城市風(fēng)道整體營(yíng)建模式探析

■ 朱亞斕

城市風(fēng)道整體營(yíng)建模式探析

■ 朱亞斕

城市風(fēng)道即風(fēng)的通道，其空間形態(tài)可以是點(diǎn)、線、面中的任何一種，或幾種彼此相連，它充分利用風(fēng)的流體特性，使郊區(qū)新鮮潔凈的空氣導(dǎo)入城市，同時(shí)城市污染的空氣隨風(fēng)稀釋排出，成為城市和區(qū)域間的熱傳遞網(wǎng)絡(luò)，從而使城市大氣循環(huán)良性運(yùn)轉(zhuǎn)。

本文為湖北省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目成果，綜合運(yùn)用城市規(guī)劃學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)、城市氣候?qū)W和景觀生態(tài)學(xué)等學(xué)科相關(guān)理論，基于風(fēng)的作用原理和城市整體尺度，提出具有廣泛適用性的“RCR”（風(fēng)源空間、廊道空間和作用空間）的城市風(fēng)道的整體構(gòu)建模式，并對(duì)風(fēng)道系統(tǒng)的風(fēng)源空間、廊道空間和作用空間的產(chǎn)生、類型和基本主要要素進(jìn)行了闡述，旨在為城市風(fēng)道規(guī)劃和建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

一、城市風(fēng)道構(gòu)建模式研究進(jìn)展

我國(guó)對(duì)城市風(fēng)道的開展起步較晚，進(jìn)展較緩，從本世紀(jì)初開始有專門的城市風(fēng)道相關(guān)研究，主要是從定性和概述性層面進(jìn)行的研究。

我國(guó)武漢、北京、上海等大型城市已在2006年以來(lái)相繼開展城市風(fēng)道的規(guī)劃建設(shè)?！段錆h城市總體規(guī)劃（2006-2020年）》保護(hù)建設(shè)了6片放射狀楔形生態(tài)綠地，建立聯(lián)系城市內(nèi)外的生態(tài)廊道，以緩解城市熱島效應(yīng)?！侗本┏鞘锌傮w規(guī)劃（2004-2020）》提出，“以五河十路綠化帶和楔形綠地為骨架，以河流、道路和農(nóng)田林網(wǎng)為脈絡(luò)，完善第一道和第二道綠化隔離地區(qū)，加強(qiáng)中心城、新城和小城鎮(zhèn)等各級(jí)綠地系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系”。上海在2010年以黃浦江、蘇州河等為主建設(shè)了濱水綠帶，并準(zhǔn)備緊貼外環(huán)線道路，環(huán)上海市區(qū)一圈建立長(zhǎng)達(dá)97公里的環(huán)城林帶。杭州市、南京市等城市也啟動(dòng)了城市通風(fēng)道建設(shè)。

城市有機(jī)空間

二、整體模式的提出—RCR模式

基于風(fēng)的發(fā)生、運(yùn)行規(guī)律；基于城市中風(fēng)能解決的主要污染現(xiàn)象和城市建設(shè)相關(guān)要素，本文提出了“RCR（Resource、Corridor、Reaction）”的整體營(yíng)建模式，該模式旨在營(yíng)建一個(gè)能讓風(fēng)發(fā)生、流動(dòng)和作用于城市的系統(tǒng)，猶如自然界的水系，有源有尾，在流動(dòng)過(guò)程中，不受阻礙，還能一路帶來(lái)自然風(fēng)景，讓人自得其樂(lè)。

（一）風(fēng)源空間

1．城市整體尺度

城市的形態(tài)已經(jīng)存在，為了更加有效地引導(dǎo)風(fēng)的運(yùn)動(dòng)路徑，應(yīng)在城市的持續(xù)更新建設(shè)中控制規(guī)模和尺度，不能攤大餅式的無(wú)限制蔓延。對(duì)于已建成的城市，將城市看作整體，風(fēng)源空間主要來(lái)源于城市周圍和農(nóng)田，這里的空間開敞，自然發(fā)生的風(fēng)往往能為城市輸送新鮮空氣。選擇城市的盛行風(fēng)向，將城市外圍的林帶和農(nóng)田楔形嵌入城市狀，加大風(fēng)源的輸送距離和城市的交換強(qiáng)度。

2．局部尺度

城市熱島效應(yīng)顯著，是城市的病態(tài)氣候，但是依據(jù)空氣的冷熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生風(fēng)的運(yùn)動(dòng)原理，如果在熱島附近制造冷空氣發(fā)源地，可制造風(fēng)的環(huán)流。城市中的綠地和濱水景觀溫度較低，是冷空氣的優(yōu)良產(chǎn)生地。因此，可在熱島附近設(shè)計(jì)綠地和濱水景觀。只有成一定規(guī)模的綠地和水域才可產(chǎn)生風(fēng)。冷空氣通道的理想寬度為400～500m，最小寬度為200m，這是能產(chǎn)生冷空氣的最低限制。當(dāng)然，城市天然的林地、坡地、山地、開闊水域也是冷空氣生成的寶地，這些資源要充分保存，必要時(shí)拓展其面積。

冷空氣生成區(qū)域外圍的建筑或者構(gòu)筑物的布局應(yīng)呈凹凸式的交錯(cuò)狀，加大接觸面和風(fēng)的交換面積，而不是呈現(xiàn)整齊劃一的邊緣（圖2）。

圖1 城市風(fēng)道整體構(gòu)建模式研究框架圖

（二）廊道空間

1．類型和分布

生態(tài)環(huán)境良好可緩解熱島效應(yīng)

從景觀生態(tài)學(xué)的角度，風(fēng)的廊道呈現(xiàn)線性形態(tài)，猶如城市的道路網(wǎng)，連接風(fēng)源地和城市的各個(gè)空間。這些空間本身障礙物少，污染低，且和風(fēng)源發(fā)生地直接相連。城市中的河流、道路、綠帶都可以成為優(yōu)良廊道空間。這里的道路主要指非機(jī)動(dòng)車道，機(jī)動(dòng)車道由于有大量汽車尾氣排放，往往成為污染度較高區(qū)域。因此，城市中主要交通干道應(yīng)視為污染區(qū)，不應(yīng)種植樹冠過(guò)大的樹木，盡量將其道路上空打開，讓污染快速排出。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載：在2m/s的微風(fēng)條件下，如果林帶疏密得當(dāng)，大氣中性（沒(méi)有垂直對(duì)流也沒(méi)有逆溫層），污染源靠近地面并距離林帶分別為10m、100m、150m時(shí)，50m寬的林帶吸塵率依次為80%、38%、30%。因此，在緊鄰機(jī)動(dòng)車道兩側(cè)可種植較為寬的綠帶，寬度至少10米以上，減少城市交通干道帶來(lái)的污染。此外，城市中廢棄的鐵路、未開發(fā)的耕地也是優(yōu)良的廊道運(yùn)輸空間。

圖2 冷空氣生成區(qū)域周圍建筑的凹凸布局

2．指標(biāo)值

風(fēng)在其間運(yùn)行的有效距離、運(yùn)行方向、交換頻率由廊道的寬度、開合變化、粗糙度、連接性、封閉度等要素決定。

開合變化：

根據(jù)伯努利定律（圖3），若想產(chǎn)生壓力差，通道應(yīng)該有寬窄變化，因此作為風(fēng)的廊道空間，不應(yīng)該是兩條平行線形成的空間，一定是具有開合變化的邊緣（圖4）。

圖3 伯努利定律實(shí)驗(yàn)圖

圖4 寬窄變化形成壓力差

粗糙度和封閉：

風(fēng)受到的阻力越小，運(yùn)行越暢快。因此，作為風(fēng)的廊道，應(yīng)該降低其粗糙度，比如減少地面障礙物、立面無(wú)大型建筑或植被突出物、頂面無(wú)過(guò)多的封閉蓋。這和生物廊道不相同，生物廊道是為了增加物種多樣性，因此講究植物種類豐富、生境多樣性，但是風(fēng)的廊道主要目地是為了讓風(fēng)在其中暢快通行。

寬度和連接度：

據(jù)測(cè)試，廊道在某一方向上的長(zhǎng)度至少為500m，最好能夠達(dá)到1000m以上；寬度至少為邊緣樹林或建筑的1.5倍，最好達(dá)到2～4倍；在任何情況下通道寬度不應(yīng)小于30m，最好達(dá)到50m；冷空氣通道的理想寬度為400～500m，最小寬度為200m。

風(fēng)的廊道空間要和風(fēng)源空間直接相連，但不能垂直，要有一定夾角，因?yàn)轱L(fēng)的行進(jìn)路線以一個(gè)向右偏斜的角度進(jìn)行。此外，廊道空間和作用空間的連接布局需要一定的偏角，不宜和主要風(fēng)向完全一致，以便氣流分向兩側(cè)。

（三）作用空間

風(fēng)從發(fā)生到運(yùn)輸，主要目的是為城市中人們生活的空間載體降溫，減少污染。建筑空間、建筑外圍的公共空間是清潔風(fēng)交換的主要場(chǎng)所。建筑和建筑形成的城市空間猶如城市系統(tǒng)的本底，其孔性和連接度是決定風(fēng)交換效率的主要因素。增加該作用空間的孔性和連接度能提高風(fēng)的交換效率。主要措施如下：

1．建筑群體

布局采用順應(yīng)風(fēng)來(lái)的方向由低到高排列，建筑和公共空間交錯(cuò)式布局，有利于增加風(fēng)的作用面和廣度。街道峽谷效應(yīng)容易產(chǎn)生湍流，從而使含有灰塵的氣流不是平穩(wěn)移動(dòng)，而是在街道上下空間移動(dòng)，無(wú)法快速移走，為避免形成這種現(xiàn)象，建筑形成的街道寬度和建筑高度比例要大于1.5，且建筑的排列不能一條直線排開，應(yīng)直曲交互。

2．建筑單體

要在建筑單體內(nèi)部形成穿堂風(fēng)，建筑自身要留有空隙，在主導(dǎo)風(fēng)向開設(shè)門窗，形成風(fēng)的通道。此外，設(shè)置中庭空間、采用退臺(tái)式的外型設(shè)計(jì)都有利于風(fēng)和建筑發(fā)生交換，降低建筑形成的城市空間的溫度和污染。

3．公共空間

可作為城市局部風(fēng)源和風(fēng)的廊道空間都屬于城市公共空間的一部分，其他的公共空間以不同大小和形式廣泛分布在建筑外部城市空間中，這些空間也是風(fēng)的作用對(duì)象，這些公共空間以綠化為主。據(jù)檢測(cè)，植物對(duì)大氣污染具有吸收凈化效應(yīng)。如果這些公共空間和風(fēng)的廊道直接連通，那么風(fēng)便將污染物帶到植物形成的空間內(nèi)，植物將其吸收凈化，然后風(fēng)繼續(xù)流通，將清潔空氣攜帶到周圍區(qū)域，從而有效改善空氣質(zhì)量，因此以綠化為主的空間要結(jié)構(gòu)疏透、能夠通風(fēng)過(guò)濾。

三、結(jié)語(yǔ)

城市風(fēng)道是門綜合性學(xué)科，涉及氣候?qū)W、景觀生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)、計(jì)算機(jī)流體力學(xué)等各個(gè)學(xué)科，需要認(rèn)真研究，逐步在城市規(guī)劃和城市建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)予以完善。這需要過(guò)程，更需要跨學(xué)科跨部門的合作和管理。

（作者單位：湖北文理學(xué)院）