基于霧霾影響因子對綠色宜居環(huán)境的設(shè)計(jì)研究

孫文君++曹寧++李群++任靜++趙高卿

摘要：深入研究分析了霧霾對人居環(huán)境造成的不同危害，以及綠色植物對減輕霧霾影響人居環(huán)境的可行性，然后按照點(diǎn)線面、遠(yuǎn)近、虛實(shí)、透視等構(gòu)圖要素，設(shè)計(jì)了有利于人居的綠色空間，并通過綠色植物的滯留、吸附、黏附和活性作用，以達(dá)到調(diào)整人居環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)因子及相互關(guān)聯(lián)之目的。

關(guān)鍵詞：霧霾防治；生態(tài)因子；綠色人居；環(huán)境設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU972+.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2017）01004903

1引言

綠色宜居環(huán)境是指通過調(diào)整人居環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)因子及其相互關(guān)系，按照創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放和共享的設(shè)計(jì)理念，以此改善霧霾天氣給人類生存空間帶來的嚴(yán)重影響，從而真正實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)與人類生態(tài)、自然環(huán)境與人工環(huán)境相互統(tǒng)一。針對霧霾天氣對人類棲息地造成的極大破壞，如何利用綠色建筑和綠色植物等元素建起一個(gè)過濾霧霾的生態(tài)綠壩系統(tǒng)，無疑給宜居環(huán)境設(shè)計(jì)師們提出新的考驗(yàn)。

2霧霾對人居生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重影響

人居環(huán)境是指人類聚居生活的棲息之地，由人、建筑、環(huán)境三者構(gòu)成，是與人類生存活動息息相關(guān)的自然空間。而綠色宜居環(huán)境則經(jīng)歷了從自然環(huán)境—人工環(huán)境—人居環(huán)境的發(fā)展演化過程，且將繼續(xù)進(jìn)行下去。隨著可持續(xù)發(fā)展和低碳概念越發(fā)深入人心，人們會對居住環(huán)境的要求越來越高。在人類社會文明進(jìn)程中，受諸多違背環(huán)境的高能耗建筑和工業(yè)產(chǎn)品的影響，不僅使人類付出了巨大的經(jīng)濟(jì)和能源代價(jià)，而且極大增加了對生態(tài)環(huán)境的污染，由此產(chǎn)生的霧霾，使環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，并嚴(yán)重影響人類的生存與社會發(fā)展。

2.1對身體健康的影響

紫外線因受霧霾天氣的影響而會極大減弱，導(dǎo)致使許多細(xì)菌不能殺死，從而給人體健康帶來較大危害。人如果長時(shí)間處于霧霾天氣當(dāng)中，甚至可引發(fā)氣管炎、喉炎、肺炎、哮喘、鼻炎、眼結(jié)膜炎等各種疾病。根據(jù)哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院證明，如果陰霾天氣中一旦出現(xiàn)顆粒污染物，它不僅會讓人引發(fā)心肌梗死，而且還會引起心肌缺血或損傷。有關(guān)研究資料顯示，PM2.5暴露對于健康乃至死亡影響的長期效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于短期效應(yīng)。

2.2對農(nóng)作物生長的影響

農(nóng)作物生長需要充足的養(yǎng)分和能量，而霧霾天氣不僅會極大影響農(nóng)作物的光合作用，而且還會影響到其正常的生長和發(fā)育。以水稻為例，其增產(chǎn)高產(chǎn)的必備條件，在需要充足的光和熱的同時(shí)，還需要豐富的水資源。尤其是水稻發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期，如果出現(xiàn)長時(shí)間的陰雨和霧霾天氣，就會直接影響水稻后期的產(chǎn)量。與水稻一樣，其他許多農(nóng)作物也需要光照。在我國，因受強(qiáng)霧霾天氣的影響，每年都會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2.3對交通運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>

霧霾天氣一旦出現(xiàn)時(shí)，就可能直接導(dǎo)致空氣質(zhì)量變差、能見度變低，并因此直接影響公路、鐵路、航空、航運(yùn)等交通運(yùn)輸安全。尤其在春秋時(shí)節(jié)，因大霧天氣常常導(dǎo)致高速公路封路和民航停班的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，有的甚至造成嚴(yán)重的交通事故。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，因大霧天氣所造成的許多交通事故，相對于其他災(zāi)害性天氣要高出2.5倍，人員受傷、死亡比例占據(jù)交通事故受傷、死亡總數(shù)的29.5%與16%。

2.4對輸變電設(shè)備產(chǎn)生的影響

霧霾不僅對人的身體健康、農(nóng)作物、交通運(yùn)輸帶來嚴(yán)重影響，而且還會對輸變電設(shè)備造成量變性影響。相關(guān)資料表明，霧霾對輸變電設(shè)備的影響，主要體現(xiàn)在空氣濕度及污穢物造成的污閃，尤其是大面積污閃事故，會給電力系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的破壞。1990年2月10～ 21日，因罕見的大霧現(xiàn)象，曾導(dǎo)致北京天津等城市電網(wǎng)中的50多條輸電線路共發(fā)生跳閘事故140多次。為了防止霧霾對輸變電設(shè)備產(chǎn)生的影響，國家電網(wǎng)河北省電力公司按照“配置到位，逢瓷必涂，絕緣補(bǔ)強(qiáng)，規(guī)避污穢”的技術(shù)原則，動態(tài)修訂污區(qū)分布圖，自2006年至今，先后累計(jì)投入防污閃大修資金達(dá)2億多元，雖然連續(xù)7年未發(fā)生110 kV以上電壓等級輸變電設(shè)備因污閃跳閘故障，但2億多元的投入均因霧霾天氣所至。

3利用綠色植物減輕霧霾對人居環(huán)境影響的可行性

利用綠色植物天然固有的滯留、吸附、黏附和活性作用，能極大減輕霧霾對生態(tài)環(huán)境的破壞。據(jù)國際環(huán)保組織與北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的研究報(bào)告表明，在全國30多座大中城市中，目前已先后有20多座城市制定了明確的2017年P(guān)M2.5改善目標(biāo)。按照這一目標(biāo)要求，通過改善措施，如果均能夠達(dá)到預(yù)期指標(biāo)，預(yù)計(jì)可讓因霧霾導(dǎo)致的死亡率平均下降0.11‰ 。

（1）凈化空氣綠化植物的品種眾多。根據(jù)北京市園林科學(xué)院與城市建設(shè)研究院聯(lián)手，通過對60多個(gè)樹種進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)包括元寶楓、柿樹、國槐、銀杏、臭椿、楸樹、圓柏、杜仲、毛白楊、欒樹、刺槐在內(nèi)的喬木，以及包含紫葉矮櫻、丁香、胡枝子、木槿、榆葉梅、牡丹、鉆石海棠在內(nèi)的18種綠色植物，對PM2.5的吸附能力特別強(qiáng)，并作為北京市綠化帶選種的植物。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步研究空氣中PM2.5、硫化物、氮化物等三種有害氣體的消減作用，南京市綠化園林局聯(lián)合江蘇省中科院植物研究所、南京信息工業(yè)大學(xué)，曾針對30多種常見的園林綠化樹種以及20多種植物，首次采取跨學(xué)科定量的方式進(jìn)行測試，測試結(jié)果顯示，這57種植物均不同程度地存在有凈化空氣的能力。

（2）綠化植物降低PM2.5形式多樣。實(shí)踐證明，樹木的樹冠及其枝葉，不僅對截留、阻擋、吸滯空氣中的粉塵和灰塵，大幅度減少粉塵中碳、鉛微粒所攜帶的有害細(xì)菌和病菌的效果，而且還對凈化空氣有著極其重要的過濾作用。根據(jù)有關(guān)研究資料表明，植物的葉片在吸附粉塵方面雖然形式多樣，但最常見的一般有3種：一是滯留，二是附著，三是黏附。許多被滯留、附著、黏附的顆粒污染物，盡管極有可能重新返回到大氣里面，但由于其中依然有一部分在降水或外力作用下被淋洗到地面，通常也會起到一定的滯塵效果。

（3）綠化植物改善空氣質(zhì)量能力極強(qiáng)。據(jù)有關(guān)研究資料得知，假如污染物里面的濃度尚未超過植物自身所承受的臨界值時(shí)，該植物就會通過吸收大氣當(dāng)中的某些有毒有害物質(zhì)來減輕對大氣的污染，從而改善城市的空氣環(huán)境。而闊葉樹吸附滯塵能力較其他非闊葉樹的要強(qiáng)，平均每年，每株闊葉樹平均滯塵量至少可以達(dá)3.16 kg。為此，通過種植綠色的冠葉類植物，可使空氣中吸入的顆粒物，比綠化前降低62%以上，特別是對細(xì)微顆粒物有較強(qiáng)的吸附能力。研究發(fā)現(xiàn)，每畝樹林吸收二氧化硫有毒氣體，平均每月可達(dá)到4 kg之多，這樣下來，每年就可吸收塵埃20～60 t。樹木在呼吸中，還可產(chǎn)生大量特殊空氣。比如樺樹、楊樹、檜樹等能分泌出植物雜菌素，同時(shí)又可有效地殺死白喉、肺結(jié)核、傷寒、痢疾等病原菌。師法自然，惠及人類，借助自然界的綠化植物，以此降解和抵御霧霾對宜居環(huán)境的破壞，這不僅是改善人居環(huán)境的一個(gè)重要手段，而且也是提高人居生活質(zhì)量必不可少的條件之一。

2017年1月綠色科技第1期

孫文君，等：基于霧霾影響因子對綠色宜居環(huán)境的設(shè)計(jì)研究

園林與景觀

4設(shè)計(jì)綠色宜居環(huán)境的主要路徑

治理霧霾的力度，明顯取決于追求經(jīng)濟(jì)利益與追求環(huán)境利益主體之間的博弈均衡。隨著霧霾天氣對人居環(huán)境帶來生產(chǎn)、生活、出行等經(jīng)濟(jì)與社會活動方面的嚴(yán)重影響，已經(jīng)給人類生存和社會發(fā)展的環(huán)境敲響了警鐘。如何讓綠色宜居環(huán)境理念落地生根，真正讓人們出行、生活、學(xué)習(xí)、工作、住得、活動更健康，這無疑給從事綠色宜居環(huán)境工程的設(shè)計(jì)師提出了更高要求。

4.1創(chuàng)新防霾設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)時(shí)，無論是環(huán)境工程的規(guī)劃者，還是設(shè)計(jì)師，都應(yīng)該嚴(yán)格按照創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放和共享的五大發(fā)展理念，充分考慮霧霾天氣對人們?nèi)粘Ｉ顜淼呢?fù)面影響，通過全民愛綠、植綠、種綠、護(hù)綠、養(yǎng)綠等方式，把園林、綠地、廣場、道路、街道、巷道進(jìn)行科學(xué)有效的布局，實(shí)行以點(diǎn)帶面、面點(diǎn)結(jié)合，盡量使人居環(huán)境變得更加人性化、生活化，真正讓綠化起到過濾霧霾的凈化作用，有效實(shí)現(xiàn)人與自然、自然與城市、城市與人、建筑設(shè)施與景觀規(guī)劃的巧妙結(jié)合。

4.2增加人居環(huán)境平面空間

沈福煦先生在其著作中，對何謂尺度作了明確的定義：所謂尺度，是指在建筑設(shè)計(jì)中，以人高為衡量建筑物，或構(gòu)筑物大小規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)，亦指建筑物或構(gòu)筑物本身各構(gòu)件間大小相比的合理性。要擴(kuò)大空間尺度，首先以植物為設(shè)計(jì)元素，按照點(diǎn)線面、遠(yuǎn)近、虛實(shí)、大小、前后、透視等構(gòu)圖原則，建設(shè)地下立體車庫，或地上立體、升降式停車場，最大限度地節(jié)約不可再生的土地資源，以便用于植物綠化。在設(shè)計(jì)安排小區(qū)綠地中的景觀道路、健身設(shè)施、雕塑等戶外空間的同時(shí)，應(yīng)將景觀小品的尺度、樹木的尺度、建筑的尺度，通過對設(shè)計(jì)理念的科學(xué)優(yōu)化，并進(jìn)行綜合的考慮與合理的量化，進(jìn)一步增加人居環(huán)境的平面空間，以此達(dá)到防霾效果。

4.3增加綠化建筑元素

構(gòu)成綠化建筑的元素，通常包括有新型環(huán)保建筑材料、裝飾材料，以及花草、樹木、假山、理水、色彩等。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師們應(yīng)盡量利用這些綠色元素，既要著眼于現(xiàn)在，又要著眼于長遠(yuǎn)。既要考慮植綠、種綠、養(yǎng)綠、護(hù)綠、造綠的成本效應(yīng)，又要綜合考慮居民參與園林綠化的因素。比如，應(yīng)綜合考慮古樹名木、自然遺跡等科學(xué)的保護(hù)及合理的利用。通過融入這些元素，既有利于提高居民對于綠化植物的保護(hù)意識，又可減少由于人為綠地的破壞影響，從而導(dǎo)致對于霧霾的防治作用的減弱。

4.4合理開發(fā)立體空間資源

綠色宜居環(huán)境，應(yīng)該包括平面綠化和垂直綠化兩部分所構(gòu)成的立體交叉的四維綠化空間，景觀設(shè)計(jì)師在從事設(shè)計(jì)時(shí)，既要重視平面上的綠化，又要突破傳統(tǒng)園林綠化模式，充分利用垂直、立體的條件，以及建筑物四周的墻面、樓頂、陽臺、樓角，布置立體式的綠色植被，形成向空間發(fā)展生態(tài)效應(yīng)，以此豐富綠化景觀。尤其要充分利用建筑物的建筑小品、架廊、立交橋，以及室內(nèi)等進(jìn)行環(huán)境的綠化、美化，既可增加人居綠化面積，提高人居綠化率，以達(dá)到防治霧霾的作用，又能更好地改善人居生態(tài)環(huán)境和宜居宜民的生活空間。

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