1、微氣候風環境現代城市中的風環境景觀對風環境的改善植物開敞空間水中國傳統的風水學說其實就是對現代微氣候學說的一種先驗論。中國古人把風水稱為堪輿，也叫地理，我們不妨連起來一起讀做：堪輿風水地理。我們也不妨可以這樣解釋：堪(觀察天)、輿(勘察地)、風(空氣空間)、水(水文水質)、地(地形地質)理(的研究分析理論)。在地球上除了由天體進來的物質之外，幾乎所有物質都由風水地三者所承載所包含所孕育，當然也包括人類。可見古代人所說的風水，就是泛指地球中的所有物質，風水學就是研究人類賴以生存發展的微觀物質(空氣、水和土)和宏觀環境(天地)的學說。古代城市中的風環境1982年11 月5 日，一位名叫羅絲斯皮爾波

2、蓋爾的女性在紐約世貿中心建筑前廣場上被一陣強風吹倒而受傷，為此，她以設計未進行風洞實驗為由告上法庭，要求賠償，最后法院的判決以設計符合城市規劃法規，未進行風洞實驗是一種欠妥行為，而非必要行為駁回原告上訴。這一事件是對規劃法規及建筑設計的一次警示，明確提出了高層建筑設計中對風環境問題重視的必要性。首先，建筑高度及體量造成建筑風影，對下風向建筑及室外空間帶來一定的負面影響；其次，氣流在高層建筑上部受阻，轉而順建筑表面向下運動，到達建筑底部，與地面水平向氣流混合，底部空間風環境復雜化；第三，群體建筑空間規模及布局在建筑外部空間形成狹管效應，導致局部風速過大、過強，不利于街道上行人活動。現代城市中的風

3、環境高層建筑風影區垂直于建筑外界面氣流遇到障礙物后在建筑背風向一定距離內產生很長的風影區，其長度相當于建筑高度的15倍左右。風影區內，風向改變，形成渦流，風速減小到約為遇到障礙物前風速的一半。這對于炎熱干旱地區的夏季及寒冷非潮濕地區室外活動比較理想。但在濕熱地區，風影區會導致一定距離內下風向建筑通風降溫及除濕效果不理想。現代城市中的風環境高層下行風高層建筑群體底部風環境狀況取決于下行氣流及建筑底部穿堂氣流，建筑形體、界面特征及氣流速度制約高層下行氣流方向及強度；城市底部空間結構，植被構成形成的二次風環境狀況影響著城市底部空間的穿越氣流。據研究，高層風在經過建筑時，在高度的1/3 處，氣流遇到建

4、筑的阻擋后運行方向視建筑形體特征而定，方形體量將使氣流向上及向下移動，在下移過程中風速加快，與地面水平方向的氣流相遇，在建筑底部產生強大的渦流，對城市街道及建筑室外活動空間造成一定的影響。街道峽谷風街道峽谷風的形成是由于沿街建筑高度及密度增大，氣流沿街道橫向運行受阻，只能沿街道縱深方向移動，順街道峽谷運行。氣流通過縱向的街道峽谷，運行的截面驟然縮小，在氣流量不變的情況下，通過單位截面面積的風力及風速增加。同時，上部氣流遇到高層建筑后受阻向下部移動，又與縱向峽谷風相遇，在街道空間底部產生強大湍流，使行人難以站立或行走。現代城市中的風環境城市中的狹管效應相比沿海一些多風的城市，成都對強風的抵御能力

5、還較弱。像太平洋百貨這種周圍多高樓大廈，強風來臨時，高層建筑會將高空強風引至地面，造成高樓附近局部強風，形成“狹管效應”，既容易造成飛墜事故，也影響行人的安全，甚至會出現高樓附近大風中行人行走困難、被風吹倒等現象。為什么高樓群中易產生大風？這是因為城市粗糙的下墊面好比地形復雜的山區，兩幢大樓之間就像山區中的風口，高樓間形成的狹窄通道會阻礙風的通行，于是風就成倍地增速，在本無大風的情況下制造出局地大風來。建百米以上的高樓在我國城市中流行開來。高樓被認作是現代化城市的標志。然而在當今的多個發達國家中.建高樓的做法已被淘汰。有些城市甚至明文規定:建筑樓層的設計不得超過10層原因是林立的高樓會給城市帶

6、來多種負效應。現代城市中的風環境2009年元宵節這天,北京城內本無大風.天氣預報為:夜間晴轉多云,南轉北風一二級。此級別的風定級為輕風,風力弱得不會揚起地面的灰塵和碎紙。但在這天晚上,當央視新址文化附屬中心大樓失火時,火勢蔓延之快,幾乎難以控制。次日北京晚報的頭版報道:30層的樓.樓頂上的風力很大.對火勢蔓延產生了直接影響。當風進入城市高樓區時.高樓間形成的狹窄通道會阻礙風的通行,于是風就成倍地增速出現“狹管效應“。科學研究表明:平地上3一4級的風,在城市高樓之間.經“狹管效應“放大后可達10級以上。現代城市中的風環境位于北京王府井的東方廣場由于所處地段金貴，建筑間的設計必然緊湊，容易形成狹管

7、風。設計師利用山水小景、花壇、噴水池等化解角流風與渦流風的沖擊，并在通風道上加蓋透明天蓬，或設置小樹林等多層綠化帶，這些方式都有效地削弱了“狹管效應”。現代城市中的風環境把水面的蒸發制冷與建筑的通風結合起來,可以在夏季通過對流降低建筑室內溫度,但必須考慮建筑與水面的位置關系。 冬季白天,太陽輻射作用下,水體溫度增高,儲存了大量熱量,到了晚上,環境中空氣溫度下降時,水體中所儲存的熱量逐漸向空氣中散發,彌補了建筑周圍環境溫度下降造成的熱量損失 夏季白天,風從水面吹來,由于水面溫度比空氣溫度低,當水面具有一定規模時,氣流經過開闊的水面時被水面上部冷空氣冷卻,建筑制冷作用明顯，水面中噴泉及瀑布的設置會

8、增加水面與空氣的接觸面,水面與空氣接觸面積越大,水面調節環境的能力越強 水面在建筑的上風向時適用于夏熱冬冷半干旱氣候區。1水的位置景觀對風環境的改善1水的位置 當水面位于建筑夏季主導風向的下風向時,水面僅通過太陽輻射造成水蒸氣蒸發來降低環境溫度夏季自然通風無法與水面相配合,降溫效果明顯比前者下降 冬季,氣流在經過開闊的水面運行中,風速增強,帶來了建筑能耗的額外增多 當建筑位于水體的兩側時,水面在夏季對建筑的降溫也主要依靠水面的蒸發散熱帶來環境溫度的下降來取得,自然通風對室外環境影響比建筑室內環境顯著景觀對風環境的改善2植被選擇與布局特征1）植被與建筑通風防風措施當籬笆或障礙物與建筑間距D=2H

9、,建筑高度為H時,經過障礙物的遮擋,通過建筑立面氣流量為原有氣流量的23%(適用于風速較高的城市,擋風作用明顯);當D=2H一3H,建筑高度為1.5H一3H時,立面風速變化范圍為原有風速的38%一67%(適用于風速較低的城市,擋風作用不明顯)景觀對風環境的改善植被在調節氣候過程中,對氣流具有引導作用，高密度的植物分布強有力改變氣流的運動方向;樹籬的合理配置,形成的夾道能引導及增加風速,根據需要改變氣流流動的路徑。2植被選擇與布局特征2） 植被對氣流的引導作用A圖樹木與建筑的圍合關系直接引導氣流進入室內,最有利于室內空間的自然通風;B圖中氣流在運行受阻后,反向運動,正反兩股氣流混合,最不利于通風

10、;C圖中氣流從建筑兩側滑過,對建筑及其下風向建筑的通風比較有利，在引導氣流運動方面,喬木，灌木及稠密樹籬的作用有所不同,高大的喬木底部敞開使吹過的風向上移動建筑南向及東西向落葉喬木的設置在阻礙夏季東西向太陽熱輻射的同時,保證冬季建筑南向良好的日照,并對清除空氣污染帶來益處。景觀對風環境的改善建筑的北向種植大量的常青樹作為冬季防風林,可以避開北向寒風的影響,有利于冬季建筑的保溫及節能，經試驗測定,對20米/秒的風速不加遮擋,造成的建筑失熱量約為同溫度下5米/秒的風速通過建筑物時失熱量的2.4倍，如果對20米/秒的風速進行一定的遮擋,氣流通過建筑物時對建筑造成的失熱量約為5米/秒的風速造成失熱量的

11、2倍2植被選擇與布局特征防風林的效果及氣流穿越防風林后的運動狀態與防風林的種類及形體特征具有很大的關系豎向平板狀比圓柱形體防風林在距建筑較近時增加44%的防風作用,逐漸遠離建筑物時,在下風向同位置處,比三角形體提高10%的防護能力3）防風林的效果景觀對風環境的改善夏熱冬冷地區開敞空間設計的最有效方法是利用落葉喬木,綠化水系,結合太陽高度角配置遮陽設施,在不影響冬季采暖需求情況下,減小夏季室外環境熱量3開敞空間風環境景觀對風環境的改善以風的采集和疏導為基本準則,根據空氣運動規律,通過不同空間的組合,可以提高開敞空間夏季風的流動速度,加速水分蒸發,降低空氣溫度,同時兼顧阻礙冬季冷風對空間的侵擾,增

12、強整個間的空氣流通效率,同時巧妙的結合活動空間,活動場地特征要求,提高人們在休閑娛樂時的舒適度.歸納總結為以下基本設計策略:景觀對風環境的改善開敞空間的入口區域應選擇區域盛行風的入口,利于場地內風環境的改良,利用開敞漏斗形狀的入口如圖借由障礙物的風阻效應,增大受風面積,控制空氣流動的方向,將大量的空氣收入通風廊道,通過幅合作用,不斷增大入口出的氣壓。氣壓增強會導致氣流加速以及豎向上的升高,如為了減少后者所引起的氣流減弱現象,風廊入口處要利用高大喬木或者其他構件避免其發生,如圖另一方面,為了加強夏季風對區域環境的調節作用,入口處宜設置水面,利用水蒸發吸收熱量,降低氣壓引導氣流增強采風效果。同時,

13、降低進入風廊的氣流溫度,較冷的氣流重量增大,下沉進入空氣廊道。提髙引風口效率景觀對風環境的改善增強通風廊道效果a.研究區域風向的基礎上,盡量與地區夏季盛行風向一致更要注意污染源和夏季高溫季節的盛行風向,同時周圍建筑所形成的環流和風影區域要標畫清晰,以此來確定風廊的位置,走向,使其最大限度的發揮調節微氣候的作用。b.風廊要結合外界的交通線路設計,增強風廊的可操作性,同時要利用好城市的開敞空間系統以及自然廊道,諸如河道,大面積水域,城市綠地等,都是形成區域風廊的重要途徑。C.風廊的斷面設計是要進行精心考慮的,不僅在入口的地方要擴大風口的面積,形狀已采取楔形口,同時斷面最好采用倒梯形,有利于空氣的流

14、通,風廊是調節小氣候的關鍵,也是小氣候環境最優越的地方,應最大程度上形成網絡狀,與休閑設施相結合,能夠滿足百姓的要求,但避免立面上的障礙物,以防止對空氣流動的阻礙。降低風影區的不利影響風影區域屬于夏季風的盲區,多出現禍流及風影,禍流的出現會使空氣流通性較差,空氣發生小范圍的循環,室內污池氣體排放口也經常位于建筑北側背風區,導致這種區域污穢空氣沉積,影響居民身體健康, 由于夏季炎熱,空調的排風口大部分置于建筑北側,污染現象更是嚴重,應該盡量增加該區域的空氣流通性和植物的降塵作用,避免植物的密集種植所引發的空氣堵塞。景觀對風環境的改善熱點空間比較開敞,周邊植物宜低矮,陰影面積較少,利用高曝光率,增

15、加區域的輻射效率,提升溫度,空氣受熱膨脹,逐漸升高,形成地表局部低氣壓區域,周圍冷空氣補充,抽動整個區域的低溫氣流,加強空氣流動,熱點空問的關鍵是增加地表空氣的溫度,在材料選擇上可以采用比熱較小的材料,例如景墻,硬質鋪裝,人工景觀構筑物等,與活動場所結合會達到更好的效果,因為這種空間在日照強烈的白天營造高溫空問,為主要作用時間,材料選擇也比較廣泛,而在傍晚時,日照減弱,溫度變化較之林地空間速度快,空氣涼爽,可以利用這些開場空間作為傍晚居民運動的主要場所。合理規劃熱力效應風影區的設計也可以結合熱點空間的設計,利用熱力效應形成的低氣壓,形成不斷向上的空氣流動,熱點空間模式如下:景觀對風環境的改善埃及的首都開羅擁有著舉世聞名的歷史文化,地屬亞熱帶地中海氣候,全年光照充足而干燥少雨,Bayt al Suhaymi 是開羅1617