城市公園綠地園林空間適宜性研究

王灝瀅，徐琳琳，郭 超

(浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽(yáng)學(xué)院，浙江 諸暨 311800)

1 引言

隨著人們對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，公園綠地成為人們戶(hù)外空間休憩活動(dòng)的主要場(chǎng)所，綠地環(huán)境中由地形、植物、水體、建筑等要素營(yíng)造的園林空間能在一定范圍內(nèi)構(gòu)成小氣候環(huán)境。區(qū)域小氣候?qū)τ谔岣咧苓叚h(huán)境舒適性、改善人居環(huán)境、提升人們的生活品質(zhì)等方面起著重要作用，而園林空間設(shè)計(jì)又直接影響著小氣候環(huán)境[1]，通過(guò)空間內(nèi)的園林要素改善戶(hù)外微小氣候，在園林設(shè)計(jì)中占有重要地位[2]。

本研究選取浙江省紹興市諸暨市的市民公園為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其空間形態(tài)、小氣候等相關(guān)要素進(jìn)行實(shí)測(cè)，并對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和歸納，分析不同綠地空間類(lèi)型的小氣候差異，為園林空間設(shè)計(jì)提供重要的理論基礎(chǔ)。

2 實(shí)測(cè)試驗(yàn)

2.1 實(shí)測(cè)地區(qū)概況

諸暨市市民公園位于城東行政中心(120°27′E，29°71′N(xiāo))，占地面積16.2萬(wàn)m2。作為城市首個(gè)森林濕地公園，市民公園堪稱(chēng)城市“綠肺”。諸暨市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，光照充足，年溫差大，小氣候差距顯著，具有典型的丘陵山地氣候特征。年平均氣溫為16.3 ℃，常年平均降水量約1373.6 mm，降水日年均約158.3 d，相對(duì)濕度為82%，日照年均約1887.6 h，年日照百分率為45%。

2.2 樣點(diǎn)的選擇與描述

選取市民公園內(nèi)3個(gè)園林空間形態(tài)各異的樣點(diǎn)。樣點(diǎn)一為開(kāi)敞空間(圖1a、圖2a)，以草本植物為主的開(kāi)敞地塊；樣點(diǎn)二為半開(kāi)放空間(圖1b、圖2b)，植物群落結(jié)構(gòu)以喬、灌、草結(jié)合為主，喬木以散植為主；樣點(diǎn)三林下空間(圖1c、圖2c)，種植了較密集的高大喬木，郁閉度較高，路兩旁設(shè)有休憩椅凳。樣點(diǎn)詳細(xì)描述見(jiàn)表1，植物配置詳見(jiàn)表2、表3、表4。

2.3 測(cè)量時(shí)間與測(cè)量?jī)x器

測(cè)量時(shí)間為2019年5月1～3日，時(shí)間8:00～18:00，3個(gè)樣點(diǎn)空間利用美國(guó)產(chǎn)小型氣象站watchdog，每隔10 min測(cè)試距離地面高度1.5 m，每個(gè)樣點(diǎn)的溫度、濕度、風(fēng)向的指數(shù)并記錄。

用計(jì)算機(jī)Lumion軟件建立測(cè)量樣點(diǎn)的實(shí)地模型，使用軟件模擬不同光照條件下，建筑、植物等的陰影變化。

表1 樣點(diǎn)信息

表2 開(kāi)敞空間植物配置

表3 半開(kāi)敞空間植物配置

表4 林下空間植物配置

圖1 樣點(diǎn)平面圖

圖2 樣點(diǎn)空間效果圖

3 公園環(huán)境夏季小氣候數(shù)據(jù)分析

3.1 不同空間溫度效應(yīng)分析

從圖3中可以看出，日平均溫度最高的是開(kāi)敞空間，其次是半開(kāi)敞空間，溫度最低的是林下空間。溫度在14:00之前變化波動(dòng)較大，14:00之后逐漸趨于穩(wěn)定，相對(duì)應(yīng)濕度變化(圖4)也在同一時(shí)段具有相同的變化特點(diǎn)。這是因?yàn)樯衔鐖?chǎng)地內(nèi)的溫度剛開(kāi)始積累，受風(fēng)速、周邊環(huán)境等因素的影響大，而下午，溫度通過(guò)一上午的積累(以14:00為基準(zhǔn)點(diǎn)，積累時(shí)間為6 h)，場(chǎng)地受太陽(yáng)光照的時(shí)間較長(zhǎng)，積累熱量較多，溫度受外界因素的影響較小。濕度變化與溫度變化趨于反比，所以在14:00之后，3個(gè)樣點(diǎn)的濕度也趨于同一數(shù)值。17:00之后太陽(yáng)落山，此時(shí)光照逐漸減弱，3個(gè)樣點(diǎn)的溫度逐漸趨向同一數(shù)值，由此看出，光照對(duì)于空間內(nèi)溫度的變化起著非常重要的影響。開(kāi)敞空間場(chǎng)地較為空曠，四周植物數(shù)量少，冠幅小，植物對(duì)該場(chǎng)地陽(yáng)光遮擋較弱，造成此樣點(diǎn)溫度普遍較高，且隨著光照變化，波動(dòng)幅度較大。植株稀疏且矮小，導(dǎo)致空間內(nèi)遮陰率低，受太陽(yáng)輻射面積大，溫度較高。半開(kāi)敞空間與林下空間植物數(shù)量較多，植物種類(lèi)也較為豐富，空間郁閉度高，樹(shù)木樹(shù)冠能遮擋陽(yáng)光，減少太陽(yáng)直接輻射，另一方面通過(guò)植物的蒸騰作用消耗大量熱量。由于植物對(duì)熱輻射的遮擋和蒸騰消耗熱量，植物覆蓋的表面接收到的長(zhǎng)波輻射比建筑材料鋪裝表面少得多，溫度也低得多。

時(shí)間

3.2 不同空間相對(duì)濕度效應(yīng)分析

空氣濕度是表示空氣中水汽含量的多少或空氣潮濕程度的物理量[5]。濕度很大程度上影響著環(huán)境舒適度，而空間內(nèi)的濕度情況，與種植植物的規(guī)格與數(shù)量相關(guān)。植物通過(guò)蒸騰作用，將植物內(nèi)部的水汽蒸發(fā)到大氣中去，從而增加大氣濕度。由圖4可以看出，3個(gè)樣點(diǎn)8:00相對(duì)濕度處于峰值，而13:00左右相對(duì)濕度處于最低點(diǎn)。與上述溫度變化趨于反比。這是因?yàn)殡m然光照可以增加植物的蒸騰速率，但由于氣溫的升高，水蒸氣散失較快，當(dāng)溫度趨于最高值時(shí)，植物因過(guò)度失水導(dǎo)致蒸騰速率降低，所以在13:00左右，樣點(diǎn)的相對(duì)濕度處于最低點(diǎn)。11:00～14:30之間，半開(kāi)敞空間的相對(duì)濕度低于開(kāi)敞空間，與兩者的整體變化相反。原因是，開(kāi)敞空間較半開(kāi)敞空間而言，開(kāi)敞空間距離道路更近，而道路兩旁的行道樹(shù)蒸騰作用所產(chǎn)生的水蒸氣，通過(guò)風(fēng)引入到開(kāi)敞空間內(nèi)，相對(duì)應(yīng)圖5，可以看出在同一段時(shí)間內(nèi)，開(kāi)敞空間的風(fēng)速出現(xiàn)了一個(gè)較高的峰值，并整體高于半開(kāi)敞空間。不僅如此，在同段時(shí)間以及下午時(shí)間段內(nèi)，林下空間的濕度并沒(méi)有預(yù)想中明顯高于其他兩個(gè)樣點(diǎn)，這是因?yàn)?，林下空間郁閉度較高，且植物種類(lèi)單一，都為高大喬木，其高度與冠幅都較大，空間的圍合度較高，具有保溫隔濕防風(fēng)的效果，所以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的積累后，其濕度逐漸趨于穩(wěn)定。

時(shí)間

時(shí)間

3.3 不同空間風(fēng)速效應(yīng)分析

風(fēng)能適當(dāng)降低空間內(nèi)的溫度，在夏季引入風(fēng)，能給人以舒適的感受，而在冬季則給人以寒冷的感受。不同樣地的地形、植物群落結(jié)構(gòu)以及周邊建筑物等要素都會(huì)對(duì)風(fēng)速風(fēng)向產(chǎn)生較大影響。一般情況下，空間圍合度越大，空間內(nèi)的風(fēng)速就越小。開(kāi)敞空間因周?chē)诒挝镙^少，使風(fēng)在空間內(nèi)流動(dòng)受阻較小，所以空間內(nèi)風(fēng)速變化較大。而半開(kāi)敞空間和林下空間都有高大喬木進(jìn)行遮擋，所以空間內(nèi)風(fēng)速變化較小。因空間內(nèi)植物群落結(jié)構(gòu)的差異，二者的風(fēng)速變化略有不同。

3.4 溫濕指數(shù)與風(fēng)效系指數(shù)分析

溫濕指數(shù)是用來(lái)描述人體對(duì)環(huán)境溫度和濕度綜合感受的指數(shù)[6]。風(fēng)效指數(shù)是用來(lái)描述人體對(duì)風(fēng)、溫度和日照綜合感受的指數(shù)[6]。氣候舒適度采用溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)評(píng)價(jià)，當(dāng)兩種指數(shù)不一致時(shí)，冬半年采用風(fēng)效指數(shù)，夏半年采用溫濕指數(shù)。根據(jù)人居環(huán)境舒適度等級(jí)，溫濕指數(shù)在17.0～25.4，風(fēng)效指數(shù)在-299～-100，感覺(jué)舒適(圖6、表5)。

實(shí)測(cè)時(shí)間位于夏半年，所以以溫濕系數(shù)為主進(jìn)行分析。3個(gè)樣點(diǎn)均處于舒適的區(qū)間內(nèi)，半開(kāi)敞空間處于區(qū)間中值，開(kāi)敞空間趨向熱感，林下空間趨向冷感。

圖6 溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)變化

表5 人居環(huán)境舒適度等級(jí)

4 結(jié)論與討論

經(jīng)過(guò)場(chǎng)地實(shí)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，城市公園內(nèi)林下空間比開(kāi)敞空間和半開(kāi)敞空間更舒適，林下空間的各項(xiàng)系數(shù)均在人體舒適范圍內(nèi)，而半開(kāi)敞空間和開(kāi)敞空間均有不同程度的超出舒適范圍的情況。結(jié)果表明，空間舒適程度與其空間密閉程度、遮陰狀況等因素密切相關(guān)，而這些因素很大程度上取決于其風(fēng)景園林空間的設(shè)計(jì)。為提高空間舒適程度，針對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改善。

4.1 豐富公園綠地環(huán)境，建立多層次的植物群落結(jié)構(gòu)

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，樣點(diǎn)的垂直結(jié)構(gòu)影響空間圍合度以及光照范圍。近些年來(lái)對(duì)城市森林、城市綠地生態(tài)效益等多項(xiàng)研究證明，在城市中配置具有復(fù)雜喬-灌-草模式的綠地可以顯著改善微氣候。在選擇遮陰植物時(shí)，要選擇具有一定透光性的植物，既能起到遮陰的效果，降低空間內(nèi)的溫度，還能促進(jìn)場(chǎng)地內(nèi)空氣流通。

4.2 模擬環(huán)境，建立“有數(shù)據(jù)”的景觀

為營(yíng)造更舒適的活動(dòng)休憩空間，使空間內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都更貼合人體的舒適感受，在設(shè)計(jì)綠地空間之前，可以對(duì)其周邊環(huán)境和各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)并加以分析，結(jié)合得出的數(shù)據(jù)結(jié)論，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)。景觀建成后，也可對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和調(diào)查，做相應(yīng)的后期調(diào)整。這樣可以更加科學(xué)有效地達(dá)到設(shè)計(jì)目的，營(yíng)造出更具生態(tài)性的綠地空間。

4.3 根據(jù)綠地空間的方位，合理調(diào)整景觀設(shè)計(jì)

由于本次實(shí)驗(yàn)于春天進(jìn)行，在時(shí)間上取值比較單一，考慮到四季光照的方向和強(qiáng)度不同，因根據(jù)太陽(yáng)光照方向以及植物、建筑物等遮陰方向等條件，設(shè)計(jì)適宜的園林空間。

4.4 植物配置時(shí)，適當(dāng)?shù)厥蛊湟龑?dǎo)風(fēng)向

在局部小氣候中，風(fēng)的引入可以適當(dāng)降低溫度，尤其是在夏天，可以給人舒適的感受。植物配置時(shí)，可使植物群落平行于夏季主導(dǎo)風(fēng)向，引入涼爽的空氣；而在冬季，則可以適當(dāng)?shù)乩弥参镞M(jìn)行遮擋，合理利用風(fēng)來(lái)改善空間小氣候。

除此之外，還有許多因素也影響著小氣候環(huán)境及舒適度，例如硬質(zhì)鋪裝的面積與材質(zhì)、水體面積、休憩座椅的材質(zhì)等，這些在公園綠地的設(shè)計(jì)當(dāng)中，都是需要進(jìn)行考慮的因素。風(fēng)景園林的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)小氣候的研究與調(diào)查，在未來(lái)的實(shí)踐當(dāng)中，公園綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)將在滿(mǎn)足美觀和功能的前提下，研究出能改善生態(tài)環(huán)境、更適宜人類(lèi)活動(dòng)休憩的戶(hù)外空間。