绿化降温是由于水分的蒸发和蒸腾、对阳光的反射和遮挡以及蓄冷等综合作用引起的。水体降温是由于水体表面水分蒸发时吸收空气的显热而引起的。绿化降温与绿化面积直接相关,有研究显示,一个一百万人口的城市,当其绿化面积从20%增长到50%时,产生的降温最小幅度为3.3~3.9℃,而最大幅度达5~5.6℃。
图5-31是对加拿大蒙特利尔市的绿化降温研究得到的结果,但它也适用于其他温和气候区。绿化降温的效果用于开敞空间的街区最为明显。将开敞空间进行绿化,其冷却范围可延伸到周边区域200~400m。在干热气候下,植物降温主要来源于蒸腾,但在湿热气候下,植物遮阳降温更为明显。研究表明,用树木遮阳可节能15%~35%;如果树木的遮阳与蒸腾共同起作用,可节能17%~57%,比单独遮阳节能率最大值提高约25%。对于水资源较丰富的地区,可以结合景观用水,采用喷泉、水流等形式对空气进行降温。围合的开敞空间中的水体蒸发速率取决于水体的面积、空气的相对湿度和水温。
图5-31 绿化降温与绿化覆盖率的关系
利用绿化或水体来冷却空气,有两种比较常用的布置方式。一是将建筑区与周边绿化区或水体区以通风廊道连接;二是将建筑区与绿化区或水体区交织布置。由詹姆斯·奥格尔索普规划的乔治亚州萨凡纳市区,是上述两种布置方式的应用典型(见图5-32)。他将社区街道延伸至北侧河道,这样,凉爽的河风通过街道流入市区。这种布置方式对于减弱城市热岛效应是十分有用的,它在市区与郊区之间建立了空气循环流动。同样,如果将绿化区和水体区与建筑交织布置,便会在高密度建设地区内形成多处冷汇,产生空气的局部循环。詹姆斯·奥格尔索普在规划乔治亚州萨凡纳市区时,还将建筑与绿化区交织布置,每个小社区围绕一个绿化公园形成一个单元,整个平面就是这些单元的重复:每个小区由8栋建筑(4栋住宅楼朝向东西走向街道,4栋服务性公共建筑朝向南北走向街道)组成。Migual Romero Sotelo在规划秘鲁首都利马边缘的社区时,也采用了类似的方式(见图5-33),只不过他在太平洋和社区之间布置了一个绿化带,这样,太平洋上凉爽的海风通过绿化区进一步降温加湿后,被导入宽阔的街道进入市区。由于利马地区非常干燥,降雨很少,因此,海风比陆地上的风更湿润,经过人工绿地加湿冷却后吹向建筑和开敞空间更为合适。通常,将一大块绿化区分为几块合适的小绿化区交织布置在建筑群中,对空气的冷却效果更好。
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图5-32 乔治亚州萨凡纳市区规划平面[54]
当用水体冷却空气时,为了使蒸发更有效,被冷却的空气最好与周围的空气隔断,以防止空气混合。当水体被围墙环绕或被引进开敞的亭阁之中时,它会通过辐射冷却四周的壁面,特别是顶棚,因为辐射的致冷量取决于冷源相对于被冷点的立体角。
如果水能够顺着墙面垂直或斜着流下,它的冷辐射效果会更好。我国安徽的宏村是一座聚族而居、历史悠久的“牛”形仿生古村落。村里“月塘”为“牛胃”,九曲十八弯的水系是“牛肠”,径流“大肠”流经主街,支流“小肠”经小街流向各家各户[59]。这种安排,不仅使用水方便,可以养鱼形成景观等,更重要的是水流经各家各户,能改善整个村落和室内的热环境。与此类似,位于伊朗扇形冲积地区的Muhiabad村和Kousar Riz村,也是沿着水流布置的,水流从房屋和庭院的地面和地下的沟渠进出。
值得一提的是,有遮阴的水池,其平均温度与空气平均湿球温度接近,比没有遮阴的水池冷却效果要好。在水资源紧张的城市,推荐用植树降温而不用草坪和水体,因为植树用较少的水就可产生比草坪和水体更好的降温效果,而且有遮阴作用。植树降温是一种立体降温方法,而草坪或水体多是平面降温。
图5-33 利马边缘的自建社区的规划平面[54]
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