基于熱環境評價的傳統街巷更新策略研究

陳岑 仇海囡 張宇涵

摘要：街巷是城市空間的基本組成部分，而傳統街巷更是集中體現城市歷史文化風貌的區域。隨著城市化進程的加快，部分歷史街區未能及時更新，室外熱環境惡化，嚴重影響空間使用率和居民健康。文章以鎮江市大龍王巷歷史街區為例，通過研究夏季街巷熱環境狀況，探討街巷空間形態要素與微氣候參數以及生理等效溫度之間的關系，為傳統街巷空間更新設計提供新的視角和策略。

關鍵詞：傳統街巷;熱環境;微氣候;歷史街區

中圖分類號：TU984.114 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2022）01-00-03

0 引言

我國大量居住型傳統街巷更新滯后，狹窄的空間和綠化的缺乏使得夏季街巷空間過熱，嚴重影響空間使用率和居民健康。研究表明，極端高溫引發的死亡率逐年上升，其中老年人死亡人數占比最大[1]，而老齡化正是許多傳統老舊街區共同的特點和困境。因此，改善傳統街巷戶外空間熱環境，不僅能提高居住空間的品質，增強社區活力，也有助于緩解高溫對老年人等城市脆弱群體健康的影響。

城市形態影響著城市冠層內大氣與下墊面之間的能量交換過程，營造出多樣性的微氣候環境[2]。微氣候要素中的太陽輻射、空氣溫度、相對濕度、空氣流速、周圍物體表面溫度等產生的熱環境作用于人，影響人的冷熱感覺[3]。以往傳統街巷的熱環境研究多集中于商業型歷史街區，如南京的高淳老街、老東門歷史街區等，可操作空間大，熱環境改善手段多[4-5]。居住型歷史街區因街巷狹窄，可改造空間有限，其熱環境的提升手段仍需進一步拓展。因此，文章以鎮江大龍王巷歷史街區為例，通過研究街巷空間形態對熱環境的影響，探討熱環境改善策略，以期為傳統街巷空間更新設計提供新的視角和思路。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域概況

鎮江毗鄰南京，屬亞熱帶濕潤氣候，一般從6月中下旬的黃梅季開始入夏，7月、8月最為酷熱，最高氣溫可達40.2℃[6]。大龍王巷歷史街區位于鎮江市老城區，是典型的格網狀空間格局。街區內街巷主要走向有東北—西南（NE—SW）和西北—東南（NW—SE）。當地政府于2007年批準頒布《大龍王巷歷史文化街區保護規劃》，但一直未能啟動改造工程，房屋日漸老舊，街巷狹窄，導致該區域熱環境問題凸顯，亟待改善。

1.2 研究方法

研究選取街區內典型街巷，在晴朗、少云、少風的夏季典型氣象日（2020年8月18日）測量實地微氣候數據。使用設備包括：Watchdog 2900E微型氣象站，監測高度為10米;TR-72wf溫度記錄儀，監測高度為1.5米，分別設置在典型街巷中;利用測距儀測量典型街巷的寬度和兩側建筑物的高度用于模型建構。微氣候模擬軟件選用ENVI-met 4.4.5，設置氣象邊界條件為：初始風速2.2m/s，初始風向240°;初始溫度最小值28.48℃，最大值38.31℃;初始濕度最小值45.21%，最大值66.79%。經校驗之后，導出數據分析。

根據街巷空間形態實測數據，街區街巷寬度可分三個等級：Ⅰ級3.5～4米，最寬處可達5～6米;Ⅱ級2.5～3.5米;Ⅲ級，2.5米以下的細巷，最窄處僅為1.5米。每個等級不同方向各選一條作為典型街巷作熱環境研究，共計6條，具體街巷名稱及參數見表1。

2 數據結果分析

2.1 街巷走向對熱環境的影響

通過ENVI-met可視化數據界面觀測，相同時刻NW—SE街巷的高溫區面積明顯大于NE—SW街巷，而相對濕度則相反;細巷的高溫區面積小于寬巷。圖1a～d四幅圖為溫度峰值時段13：00～15：00不同方向街巷微氣候參數的平均值對比，以及同方向不同寬度街巷在該時刻的微氣候要素差異對比。誤差棒顯示，不同寬度的NW—SE街巷間的溫度波動小于NE—SW街巷，這與NW—SE街道更接近太陽運動方向以至東西兩側的遮擋較少有關，因此太陽照射對溫度的影響更為重要。由于溫度較高，NW—SE街道相對濕度始終低于NE—SW街道，不同寬度的NW—SE街巷相對濕度差異較小;因為溫度差異較大，NE—SW走向街道不同寬度間的相對濕度差異也更明顯。不同方向街巷的平均風速差異不大，但不同寬度的NW—SE街巷的平均風速差異明顯小于NE—SW街巷。NW—SE街巷平均輻射溫度在14：00達到峰值，而NE—SW街巷在13：00達到峰值，隨后減小。總體上，NE—SW街巷的平均熱輻射溫度比NW—SE街巷低。

2.2 街巷空間形態與微氣候參數的相關性

為進一步分析街巷空間形態與微氣候參數的相關性，將街巷空間根據兩側建筑高度的不同為三種斷面取點并導出數據，即兩側建筑等高空間、北側（東側）高南側（西側）低空間、南側（西側）高北側（東側）低空間。利用SPSS統計軟件分析微氣候參數（空氣溫度（Ta，℃）、相對濕度（RH，%）、風速（WS，m/s）、平均輻射溫度（Tmrt，℃）、生理等效溫度（PET，℃））與空間形態指標（寬度<W>、天空可視因子<SVF>、街道寬高比<H/W>和兩側建筑高度）之間的關系。其中，PET是廣泛應用于室外熱舒適評價的指標，SVF是描述城市幾何形狀的重要指標。

通過相關性分析可知（見表2），在NW—SE街巷中，Ta與SVF、W、H/W顯著相關。Ta與SVF、W呈正相關，與H/W呈負相關。這表明，天空的遮蔽率較低，即兩側建筑越低、巷道越寬，該街巷空間的空氣溫度越高。RH與SVF、W呈顯著負相關，與H/W呈正相關。因此，街巷越寬，相對濕度越低。Tmrt和PET值與SVF、W、H/W顯著相關，即街巷越寬，受到太陽輻射影響越大，人體熱感覺更強烈。同時，Tmrt、PET與南側建筑高度呈負相關，即NW—SE街道中南側建筑增高可以降低Tmrt和PET值，而這兩個值與北側的建筑高度無關。此外，風速與H/W的相關性較小。在NE—SW街巷中，SVF對微氣候參數均有顯著影響。W和H/W與Tmrt和PET值呈顯著正相關，對Ta、RH和風速無顯著影響。此外，西側的建筑高度對所有微氣候參數都有顯著影響，即NE—SW街巷西側的建筑高度越高，阻擋太陽輻射越多，從而降低了Tmrt和PET值。

3 基于熱環境評價的歷史街巷更新策略

在當前城市建成環境難以改變的形勢下，設計師可以基于熱環境評價對街巷空間進行局部的微環境改造，以提升戶外空間的熱舒適度，增強空間活力，具體更新策略如下。

第一，拆除違章搭建，疏通街巷空間，增強街巷內通風散熱能力。歷史街區的街巷不僅是街區的骨架和交通線，也是調節街區微小氣候的通道。通暢寬敞的街巷有利用街巷通風，帶走部分暑濕，提升熱舒適度。可拆除該街區保護規劃范圍以外的房屋，減小建筑密度，拓展街巷寬度，增加街巷空間中的小型點狀或塊狀空間，從而增強通風散熱的能力。

第二，充分利用垂直空間，增加立體綠化。由于街巷空間有限，要滿足通行、休憩、交往等多種功能，因此垂直綠化、屋頂花園等是較為合適的選擇。建議在長時間接受太陽照射的墻面、陽臺、窗臺運用多種垂直綠化方式，一方面增加綠量降低戶外空間熱應力，另一方面提供建筑隔熱降低室內能耗。垂直綠化方式可以運用傳統的廊架、花架形式，也可以鼓勵盆擺式、布袋式等新方式新材料的運用，豐富空間種植效果。綠化品種除了常見的攀緣或藤蔓植物之外，應該選擇街巷居民喜聞樂見的植物種類，特別是觀賞蔬菜類植物品種，倡導居民自發參與，提升市民共同維護綠化的積極性。

第三，基于微氣候模擬結果，合理增置景觀設施小品。通過觀測微氣候模擬結果，在夏季街道的陰影處設置座椅、坐凳，提升休憩設施的利用率。此外，對于暴露在陽光下的小型廣場，可增設遮陽設施，以提升其熱舒適度。

4 結語

近年來，由于部分城市歷史街區更新滯后，因此街區室外空間品質日漸降低。基于微氣候視角的更新改造，能集約化利用資源，為歷史街巷更新改造提供新的思路。此外，利用微氣候理論進行街巷空間的微改造也是遵從國家“以用促保”的新要求，提升歷史街巷室外空間的使用率，增強舊城活力。希望文章的分析能在未來為其他相似歷史街區、老舊小區及棚戶區的改造等項目提供理論借鑒和設計依據。

參考文獻：

[1] 林于凱，何孫俊，王宇春.臺灣老年人死亡風險與長期極端高溫相關性研究[J].環境研究，2011（8）：1156-1163.

[2] T. R .沃克.邊界層氣候[M].倫敦：勞特利奇出版社，2002：284-297.

[3] 黃建華，張惠.人與熱環境[M].北京：科學出版社，2011：134-157.

[4] 熊瑤，嚴妍.基于人體熱舒適度的江南歷史街區空間格局研究：以南京高淳老街為例[J].南京林業大學學報（自然科學版），2021，45（1）：219-226.

[5] 楊陽，唐曉嵐，吉倩妘.基于ENVI-met模擬的南京典型歷史街區微氣候數值分析[J].蘇州科技大學學報（工程技術版），2018，31（3）：33-40.

[6] 馬國進，潘榮軍.鎮江年鑒2020[M].北京：中國統計出版社，2011：6-7.

作者簡介：陳岑（1983—），女，江蘇鎮江人，碩士在讀，研究方向：環境與公共藝術設計。

仇海囡（1984—），女，江蘇濱海人，碩士，高級城鄉規劃師，研究方向：城市規劃與設計。

張宇涵（2000—），男，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：環境與公共藝術設計。