垂直绿化降低峡谷内PM2.5浓度

近年来，细颗粒物PM2.5引起的空气污染问题引起了社会的广泛关注，垂直绿化有较好的细颗粒物沉降效果，有望成为改善空气质量的有效办法。本文用ENVI-met数值模拟的方法，对不同峡谷街道宽高比、不同垂直绿化布置方式进行多工况的比较分析，总结垂直绿化对PM2.5影响的一般规律。结果表明，垂直绿化对PM2.5的影响有两种：移除颗粒物和影响颗粒物分布，分别对应垂直绿化滞尘量、PM2.5浓度改变量。街道宽度保持不变时，垂直绿化作为建筑外表皮能有效降低PM2.5浓度；垂直绿化滞尘量随高度的升高而降低。

随着我国城镇化进程的快速化发展，机动车保有量不断增长，城市空气污染越来越严重，其中一个主要污染源来自车辆尾气排放。根据环境保护部（现更名为生态环境部）的统计，2013年雾霾面积高达143万平方千米，至2015年，空气质量达标率仅为21.6 %，2017年1—2月，全国338个地级及以上城市平均优良天数的比例同比下降4.8个百分点。WHO（世界卫生组织）全球疾病负担评估报告指出“颗粒污染”是中国第四大致命因素，导致中国160万人过早死亡。机动车尾气排放的交通污染物是街道峡谷中PM2.5的主要污染源。

绿化是降低空气污染的主要手段之一，城市用地紧张，绿化用地有限，因此应拓展垂直绿化以应对污染。垂直绿化不仅弥补了地面绿化的不足，在改善建筑室内外环境、建筑节能方面都有重要作用。大量研究表明垂直绿化能通过植物滞尘效应净化空气。Pugh等人研究发现，墙面绿化比屋顶绿化能更有效地降低街道峡谷中的污染物浓度，污染源NO2和PM10的排放总量下降了2 %～11 %。加拿大圭尔夫汉博大学（University of Guelph-Humber）的室内活墙与建筑物的通风设备整合成为一个封闭的系统，空气通过一次该系统，可以去除90 %对人体有害的成分。(www.xing528.com)

关于垂直绿化对空气的净化作用也存在争议。有研究表明，绿化带会明显改变街道峡谷中的流场分布，使污染物扩散受阻，导致污染物浓度升高。Annett Wania等人发现植被主要通过改变来流风速和湍流分布来影响颗粒物扩散，植被使风速降低，抑制空气流动交换，阻碍颗粒物扩散。Ries和Eichhorn的研究结果表明植物增加了背风面近地面的风速，同时降低了街道峡谷内的整体风速，尤其降低了植物背后的风速，导致污染物的浓度增加了2 %～4 %。

本文旨在研究街道峡谷内垂直绿化净化空气的作用以及正确配置垂直绿化的方法，用ENVI-met数值模拟的方法探讨垂直绿化对街道峡谷中PM2.5的影响。主要针对不同峡谷街道高宽比、不同建筑相对高度、不同来流风向，进行多工况的比较分析，量化垂直绿化滞尘量和PM2.5浓度改变量，掌握垂直绿化对两个数值的影响规律，总结出适合布置垂直绿化的街道峡谷类型和垂直绿化最佳作用条件。