城市规划设计中的热环境与空间

1）城市热环境地图

城市热环境地图是通过空间形态、下垫面特征叠合判断城市中升降温区域的分析方法。首先将城市空间分为街道空间和街区空间两大类。针对街道空间，再具体分类为裸露的道路和有行道树遮蔽的道路空间；街区空间分类包括街区空间形态和街区功能两个层面。街区空间形态以对热环境影响最大的建筑密度指标为衡量标准，分为高中低三大类；街区功能形态从升温降温角度出发，升温功能主要包括商业商务功能、居住功能，降温功能主要包括校园、科研院校、公园、绿地广场和水体等开放空间。

如图6-1所示，以南京新街口中心区为例，对中心区升降温区域进行评价，得热产热多少可以直观通过颜色深浅判断，图中颜色越深产热得热越多，颜色越浅产热越少或越有利于散热降温。从图中可以看出除新街口、太平北路、洪武南路等局部主干路区域，新街口中心区整体街道绿化率较高；中心区内公园绿地较少，且分布不平衡，升温区域主要集中在新街口小四环及沿中山路一线，校园空间散布中心区内，对整体热环境有一定改善作用。

这种通过叠图的方法对城市影响热环境的主要城市空间要素进行定性评价，可以较为直观地判断热岛效应易生成区域，它可以作为城市设计和城市分析中的现状分析手法，也可以对已有方案进行评价。通过GIS平台可以对城市空间信息或热环境实测模拟数据进行叠合呈现，适合更大城市区域，能够反映出更为详细的数据和复杂的城市空间变化，而三维城市模型同热环境图的叠合更能直观反映城市真实空间特征和判断城市形态同热环境的关系。

2）太阳轨迹、风玫瑰叠合建筑鱼眼图分析

鱼眼图可以通过鱼眼相机实地拍摄，也可以通过计算机模拟成像，通过Ecotect、RayMan等软件可以计算出三维模型的某一点的建筑鱼眼图和太阳轨迹图，这些软件都能通过气象数据、地理位置的输入，进行基础的气象分析。通过实地调研现场拍摄的鱼眼照片包含的建筑信息、场地布局、植物特征等城市三维空间真实的综合信息，可以定量表达测点周边建筑朝向、开敞程度、城市界面的面积，进而定量反映点位周边长波辐射环境散失情况。软件模拟鱼眼图更具有快速、便捷的特征。太阳轨迹和风玫瑰图是反映不同地区微气候的重要气象信息，主要反映日照变化的季节性主导风向风速特征。

图6-1　新街口中心区形态功能叠合及升降温区域评价

＊资料来源：作者自绘

鱼眼图叠合太阳轨迹或风玫瑰图，可以直观判断某点周围的空间形态特征和空间形态同太阳辐射和盛行风的关系。下面以新街口中心区网巾市地段典型空间进行太阳辐射分析的说明。网巾市地段属于新街口中心区北部的一个居住社区，南北向的网巾市是区域主要生活性街道，周边多为20世纪90年代兴建的居住小区，其中街道西侧是具有半围合式组团布局方式的香铺营小区，沿路集中了主要的商业服务设施，地段南侧靠近长江路，现状为大型商场，地段北侧有一所中学。在地段内选择四处具有典型特征的测点，进行太阳轨迹分析。如图6-2，可以直观地看出地段整体朝向偏向西南方位，主要城市街道肌理也较为清晰。C点为中学校园，从鱼眼图中可以看到东侧建筑山墙距离测点较近，其余周边多层建筑距离测点较远，测点具有较大天空可视度，测点处操场区域全天可以接收到太阳直射；香铺营小区内部A点，天空可视度低，全天都接收不到阳光直射；而小区内B点在早晨和傍晚接收不到阳光直射；D点位于网巾市支巷内，南侧为多层商场，天空可视度较低，全天几乎接收不到阳光直射。从鱼眼图可以看出“梭形的天空”是街道空间的典型特征。(www.xing528.com)

图6-2　网巾市区域典型空间太阳辐射分析

＊资料来源：作者自绘

3）城市开放空间多样性评价

开放空间多样性分析即太阳辐射、天空可视度、风环境三种开放空间的物理环境场的叠合。多种物理环境场叠合，可以综合评价室外空间的人体舒适度。Steemers和Ramos M.从温度、辐射和风环境角度界定“多样性地图”（Diversity Map）。太阳辐射及风环境受城市空间和时间（季节、昼夜等）影响。通过欧洲14个场地不同季节条件下多样性变化比较，发现随着城市密度的增加，环境多样性的机会就会减少，而城市公园、河滨有着清晰的多样性突变，在高密度高强度城市建成区，天空可视度、阳光辐射和风环境差异变化较小。如图6-3，对南京丹凤新寓小区进行开放空间多样性分析，同时遮蔽无阳光直射且弱风的空间较少，由于散点式高层布局，整体开放空间阴影区域较大，街区外围存在少量风环境较差的区域，而小区中心开放空间多样性较差。

图6-3　丹凤新寓开放空间多样性地图

＊资料来源：作者自绘