山地社區微氣候優化與空間設計的耦合研究

重慶坐落于中國西南部，被譽為“山城”，其多山的地形不僅孕育了豐富的自然景觀，還帶來了夏季的高溫氣候。重慶主城區的大部分區域位于四川盆地，這種地形特征造成了夏季散熱緩慢、升溫迅速的問題。據統計，在2024年，重慶37個區縣出現1—16天 40^°C 以上高溫。面對這樣的氣候挑戰，除了傳統的空調和風扇等降溫手段外，對城市微氣候進行調節的需求變得尤為迫切。

一、山地社區微氣候優化目的

近年來，城市熱島效應引起了人們的廣泛關注。人們在追求優質人居環境的同時，也深感夏季城市熱島效應帶來的不適。開展山地社區微氣候優化的目的在于改善城市熱島效應，深入分析重慶夏季的氣候特點，特別是高溫、高濕、靜風等現象，并探討這些氣候特征與城市熱島效應之間的關系。此外，重慶作為一個典型的山地城市，其社區在夏季面臨的微氣候問題尤為突出，包括通風不暢、熱輻射積聚、建筑材料反射率低以及綠化不足等。對此，分析微氣候優化對于提升人居環境舒適性與降低能耗的影響，并采取有效措施對其進行優化，有利于促進山地社區人居環境舒適度的提升，推動重慶的可持續發展。

二、山地社區空間設計要點與目標

在山地社區空間設計過程中，首先需要明確一個問題一一如何有效運用設計策略來干預并改善山地社區的微氣候條件。其次，應進行實地分析，深入考察當地現狀，從城市空間中的人為因素和自然因素兩方面著手，詳細探討并分析可能的干預點。最后，通過綜合運用人為和自然因素的干預手段，解決微氣候調節問題，并探索除常規調節方法之外的綜合應用策略。

山地社區空間設計目標在于解決城市空間存在的問題，提出一個適應重慶山地地形特點的微氣候優化設計框架，制定可以適應重慶大部分山地社區的綜合設計策略。

三、山城社區微氣候優化與空間設計的耦合機制

第一，微氣候的各個要素與城市空間形態之間存在緊密的聯系。高密度的建筑群會阻擋長波輻射的散熱，導致熱量在建筑群中積聚；普通的硬質鋪裝會吸收大量太陽輻射且反射率低，使得表面溫度升高；建筑高度及街道的寬度是影響微氣候優化的關鍵因素，比如重慶的山地社區多為狹窄的街道，這種布局會阻礙空氣流通；較低的綠化率會削弱遮陰效果，樹木較少的區域不僅會增加太陽輻射的吸收，還會降低植物的蒸騰作用，而植物的蒸騰作用是降低植被附近溫度的重要因素。此外，城市的主導風向不容忽視，如重慶夏季的主導風是東南風，因此在進行微氣候優化時，必須注重主導風向對城市空間形態的影響，同時還要考慮風速對溫度的作用。

第二，山地社區的微氣候具有特殊性，如地形起伏對風場、熱環境具有重要影響。地形起伏不僅會改變風場的流動路徑，還會影響熱環境的分布。例如：在山坡上，由于地形的抬升作用，風速可能會增加，這有利于散熱和降低溫度；而在山谷或低洼地帶，風速可能會減小，導致熱量積聚和溫度升高。此外，地形起伏還會影響太陽輻射的分布和反射，進而影響城市的熱環境。因此，在山地社區微氣候優化與空間設計中，必須充分考慮地形起伏對風場和熱環境的影響，制定出科學合理的

空間設計方案。

四、山地社區微氣候優化案例

（一）典型社區選取

選取位于重慶市渝中區捍衛路與臨華路交叉路口的臨華路小區（圖1），該社區建于20世紀八九十年代，是重慶典型的老舊住宅區，其不僅歷史與文化底蘊深厚，還展現了山城民居的獨特魅力。然而，該社區也面臨一些發展問題，比如建筑密度大、立面涂料脫落、巷道狹窄、隔熱材料老化、通風廊道缺失以及日照間距不足等。針對這些問題，筆者通過分析具體的設計方法，以空間場地與城市微氣候調節的耦合機制為基礎，綜合關注人工因素與自然因素，并構建出一套綜合性的設計策略。

（二）熱環境實測

2024年重慶市氣象局發布的夏季氣溫監測數據報告顯示，渝中區在夏季的高溫天氣情況為：7月份，氣溫超過 37°C 的天數累計為11天；8月份，氣溫超過 37^°C 的天數累計為26天；而9月份，氣溫超過 37°C 的天數有所回落，為21天。特別是在中午時分，重慶市地表溫度峰值甚至突破了 40°C 。這種極端的高溫狀況對居民的日常生活造成了影響，并顯著降低了居住環境的舒適度。重慶市2024年部分地區8月高溫日數統計如表1所示。

五、山地社區微氣候優化與空間設計的耦合策略

（一）空間設計原則

在綜合考慮周邊位置及尊重社區人文歷史風貌的基礎上，在開展山地社區微氣候優化與空間設計時，需遵循兩個基本原則，即適應性原則與系統性原則

第一，適應性原則涵蓋地形適應、氣候響應和居民行為整合三個方面。在地形適應方面，應充分考慮山地高差所形成的坡向差異，利用自然地形優勢進行通風和排水設計，以自然方式調節微氣候；在氣候響應方面，盡管設計主要關注夏季高溫高濕氣候調節，但也需兼顧重慶冬季日照時間短、光照不足以及靜風多霧的季節性特點，以實現設計的季節適應性；在居民行為整合方面，需通過觀察社區內的便民梯坎步道、社區小廣場、休閑平臺等區域，結合居民日常活動路徑，優化遮陰設施和通風節點布局，以提高人體熱舒適度和空間利用率。

圖1重慶市渝中區臨華路小區航拍來源：自攝

第二，系統性原則由多尺度協同和生態-技術融合兩個核心部分構成。在多尺度協同方面，參照室內設計的三大界面（天花板、地板、墻面），社區微氣候調節界面亦可劃分為三個層次：天空、街道平面和建筑單體立面。除天空界面無法人為改變外，街道平面可通過增設綠化帶進行調節，建筑單體立面則可采用立體遮陽措施。最終，可將社區整體構建為一個完整的微氣候調節系統，形成層級化的調控網絡。在生態-技術融合方面，重慶民居中有傳統的生態智慧，比如房屋的“穿堂風”設計，將其與現代智能噴霧系統相結合，能極大地提升社區微氣候調控效率。

表1重慶市2024年部分地區8月高溫日數統計單元：天

（二）設計策略

第一，地形導向的通風廊道設計。在山地社區微氣候優化與空間設計中，設計者可利用山地地形高差與主導風向構建自然通風網絡，以此緩解熱堆積效應。具體而言，可從完善冷巷與風道規劃、優化建筑布局兩個方面入手。比如，在完善冷巷與風道規劃時，沿著山谷（枇杷山公園）走向，保留寬度在 30m 以上的天然通風廊道，避免高層建筑截斷氣流，再在社區內部利用坡地高差設計階梯式開敞空間，形成下凹式風谷，引導冷空氣從高向低流動。在優化建筑布局時，需保證建筑長軸與重慶夏季主導的東南風夾角小于 30^° ，而且為實現較高的通透率，應在建筑底層設置通透連廊導風口。

第二，立體綠化系統。設計者可構建多層植被覆蓋網絡，減少太陽直射與地表蓄熱。這可以通過開展植被層級設計來實現，一共分為三層：屋頂綠化，即將輕質耐旱的景天科植物種植在屋頂，基質厚度為 10-15cm 垂直綠化，即選擇常春藤、爬山虎等墻面攀緣植物覆蓋在建筑西向立面；街道喬木，即種植本土樹種黃葛樹、香樟樹，樹間距為8— 10m ，實現連續遮陰。這樣的分層綠化設計方式，也是一種社區空間“復愈性”景觀設計的體現。除自然遮陰之外，還可以使用人工遮陰設施，比如設置可變遮陽系統，在社區人流量最大的地方安裝可伸縮太陽能面板遮陽棚，這樣可以保證遮陽率大于 70% 的同時，提升太陽能能源回收率。此外，在冬季，需將可伸縮的棚頂完全收起，以增加日照，或者在通風較好的走廊處設置涼亭與廊架，以此加大穿堂風風速，并實現物理遮陽。

第三，鋪裝材料的反射與透水調控。設計者可使用高反射率材料與透水結構來減少地表蓄熱，緩解熱島效應。比如，在墻面與屋頂涂刷二氧化鈦等高反射涂料，以此降低建筑表面溫度，或者在車行道和人行道分別鋪裝淺色透水瀝青和透水混凝土，并進行分階設計一—透水面層 + 礫石蓄水層 + 土工布過濾層，實現降溫、蓄水、防澇的多功能設計，提高地面透水率。

第四，水體與微地形協同降溫。可利用水體蒸發冷卻效應與微地形改造，形成局部“冷島”，具體實施路徑分為動態水體設計與靜態水體設計。其中，在動態水體設計方面，可沿社區坡地設計高差為 0.5-1m 的階梯式跌水，以增大水面與熱空氣的接觸面積，提高水的蒸發效率，在蒸發過程中帶走空氣中的熱量；在社區的人行通道與走廊設置高壓微霧噴頭，確保其在夏季每天的10：00—16：00運行，以此實現瞬時降溫4—6℃。在靜態水體設計方面，可使用污水處理設施，將中水導入人工濕地，形成“降溫 .+ 凈水”的濕地凈化循環系統。

六、結語

要想優化山地社區的微氣候，必須重視地形與空間設計的相互作用，構建一個全面的設計方案，并將其應用于其他類似環境的地區。此外，在實施設計策略時，應采取低成本、逐步推進的方法，并在發現問題時及時采取措施進行調整，保障設計效果。未來，在山地社區微氣候調節與空間設計中，除了制定完善的設計策略外，還應積極引導公眾參與，并密切關注政策動向，為設計方案的實施提供支持，而且在設計技術方面，需要關注最新的智能技術發展動態，將其與山地社區微氣候優化相結合，從而更好地優化山地社區空間環境，提高居民的居住滿意度。

參考文獻：

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作者簡介：

度躍馨，四川美術學院公共藝術學院碩士研究生。研究方向：城市空間藝術設計。

郭亞菲，四川美術學院建筑與環境學院碩士研究生。研究方向：環境藝術設計。