淺談氣候變化對城市設計的影響
——以綠色基礎設施建設為例

楊晟

悉尼大學 新南威爾士州 澳大利亞 NSW2006

1 城市設計適應氣候變化的必要性

觀測和所收集的數據證明，氣候變化已經對環境系統和社會造成了以下影響：①海平面和海水溫度普遍上升。②河流流量變化帶來的洪水和干旱問題。③森林面積減少，森林火災增加。④夏季高溫熱浪。⑤極端天氣的強度和頻率增加。城市在面對以上氣候問題時，因為人口高度集中，所以更具有脆弱性，迫切需要通過新的城市設計來應對氣候變化[1]。

2 綠色基礎設施、城市設計和氣候變化適應

城市設計可以通過多種方式來適應氣候變化，減少氣候變化對城市居民的負面影響。其中，綠色基礎設施是比較成熟的設計理念。綠色基礎設施是由河流、公園和自然開放空間組成的網絡。但它也包括更具創新性的城市組成部分，如屋頂花園和綜合雨水管理設施。與傳統的市政基礎設施不同，綠色基礎設可以施協調城市的自然生態循環，充分利用自然環境來適應外界影響。一份報告(Pitman等2015)表明，綠色基礎設施可以幫助城市環境適應氣候變化。首先，綠色基礎設施能夠增強城市的韌性。綠色基礎設施可以通過降低溫度、改變風速和管理水資源來減少氣候變化對城市的負面影響。其次，綠色基礎設施可以幫助植物和動物更好地適應氣候變化，確保物種多樣性和城市的可持續發展。因此，從長遠來看，綠色基礎設施可以幫助城市適應氣候變化。在早期的城市設計中，人們對環境、社會和氣候變化的影響了解甚少，而且常常過度設計。為了防止環境危害，大量建設了市政基礎設施。這種設計通常缺乏環境彈性，反而使城市更容易受到極端天氣的影響[2]。

3 城市高溫

高溫和死亡率之間存在一定的聯系。來自澳大利亞的報告顯示，在二十世紀，高溫導致死亡的人數超過了颶風、閃電、龍卷風、洪水和地震等自然災害的總和(Pitman等2015)。而2003年，歐洲的熱浪估計導致了4萬人的死亡。隨著全球變暖的加劇，城市極端高溫的次數將增加，這可能對城市居民的生命健康構成威脅。再加上熱島效應，城市迫切需要合適的設計來降低溫度。

3.1 城市尺度對于高溫的適應

一份報告(Pitman等2015)表明，綠色基礎設施可以幫助城市適應氣候變化。因此，在這種尺度下，城市應該通過建設或改造現有基礎設施來減少熱島效應，并適應持續高溫。5個主要參數影響著人們在室外環境中對溫度感知：①空氣溫度；②空氣濕度；③風；④太陽輻射；⑤地面輻射。

第一步是建設高質量的綠地。這些綠地由點、線、面組成，包括街道樹木、公園和濕地等。最后這些點線面狀的綠地會形成一個綠色空間網絡。網絡中的綠色植物會遮蔽城市的人造表面，減少了太陽和地面輻射來降低溫度。除此之外，綠色植物的蒸騰作用還可以通過增加城市空氣濕度來降低環境溫度。綠色基礎設施中的水體，包括河流、湖泊和濕地，也會增加城市的濕度。改變建筑的朝向來減少太陽輻射。街道的寬度和方向也會影響太陽輻射量和風的流動，被動通風也可以有效降低溫度。街道樹木的樹冠、屋頂花園和建筑的綠色生態立面也可以提供充足的遮陽。在夏季最大化遮陽和通風的同時，要考慮冬季采光的需求。

3.2 社區尺度對高溫的適應

在社區尺度，適應高溫的策略應該專注于提供涼爽的室外區域來影響建筑空間。例如，行道樹的蒸騰作用可以降低環境溫度，同時可以為建筑的低層部分遮陽。在社區內修建生態溝渠，減少人工表面的面積。另外，社區也可以根據當地的盛行風向來確定建筑和街道的朝向，加強建筑之間的空氣流通。

3.3 建筑尺度對高溫的適應

在建筑尺度上，機械空調是保證高溫時熱舒適最有效的方式。然而，這種解決方案增加了室外環境的多余熱量，增加了能源消耗和溫室氣體排放。適應高溫的最佳方式是采用非機械冷卻方式來降低室內溫度，機械制冷只是確保建筑在極端高溫下的熱舒適性。主要通過綠色生態立面、遮陽板和隔熱有色玻璃來減少建筑因太陽輻射導致的高溫。設計良好、自然通風和自然蒸發冷卻的住宅建筑可以有效降低室內溫度。

4 結束語

本文介紹了城市設計如何適應氣候變化引起的高溫問題。城市要適應這些氣候變化問題，就需要對現有的城市環境進行改造。適應氣候的城市設計需要一種適用于所有尺度的全新設計過程，從單個建筑到社區再到城市，不同的尺度將影響氣候適應決策。城市尺度和建筑尺度的氣候適應戰略需要相結合，通過綠色基礎設施重塑城市的自然循環過程，增強城市對氣候變化的適應能力，提供更好的城市生活環境。