校園空間環境對微氣候的調節效應及對人體舒適度的影響研究

中圖分類號：TU119；TU984.14 文獻標識碼：A文章編號：1004-9436（2025）16-0051-03

0引言

城鎮化的快速發展，導致生態環境日益惡化和城市熱島效應加劇，各種極端氣候頻繁出現，局部空間微氣候也隨之改變?？臻g微氣候環境直接影響場地使用率和人體舒適度[1]。微氣候主要受地形、植被種植、周圍環境等多種因素共同調節和控制，這些因素既有自然形成的，也有人為營造的[2]。大量研究表明，城市綠地可對微氣候進行調節，改善其局部溫度、濕度和風速等氣候參數。微氣候的調節受季節[3]、下墊面類型[4]、植被種類、植物郁閉度[5]、植物結構[等的直接影響。校園活動空間分布廣泛、類型豐富，是師生進行戶外活動的重要場所，也是校園文化精神的載體[7]。舒適的微氣候環境能提高人體舒適度，使廣大師生更多地使用空間[8]。在實際校園建設時，使用者的主觀感受和氣候背景往往被忽略。因此，探討校園微氣候的影響因素，對提高校園空間舒適度具有重要意義。

本文以運城市鹽湖區為研究區域，當地春秋短暫、冬冷夏熱，四季特點鮮明，因此在春夏秋冬四個季節對測試點四種下墊面微氣候進行實測，評估疏林、密林、水域、廣場四種下墊面對微氣候的調節機制，以及人體舒適度指數與微氣候因子的關系。研究結果可為運城地區校園規劃建設提供科學依據，推動氣候適宜性校園的營造。

1研究區域與方法

1.1研究區域概況

位于運城市鹽湖區中心，西臨學苑街，南臨涑水街，東臨堯夢湖，總面積約95萬 m² 。筆者通過實地踏勘和植物群落調查，選擇校園內疏林、密林、水域和廣場四種下墊面為實驗樣地。

1.2實測內容與方法

實測內容為校園空間不同下墊面的微氣候環境，具體測試日期為春季2025年4月6日、夏季2025年7月13日、秋季2024年10月6日、冬季2025年1月5日，日測試時間為8： ，每隔一小時人工記錄讀數。主要測試參數為空氣溫度、相對濕度、瞬時風速。其中空氣溫度和相對濕度采用 Tsto625 溫濕度計，瞬時風速采用 Tsto405-v1 風速儀測試，所有參數均為同時測定和記錄。

1.3人體舒適度評價

人體舒適度指數是評價不同氣候條件下人體主觀舒適度的一項生物性氣象指標，可通過溫度、濕度、風速等環境因子影響人體熱平衡[9]。按照省統一標準，將人體舒適度指數（K）劃分為九個等級，對應的K值計算公式如下：

K=1.8T-0.55（1.8T-26）（1-RH）

其中K為人體舒適度值，T為空氣溫度（ C ），RH為相對濕度（ % ），V為瞬時風速（ m/s ）。

1.4數據處理

使用Excel2023軟件對實測數據進行統計分析，使用SigmaPlot14.0軟件對人體舒適度指數值與微氣候因子（空氣溫度、相對濕度、瞬時風速）進行皮爾遜（Pearson）相關性分析。

2結果與分析

選取校園內疏林、密林、水域和廣場四種下墊面為研究對象，統計春夏秋冬各測試時段內空氣溫度、相對濕度、瞬時風速的平均值，分析季節變化和日變化趨勢（見表1）。

2.1不同下墊面各微氣候因子變化特征

一是空氣溫度。春季和秋季觀測時段，校園內各測點平均溫度從高到低依次為廣場、密林、疏林、水域。春季平均溫度為 16.95°C ，秋季平均溫度為 21.73^°C 。冬季，廣場（ 7.62^°C ） gt; 密林（ 6.98^°C ） gt; 水域（ 6.50°C ） gt; 疏林（ 6.01^qC ）。夏季密林的空氣溫度最高，為 38.1^qC ，具有保溫性好、通風性差且起伏較小的特點；其次為廣場（ 37.0% ）、水域（ 32.99^qC ）、疏林（ 32.01qc ）。綜合分析，廣場在春秋冬季增溫效果最明顯，疏林在夏季降溫效果最明顯。疏林與密林因植被冠層遮陰及蒸騰作用，溫度略低于廣場，其中密林因郁閉度高、冠層遮蔽更完整，通風散熱效果較差，溫度高于疏林。由于水體具有蒸發吸熱作用，水域較其他下墊面表現出明顯的降溫效應。夏季植物生長茂盛，冠層遮蔽更完整，保溫效果好，所以密林空氣溫度高于其他測點。

二是相對濕度。由于運城市春季干旱多大風，所以春季所有測點的相對濕度與其他季節相比較均較低。春季各測點相對濕度差距不大，疏林（ 17.78% ） gt; 密林（ 17.38% ） gt; 廣場（16.94） gt; 水域（ 16.65% ），平均濕度為 17.19% 。夏季和秋季，密林相對濕度最高，為 52.47% 和 32.68% ；其次為疏林、水域、廣場。冬季各測點濕度為水域 gt; 密林 gt; 疏林 gt; 廣場，平均濕度為 9.13% 。由以上分析可知，與廣場相比，疏林和密林具有一定的增濕功能，且密林增濕效果最好。因為密林植被郁閉度較高，蒸騰作用強度大，冠層可有效阻隔水分的擴散，所以密林相對濕度高于疏林；廣場為硬質鋪裝，地表滲透性較差，吸熱快，保濕性差，所以相對濕度低于其他下墊面。

三是瞬時風速。春季觀測時段，校園內各測點平均風速從高到低依次為廣場、水域、疏林、密林，平均風速為 0.66m/s_? 夏季各測點平均風速起伏變化不大。秋季廣場平均風速最高為1.35m/s ，其次為水域、疏林、密林，分別為 1.31m/s 、 0.80m/s 0.69m/s 。冬季各測點瞬時風速為廣場 gt; 水域 gt; 疏林 gt; 密林，平均風速為 0.78m/s 。因為廣場和水域四周空間開闊，無建筑和植被遮擋，風速波動較大，所以各季節廣場的平均風速均較高。春夏秋季植物不斷生長，冠層及枝葉會對氣流造成一定的阻隔，削弱廊道的通風效果，導致風速顯著降低，所以密林和疏林具有一定的降風作用；但密林的植物密度更高，疏林因植物疏密有致形成了局部的通風廊道，所以疏林的通風效果好于密林。

2.2熱舒適度評價分析

使用公式1計算校園四種下墊面不同季節人體舒適度指數。春季各類下墊面的人體舒適度指數K值范圍為 55.15～63.82 處于“較涼爽～舒適”狀態，其中廣場 gt; 密林 疏林 ：gt; 水域。夏季各類下墊面的人體舒適度指數K值范圍為 78.85～87.85 處于“微熱～暑熱”狀態。疏林遮陰降溫效果顯著，同時林地內空氣流通，瞬時風速較高，能起到降濕效果，因此夏季疏林的舒適度最高。秋季四種下墊面的人體舒適度指數K值范圍為 60.42～67.42 ，處于“很舒適”狀態。冬季四種下墊面的人體舒適度指數K值范圍為 47.36～49.52 ，評價均為微冷（較舒適）。

表1不同季節各下墊面微氣候因子變化情況

綜合分析，不同下墊面對四個季節微氣候的調節作用不同，從下墊面類型來看，春季廣場最為舒適，夏季疏林較為舒適，秋季疏林、密林、水域、廣場均舒適，冬季四種下墊面舒適性差別不大。因此春季應增溫通風，優先選擇無遮擋、光照充足的廣場區域；夏季以降溫降濕為主，優先選擇有高大落葉喬木的疏林區，避免在密林和廣場區域活動；秋季廣場溫度較高，可選擇密林、疏林和水域；冬季應優先選擇廣場，避免在水域周邊活動。

2.3舒適度指數與微氣候因子相關性分析

運用皮爾遜（Pearson）相關性分析法計算人體舒適度指數與微氣候因子之間的相關關系發現，人體舒適度指數與空氣溫度、相對濕度均呈顯著正相關性，相關系數為0.993、0.934。人體舒適度指數與瞬時風速呈負相關，相關系數為-0.478。

3結語

本文對校園內疏林、密林、水域和廣場四種下墊面的溫度、濕度與風速進行實地測試，計算春夏秋冬各下墊面的人體舒適度。研究發現，春季疏林和水域為較涼爽，廣場和密林為很舒適，最舒適的為廣場；夏季密林和廣場為暑熱，水域為微熱，疏林最舒適；秋季各下墊面均表現為很舒適；冬季各下墊面均表現為微冷，秋冬季節四種下墊面舒適性差別不大。因此，校園在進行規劃設計時，應根據空間環境調節微氣候因子的特征，合理選擇下墊面的類型，以改變局部微氣候環境，提升師生人體舒適度。由于本研究僅選取了疏林、密林、水域和廣場四種下墊面，和空氣溫度、相對濕度和瞬時風速三種微氣候因子，缺少對其他下墊面和光照強度、熱輻射等評價的實測。因此，在今后的相關研究中，應考慮其他因素對校園空間環境的綜合影響。

參考文獻：

[1]Mahmoud AHA.Analysis of the microclimatic and humancomfort conditions in anurban park in hot and arid regions[J].Building and environment，2011，46（12）： 2641-2656.

[2］趙彩君.風景園林與城市微氣候[J].風景園林，2018（10）：4.

[3」范舒欣，李坤，張夢園，等.城市居住區綠地小微尺度下墊面構成對環境微氣候的影響［J」.北京林業大學學報，2021，43（10）：100-109.

[4］彭，張晨，耿虹.景觀下墊面對夏季微氣候的影響及優化策略研究：以河北省隆堯縣為例［J］.中國園林，2017，33（10）：79-84.

[5］黃雪揚，王藍青，李大鵬，等.高校校園道路小氣候及人體舒適度的影響研究［J].建筑，2023，49（4）：25-29.

[6」郭亞男，王愛霞.半干旱區城市廣場過渡季空間特征對微氣候的調控效應研究［J].中國園林，2021，37（7）：107-112.

[7］蔡凌豪.大學校園記憶的開放空間建構淺論［J］.風景園林，2018，25（3）：15-24.

[8］趙凌君，李麗，周孝清，等.廣州地區校園夏季室外熱環境舒適性研究［J].建筑科學，2016，32（8）：93-98.

[9］姚玉敏，郭亞麗，關振，等.夏冬季城市公園微氣候對人體熱舒適度影響研究：以合肥市杏花公園為例［J］.安陽工學院學報，2024，23（6）：88-96.