公寓室外行人高度熱舒適性規劃特征

摘 要：本研究的目的是分析中國北京市地區的公寓室外行人高度熱舒適性規劃特征。在朝陽區選取了3種平行布局類型，共選取了325個1 000戶、10棟以上的公寓大樓。最后利用微氣候模型ENVI-met軟件對選取的3種布局類型進行了模擬，對風環境、 熱環境和舒適度進行了評價。研究結果如下：在平行布置中，具有最佳的室外熱舒適性是S/E/P（Slab-East-Parallel）。接下來依次是S/S/P（Slab-South-Parallel）和T/S/P（Tower-South-Parallel）。

關鍵詞：公寓；行人高度；熱舒適性；布局類型；微氣候文章編號：2095-4085（2024）03-0151-04

1 緒論

1.1 研究背景和目的

在過去的100年里，世界的城市化進程以驚人的速度推進。在城市化進程中，大城市的數量有所增加。目前，我國已成為世界的第二大經濟體，發揮著越來越重要的作用，居住環境的優劣是至關重要的根本民生問題，對目前來說，改善居住環境迫在眉睫。居住環境的優劣對健康狀態、精神狀態等有著很大的影響，良好的居住環境對居民是非常重要的。

根據不同時期的布局特點，從城市環境方面對風環境、熱環境、舒適度等主要評價指標進行定量分析。此外，通過調查和不同時期的類型分析，對選定的代表性類型進行了比較分析，并得出對氣候環境有利的類型。最后，預測今后公寓園區空間規劃趨勢，提出小氣候環境緩解對策。

1.2 研究范圍和方法

本研究的范圍是城市公寓園區，分析了1949年至今中國北京整體公寓的基本布局特點。其次，以朝陽區和通州區為主以符合條件的小區為對象，選取325個可以分析平面布置的小區作為案例調查對象，從CADMAPPER下載平面圖進行整理，設定32個類型的分類體系。選擇樣本數較多或從空間規劃角度考慮比較重要的類型，結合法規標準選出3個代表性類型，引入微氣候模型ENVI-met程序進行模擬。通過對高風速、氣溫、平均輻射溫度及PMV的分析，得出了良好的溫熱舒適性類型。

1.3 理論考察

Zhang［1］以北京為中心，研究了中國租賃住房政策的變化，對1949年以來中國保障性住房共分為四個階段。Lee等［2］人以韓國首都圈及京畿道的共同住宅園區為對象，分析了各時代配置類型的變化，選出了備受重視的16個代表性配置類型，并分析了環境可持續性。

2 代表類型分類

2.1 設置案例調查目標

北京質子數控（Zhizi Data）公司開發的房地產統計分析數據庫（http：//www.yunfangdata.com/）收集了朝陽區及通州區小區的名字、容積率、建筑覆蓋率、停車數等數據。共有1 962個小區，對其中1 000戶以上、居住數10個以上（含10個）、容積率150%以上、建筑覆蓋率25%以下條件的325個小區進行了類型分析。為了觀察各小區不同時期布局類型的變化過程，小區按時期和特征劃分為4個階段，每個時期的公寓特征如下（表1）所示。

2.2 設置小區類型分類標準

為分析目標地布置類型，選取主動形式、方向布置和內部布置3個標準，具體設置方法與（表2）相同。

根據表2的布局類型分類標準，為325個小區導出了32個基本類型。其中1949-1977年占13個，1978-1997年占87個，1998-2006年占104個，2007年后占123個。

2.3 選定代表類型

考慮時代背景等因素，我選定了3個平行布局為代表類型。評選結果詳見（表3）。

2.4 設置代表性類型的變量

根據中國《城市居住區規劃設計規范》［3］等現行法規，代表類型設定標準如下：

（1）假設用地規模應設定為東西300m，南北300m，共90 000m2。只是為了得到詳細而明確的結果，每個邊界都擴大到了30m。

（2）容積率設定為2.0～2.5。

（3）建筑覆蓋率設定為10%～20%。

（4）主動側壁間距離設定為15m。

（5）板狀尺寸設置為48m×12m。塔狀尺寸設置為24m×24m。

設定的3個代表類型現狀與（圖1）相同。

3 模擬結果及分析

3.1 ENVl-met介紹

ENVI-met是一個三維微氣候建模程序，由德國Bochum大學的Michael Bruse于1998年開發。它包含了一個三維的土壤模型、植被模型和熱交換模型，由建筑物和地面的相關知識組成，其組成特性可以具體考慮可能對微氣候產生影響的物理過程，其優點是在空間狹小的區域內獲取詳細的氣象信息。其特點是支持無限單元的空間建模網格形式，可以數值分析細致的微氣候變化，并計算城市地區高層建筑引起的周邊地區微氣候變化。有關植被、土壤、建筑物等的條件可以通過多種類型的選擇在網格內部自由布置，根據用戶的設計計劃，考慮實際地形，可以進行微尺度分析。

3.2 模擬條件

根據中國向美國National Oceanic and Atmospheric Administration提交的氣象觀測資料及平均年標準氣象數據，利用氣溫最高的2016年8月3日凌晨0時的氣象數據，對共3個代表類型進行了24小時模擬，并選定外氣溫最高的15：00進行分析。為了排除模擬區域周圍建筑物形態的影響，并盡可能提高數值計算的穩定性，邊界條件設置為Forced。模擬初始輸入條件與（表4）相同。

3.3 代表性類型的風環境分析

通過對代表類型的風速分布圖（圖2）和分布比例

（表5）的分析，風環境特征如下：

大部分公寓在風吹來的第一排或第一排末端出現風速加速段，最大風速包括在其中。風吹來的第一排或第一排的建筑物前后（前后）的風壓差最高，T/S/P的風環境最好，小區風速分布均勻，3.5m/s比例維持在0.1%。由于日照問題，S/E/P幾乎沒有使用。S/S/P方面，0～1.5m/s區域最高，占32.7%，第一排和第一列周圍出現加速區域，共同住宅小區外部風速比里面更高。

3.4 典型熱環境分析

通過對代表類型的氣溫分布圖（圖3）和分布比例（表6）分析，氣溫分布特征如下：并行配置中，29.5～30.5℃比例最高的S/E/P達到47.4%， 30.5～31.5℃比例最低，為19.9%。與T/S/P相比，S/S/P的29.5～30.5℃比例更高，為18.7%。或者從南到北逐漸降低最后一排建筑后面出現了最低溫度。

通過典型類型的平均輻射溫度分布圖（圖4）和分布比例（表7）分析，熱環境特征如下：

平行批次中，S/E/P在41.0～44.0℃和65.0～68.0℃的比例最高， T/S/P和S/S/P在68.0℃以上的比例分別達到80.1%和78.0%。

3.5 代表性類型的舒適性分析

通過典型類型的PMV分布圖（圖5）和分布比例（表8）分析，舒適性特性如下：

在所有布局類型中，PMV值看起來都很高。小區內部PMV值主要集中分布在2.0～3.2、 3.8～5.0區間。在并行部署中，S/E/P的2.0～2.6比例達到22.8%，舒適性比其他代表類型更好。S/S/P和T/S/P陰影區的2.0～2.6、 2.6～3.2比率相似，但T/S/P的4.4～5.0比率比S/S/P更高，達到10.6%。

為了從基本規劃的角度研究可持續住宅區，對1949年以來北京朝陽區和通州區的325個住宅區共32個基本類型進行了分類，共選出3個代表性類型，并利用微氣候模式ENVI-met程序進行了模擬分析，結果如下：在并行部署中，S/E/P的舒適性最好。夏季北京氣溫高，風速超過2.5m/s會影響舒適性。在并行部署中，S/E/P舒適性最好，其次是S/S/P和T/S/P。

4 結論

為了從基本規劃的角度研究可持續住宅區，對1949年以來北京朝陽區和通州區的325個住宅區共32個基本類型進行了分類，共選出3個代表性類型，并利用微氣候模式ENVI-met程序進行了模擬分析，結果如下：在并行部署中，S/E/P的舒適性最好。夏季北京氣溫高，風速超過2.5m/s會影響舒適性。在并行部署中，S/E/P舒適性最好，其次是S/S/P和T/S/P。

綜合上述內容，可以判斷未來北京小區的規模將越來越小，空間布局和配套福利設施布局將呈現更加完善的趨勢。根據案例調查結果，S/E/P類型的小區數量較少，為了提高溫熱舒適感，有必要適當建設S/E/P類型的小區。但是中國人喜歡朝南的房間，事實上夏季北京氣溫很高。今后將各代表類型與實際案例相結合，形成一致性據判斷，有必要進行石材、建筑材料及植被類型研究。

參考文獻：

［1］Zhang， Z. W.A Study of Public Rental Housing Policy Changes in China and Future Tasks -Focused on Beijing City-， Thesis， Kangwon University，2015：28-53.

［2］Lee，B.H.Lee，G.W.和Yeo，Y.H.Comparative Study of Environmental Sustainability in Basic Community Planning for Multiple Stock Housing based on Lay-out Types，Journal of the Architectural Institute of Korea Planning amp; Design，2010，26（10）：271-282.

［3］中華人民共和國住房和城鄉建設部.《城市居住區規劃設計規范》，2002：1-17.

［4］中華人民共和國住房和城鄉建設部.《建筑節能氣象數據標準》，2014：10-11.

［5］中華人民共和國國家統計局.《中國房地產統計年鑒》，2017：40-42.