舒適感欠佳的問題，且該地區為典型的高濕高熱高輻射氣候，因此在設計過程中必須進行模擬評價。將河道空間作為突破口，探討其對于城市生態格局等因素所帶來的影響，明確各要素與城市微氣候之間的關系，綜合采用了圖底分析手段，進一步進行了校驗，以便得出最為可行的方案，改善河道對周邊微氣候的調節效果。

5 結語

作為城市的組成部分之一，河道空間會對區域內的微氣候帶來直接影響，為了提升河道空間所帶來的調節機制，需要以實測為基礎，綜合引入計算機模擬分析得到方式，從多個角度切入，總結城市河道空間改造過程中所存在的一些問題，進而得到有關于河道空間對于氣候影響的評價機制，以此為引導建立人體舒適度模型，基于此途徑展開分析并得到可行的優化策略，最終達到提升城市建設質量的效果。