把脈現代城市規劃、環境設計和建筑布局


城市色彩:
拿掉深藍和黑色
色彩,是一座城市的外觀。來自一項研究數據表明:色彩不僅有心理溫度,亦有氣候溫度。不同的色彩對太陽輻射的反射、吸收各不相同,其熱吸收系數就不同。
如果進行排排坐,白色、淡黃色、淡綠色、粉紅色的熱吸收系數最低,為0.2至0.4;其次是灰色、深灰色,系數為0.4至0.5;第三名淺褐色、黃色、淺藍色、玫瑰紅色,系數為0.5至0.7;第四名,深褐色為0.7至0.8;吸熱能力最強的是深藍色、黑色,0.8至0.9。
對于城中大量建筑而言,不同的色彩不僅有不同的吸熱效果,更要看它的反射率,而物質的反射率越高,表面溫度就越低。相關研究表明,物質反射率提高0.25,可以使表面溫度降低10℃。白色的反射率最高,達到84%,意味著可以使表面溫度降低30℃以上。隨著色彩純度提高,反射率也逐漸降低,黑色最低,僅為2.9%。
根據這一原理,在太陽輻射強度大的地區,為了避免夏季室內溫度過高,應當選用淺色調來裝飾城市建筑等人工要素,以減少物體表面對于太陽輻射熱的傳導。如位于愛琴海邊上的希臘雅典,終年天氣晴朗,夏季炎熱、干燥,因此城市內建筑多以白色為表皮色彩,自古就享有“白色城邦”的贊譽。與之類似,美國加利福尼亞州實行了“白色屋頂”行動。
屋頂變白可以散熱,街道同樣如此。美國伯克利實驗室研究炎熱天氣的老師指出,用白色等色調的涂層刷過后,路面能反射多達30%到50%的太陽能量,是普通瀝青路面的6到10倍。用顏色較淡的傳統路面材料如水泥混凝土鋪路,也能取得較理想的反射效果。
建筑造型:
留下一道“穿堂風”
風,帶來一座城市的清涼。而規劃良好的“風道”,可以巧妙地利用城市道路以及高樓之間的間隔,讓風和水汽通過“空中走廊”進入城市,打破高溫的包裹。這些風道就像城市降溫增濕的血脈,陣陣長風在其間暢行無阻,帶來清涼,帶走熱意。
杭城溫度如何降下來?錢塘江功不可沒。有研究人員發現,夏季,杭州主導風向為東風、東南風。錢塘江由于自西南向東北走向,加之河面寬闊,形成一個通風口,引導著城市的風往海邊走,同時,又將杭州灣的風引入到杭州城區內,一定程度上降低了城市的溫度。
在上海世博會期間,大部分園區的建筑和展館都架空搭建,上海夏季常見的東南風得以從建筑物下方徐徐吹過整個園區,形成每秒1到6米、令人倍感舒適的“穿堂風”。世博園區濱江岸線也由此成為城市的“涼島”。
曾經以“火爐”著稱的武漢市也設計了類似的風道。武漢將城區周邊多個河、湖的生態走廊與長江這條“天然風廊”結合,構成主導風道。市郊廣袤的綠地與主城區綠地連通,新鮮空氣順著風道源源不斷輸送到主城區,氣溫較高的主城區與氣溫較低的市郊實現了熱量的自然循環和交換,從而大大緩解了主城區的熱島效應。
“風道”的功效證明科學合理的城市規劃對調節城市溫度起著不可忽視的作用。即使單獨考慮一個住宅小區,在設計上也有許多講究。浙江大學的老師在杭州城西一個小區的觀測表明,在夏季白天,住宅樓的底層是最容易“過熱”的界面之一。建筑物之間應采用合理的朝向和間距,以減少對底層通風的阻滯。選擇合適的下墊面材料并種植景觀植物也能為一、二層的住戶降溫。從第三層開始,太陽輻射、建筑的朝向、風向、風速將成為影響氣溫的主要因素。
老師指出,樓層越高,建筑間距就應越大。如果間距過小,各個熱源之間的干擾就會增多,建筑物之間的空氣溫度便隨之升高。因此,錯位布局要比行列式好;點式和條式結合布局要比單一平面好;面風向半圍合式也利于形成良好的通風環境;而大片團塊狀布局的建筑則是夏季城市的噩夢。
環境規劃:
少鋪草坪多植樹
合理種植的城市植被也能夠有效地幫助城市降溫。比起在道路兩旁鋪設草坪,多層的喬木和灌木能吸收更多的熱量。草皮式屋頂、屋頂花園、陽臺和外墻上攀爬的藤類植物都有良好的隔熱降溫作用。
植物是活生生的遮陽棚,并且效果更好。塑膠陽傘只是單純地擋住陽光、降低輻射熱量,而植物還能進行蒸騰作用和光合作用,大規模地耗散太陽輻射。
科學家們進行過一系列實驗。對草坪屋頂的監測顯示,與普通防水屋頂相比,種滿植物的屋面溫度降低了近30°C,從屋面進入室內的熱流密度減少了50%左右。有爬山虎的樓層,墻面溫度比普通紅磚墻面最高下降了8℃。有佛甲草植被屋頂的辦公樓,每天能節省近20%的空調用電量。
在許多城市,靜謐的大學校園在炎炎夏日里成了陰涼的港灣,密布的植物就是這里的遮陽傘。主干道兩旁梧桐樹枝葉相連,古樸的教學樓墻壁上長滿了嫩綠的爬山虎。
在城市中央,建更多的小型森林能為城區帶來更多清涼。浙江農林大學的一項最新研究表明,在杭州市區,天目山路、西溪濕地等森林草木覆蓋較多的地方,白天溫度比城市中心區低2至8°C,而濕度平均比城市中心高10%至20%左右。可見,塊狀森林的降溫作用最大,約為4至10°C。通過對西湖區塊和濱江錢塘江區塊的森林樣地進行觀測,分析得出樹木遮陰可降溫0.2°C。豐富的植物群落結構帶來的降溫效果明顯,其中又以喬木、灌木、草本結合的群落結構降溫最有效。
而在全省,該校還曾對嘉興、紹興和湖州城區的城市地表覆蓋被類型變化及城市熱島效應進行了專項性的研究。通過追蹤研究16年來三城的植被覆蓋變化發現,嘉興市主城區面積提高了5.58倍,熱島面積比重降低了26.83%;紹興市植被面積提高了2.4倍,熱島面積下降了10.54%;湖州市面積提高了3倍,熱島面積增加了6.71%。盡管湖州主城區的景觀格局分布狀況最好,但因城市規模所限,內部植被面積無法達到有效降溫閾值,所以其熱度面積比例遠高于嘉興。
未來,將是新一輪小城鎮迅速發展的黃金時期,經濟的發展無疑會帶動更多小城市的擴張以及諸如熱島效應等一系列生態環境問題。在這個屢“破四”紀錄的夏天,我們希望學者們的研究能夠給決策者、城中人更多思考。
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