高層建筑布局對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境影響的探究

陳光　劉金雙

摘 要：高層建筑有效的體現(xiàn)了人類在面臨與日劇增的人口化與用地緊張的困境時(shí)，更有效地開(kāi)發(fā)和采用高科技、高手段、新材料的方法。實(shí)現(xiàn)從有限的空間中開(kāi)拓新的廣闊的空間，以滿足人類的生存要求，因此高層建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)的主要選擇。但高層建筑作為大體積的實(shí)體，它的存在必然會(huì)對(duì)原空間造成較大的影響。隨著高層建筑的逐漸增多，其對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越大，不同的建筑布局對(duì)環(huán)境的影響也有所不同。對(duì)于高層建筑較多的城市而言，普遍存在城市熱島效應(yīng)，以前的研究都是以地理環(huán)境和城市局部環(huán)境現(xiàn)象為主，忽略了城市化發(fā)展是城市區(qū)域環(huán)境變化和改變的根本因素，因此不能解釋現(xiàn)代城市環(huán)境變化的原理。而近幾年來(lái)，人們開(kāi)始逐漸重視高層建筑對(duì)環(huán)境的影響，本文就高層建筑布局對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境影響進(jìn)行簡(jiǎn)單的探究和分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；城市區(qū)域熱環(huán)境；城市熱島效應(yīng)

1 前言

區(qū)域熱環(huán)境類似于現(xiàn)在最關(guān)注的問(wèn)題——熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)是指一個(gè)地區(qū)的氣溫高于周圍地區(qū)的現(xiàn)象，主要包括城市熱島效應(yīng)和青藏高原熱島效應(yīng)。本文提出的城市區(qū)域熱環(huán)境就相當(dāng)于城市熱島效應(yīng)。城市熱島效應(yīng)是由于人為的原因，改變了城市地表的局部溫度、濕度、空氣對(duì)流等因素，進(jìn)而引起的城市小氣候變化的現(xiàn)象，此現(xiàn)象是城市氣候的最主要特征之一。城市熱島效應(yīng)是由于各種因素的影響，造成同一時(shí)間城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫，高溫的城區(qū)處于低溫郊區(qū)包圍之中，如同汪洋大海里的島嶼，因此被稱為城市熱島效應(yīng)。城市區(qū)域熱環(huán)境也是此種現(xiàn)象。

2 城市區(qū)域熱環(huán)境的現(xiàn)狀

現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，因其過(guò)程沒(méi)有考慮對(duì)環(huán)境的影響而造成很大的環(huán)境污染，使自然環(huán)境發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化，其中最顯著的就是全球氣候變暖問(wèn)題。而在這個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，因城市建筑的不斷增加和高層建筑布局的不合理化，造成城市溫度普遍比郊區(qū)溫度高的現(xiàn)象，形成城市熱島效應(yīng)，使某些大城市一到夏天便如同火爐一般，無(wú)法出門(mén)。城市冬天的氣溫也比以前和周圍郊區(qū)要高，使本該下雪的自然環(huán)境氣候變?yōu)殛幱昃d綿。城市區(qū)域的熱環(huán)境的影響不單單體現(xiàn)在溫度上，另一方面因溫度的改變迫使人類行動(dòng)的改變。為獲得外感體溫的舒適，大力安裝和使用空調(diào)，進(jìn)一步造成空氣的污染和電力的消耗。對(duì)于無(wú)法使用空調(diào)的家庭或類似工廠的地方，使中暑現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，增加中暑人員家庭的負(fù)擔(dān)。城市區(qū)域的熱環(huán)境也進(jìn)一步加強(qiáng)全球變暖現(xiàn)象，全球溫度上升已經(jīng)成為目前最嚴(yán)重的問(wèn)題之一。區(qū)域熱環(huán)境的現(xiàn)象也導(dǎo)致部分植物和動(dòng)物無(wú)法在城區(qū)生存，側(cè)面降低城區(qū)的綠化面積和綠化種類。城市區(qū)域熱環(huán)境現(xiàn)在已成為社會(huì)的普遍現(xiàn)象，高溫度已經(jīng)成為生活在城區(qū)居民所必須經(jīng)歷的“自然環(huán)境”。

3 高層建筑布局對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境的影響

城市不斷發(fā)展與城市人口不斷增加的雙重影響下，高層建筑不斷修建以尋求更大更寬的空間。城市熱島效應(yīng)的產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，而且與其關(guān)聯(lián)的影響因素很多，如風(fēng)速、風(fēng)向、城市地形、植被覆蓋和城市建筑形態(tài)等。因此很難精確計(jì)算和分析出影響城市區(qū)域熱環(huán)境的因素。就高層建筑布局對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境的影響，可以有以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

（1）城市高層建筑在建造時(shí)，缺少對(duì)前瞻性的發(fā)展規(guī)劃。城市中心為獲得更多的空間，盡量減小建筑與建筑之間的距離，在可行范圍內(nèi)不斷向高處修建。為了突出和好看的外觀，在設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮其對(duì)空氣流向的影響，而且人們一般聚集在中心城市，因?yàn)槿藛T的擁擠，造成向外輸送的熱源多，和空氣流動(dòng)不暢的因素結(jié)合，會(huì)很大程度提高城市中心的溫度。城市邊緣開(kāi)發(fā)區(qū)對(duì)于城市中心的依賴性強(qiáng)，在建設(shè)距離上較近，而且新建區(qū)與主城區(qū)有聯(lián)系上、交通條件和地理?xiàng)l件等多方面的相互影響的因素和制約，造成高層建筑不斷向城市中心靠近，使整個(gè)城市顯得擁擠和空氣流動(dòng)上的不暢通。并且這種高層建筑越大，發(fā)展越快，對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境的影響就越嚴(yán)重。

（2）城市在追求高層建筑的建設(shè)時(shí)，就勢(shì)必要不斷縮小城市綠化面積，增加下墊面的面積。而植物和水的比熱容較大，對(duì)于熱度的吸收相比于下墊面的瀝青而言大得多。也有相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，綠化面積的增加對(duì)降低環(huán)境溫度有一定的效果，因而要改善城市區(qū)域熱環(huán)境的現(xiàn)狀，提高城市綠化面積是一種有效的方式。近幾年部分城市已經(jīng)關(guān)注到這個(gè)方面，在不斷提高城市的整體綠化面積，但要使植被具有生態(tài)性效果就需要面積達(dá)到一定的數(shù)量，并且需要多組分植物組合一起發(fā)揮作用，否則，并不能達(dá)到理論效果。很顯然，城市總綠植面積相較以前雖然有所重視和提高，但城市中的建筑面積占據(jù)大部分，而且分布較為散開(kāi)，而交通道路又占據(jù)另一部分面積，實(shí)際留給綠植的地方并不多還比較散亂，因此在局部上并得不到較好的效果。又因?yàn)槌鞘械缆泛徒ㄖ慕ㄔO(shè)時(shí)，采用的都是不透水材料，這些材料改變了土壤表面的天然可透性，使部分城市土壤硬化，進(jìn)而諸多植物在城市中并不能存活，植物種類不多，也無(wú)法起到理想狀態(tài)下綠植所能達(dá)到的吸收熱度的大小。

（3）高層建筑在建設(shè)時(shí)，都會(huì)追求透光性，因此玻璃的使用率就會(huì)很大，而某些玻璃對(duì)光的反射極為強(qiáng)烈，高層建筑在建造時(shí)并不能考慮這些問(wèn)題，在布局上可能會(huì)加強(qiáng)玻璃對(duì)太陽(yáng)光的反射，而反射的太陽(yáng)光會(huì)持續(xù)照射在建筑之間，增大太陽(yáng)光照射面積，提高照射地面的溫度，而下墊面對(duì)熱度的吸收并不好，熱度會(huì)不斷向上散發(fā)，從而提高空氣中的溫度，產(chǎn)生城市區(qū)域熱環(huán)境的現(xiàn)象。

4 針對(duì)高層建筑對(duì)城市區(qū)域熱環(huán)境影響的解決辦法

在高層建筑建設(shè)時(shí)，我們應(yīng)該用具有預(yù)見(jiàn)性和前瞻性的管理和控制的方法來(lái)解決這些可能會(huì)影響環(huán)境的現(xiàn)象，盡量使城市更具有規(guī)劃性，從整體的方向發(fā)展一個(gè)城市的建設(shè)。如果在源頭上無(wú)法解決，那么就通過(guò)其他辦法來(lái)盡量降低城市的溫度，縮小城市內(nèi)與周圍郊區(qū)的溫度差。例如：加強(qiáng)建設(shè)城區(qū)的綠化，使綠化面積盡量擴(kuò)大，綠植的種類盡量增加；提倡低碳環(huán)保生活，降低城區(qū)的環(huán)境污染等。

5 總結(jié)

城市的持續(xù)發(fā)展依靠的是人的適應(yīng)性生存，城市區(qū)域性熱環(huán)境的現(xiàn)象已經(jīng)給居住在城區(qū)的人們帶來(lái)生活的不便。我們現(xiàn)在要做的就是不斷減小這種現(xiàn)象，降低過(guò)去幾年社會(huì)發(fā)展所造成的環(huán)境污染。高層建筑對(duì)城市區(qū)域性熱環(huán)境有一定的影響，但環(huán)境的改變歸結(jié)到底還是人類的行為。高層建筑的影響可以在實(shí)施中的到一定的解決，但如果不保護(hù)環(huán)境，城市區(qū)域性熱環(huán)境將無(wú)法的到根本改變。