良好通风环境导向下的步行街道绿化空间布局研究 ——以重庆市六个街道的实测与模拟为例

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快速的城镇化发展带来了城市空间的迅速扩张,重庆地形变化多样,城市建设密集,造成市区内部的静风环境,促发了污染物集聚和城市热岛等问题的产生。风作为城市微气候重要要素之一,与空间的关联性较强,应充分改善城市空间对通风环境的影响。步行街道绿化空间是公共活动空间体系的重要组成部分,承担了大部分市民的户外交流活动。现有的步行街道绿化空间往往基于过往的经验进行设计,对于分析、优化绿化空间微气候的研究和设计较少。本研究从营造良好街道通风环境的角度出发,通过运用实测研究与模拟研究相结合的方法,对街道绿化空间进行针对性的优化与布局设计。文章内容主要由以下几个部分组成:首先,分析通风环境对人群活动的影响,构建通风环境的评价方法。研究通过对国内外相关文献梳理,整合了风洞实验、计算机模拟以及实地测量的相关结论,分析了研究目前发展情况和理论支撑,在此基础上进一步落实研究重点。基于街道通风与污染物的相互关系,分析得出街道良好的风环境应是在整体平均风速比处于0.5-1.6之间,人群活动区域良好风速阈值应大于1.04m/s。在此基础之上,街道整体风速比越大,风速小于1.04m/s的活动区域占比面积越小,街道的通风环境也就越好。最终构建了以风速比和静风率来反映空间通风环境的评价方法。其次,实证研究了现状风环境问题,通过街道特征分析明确风环境优化方向。研究筛选出重庆市具有代表性的六个步行街道绿化空间,对街道的气候环境进行实测记录,总结归纳研究区域实际风环境问题,同时也发现了街道污染水平与风速比的负相关趋势、与静风率的正相关趋势,证明了绿化空间形态-风环境-污染物浓度的实际影响关系,为后续的模拟实验提供数据支撑。研究对街道人群活动进行统计分析,将六个步行街道空间分为三种不同的类型,分析了三类街道风环境的优化侧重方向。再次,结合实测数据校准模拟研究,以通风环境评价探讨绿化布局的变化影响。对实测的六个步行街道绿化空间进行模拟分析,验证模拟方法的可行性,并参考静风率和风速比对实际六类树阵布局方式进行评价,发现中心分隔式的大型乔木绿化空间对街道风环境影响最小、两侧连续型的小型乔木绿化空间对街道风环境影响最大、两侧分隔式的中型乔木树阵在交通型街道中较有优势、中心连续式大型乔木空间在休憩型街道中较有优势。分析风环境与绿化布局的相互关系,主要包括:(1)最有利于街道透气性的树阵布局往往位于街道边缘,包括背风侧单列、以及靠近街道两侧的双列排布形式;(2)最有利于减少绿化空间静风面积的布局形式往往位于街道中心,包括中心单列以及中心双列的排布形式;(3)树阵的排列数量超过三列会对街道通风性能产生较大消极影响;(4)在树阵的垂直间隔上,间隔距离大于5m的绿化空间能够有效减少树阵之间的风影面积;(5)在乔木类型的选择上,小型乔木最有利于提升街道整体通风环境,大型乔木则能够有效减少树下静风面积。模拟结果可以为绿化空间设计与优化提供参考。最后,总结街道绿化设计思路,提出不同街道绿化空间的通风优化策略。从通风角度对三类街道空间的绿化设计方法进行了分析研究,并且提出了现状街道绿化空间的风环境优化策略,明确需重点提升和改进的区域,通过优化街道绿化布局,街道的整体风速比平均增加了0.05左右,重点人群停留区域的静风率减少10%-30%,通风效果得到明显改善。基于本次研究成果,文章也讨论了绿化空间规划设计的相关启示。
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