淺談氣候變化對城市設(shè)計(jì)的影響
——以綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為例

楊晟

悉尼大學(xué) 新南威爾士州 澳大利亞 NSW2006

1 城市設(shè)計(jì)適應(yīng)氣候變化的必要性

觀測和所收集的數(shù)據(jù)證明，氣候變化已經(jīng)對環(huán)境系統(tǒng)和社會(huì)造成了以下影響：①海平面和海水溫度普遍上升。②河流流量變化帶來的洪水和干旱問題。③森林面積減少，森林火災(zāi)增加。④夏季高溫?zé)崂?。⑤極端天氣的強(qiáng)度和頻率增加。城市在面對以上氣候問題時(shí)，因?yàn)槿丝诟叨燃?，所以更具有脆弱性，迫切需要通過新的城市設(shè)計(jì)來應(yīng)對氣候變化[1]。

2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施、城市設(shè)計(jì)和氣候變化適應(yīng)

城市設(shè)計(jì)可以通過多種方式來適應(yīng)氣候變化，減少氣候變化對城市居民的負(fù)面影響。其中，綠色基礎(chǔ)設(shè)施是比較成熟的設(shè)計(jì)理念。綠色基礎(chǔ)設(shè)施是由河流、公園和自然開放空間組成的網(wǎng)絡(luò)。但它也包括更具創(chuàng)新性的城市組成部分，如屋頂花園和綜合雨水管理設(shè)施。與傳統(tǒng)的市政基礎(chǔ)設(shè)施不同，綠色基礎(chǔ)設(shè)可以施協(xié)調(diào)城市的自然生態(tài)循環(huán)，充分利用自然環(huán)境來適應(yīng)外界影響。一份報(bào)告(Pitman等2015)表明，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助城市環(huán)境適應(yīng)氣候變化。首先，綠色基礎(chǔ)設(shè)施能夠增強(qiáng)城市的韌性。綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以通過降低溫度、改變風(fēng)速和管理水資源來減少氣候變化對城市的負(fù)面影響。其次，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助植物和動(dòng)物更好地適應(yīng)氣候變化，確保物種多樣性和城市的可持續(xù)發(fā)展。因此，從長遠(yuǎn)來看，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助城市適應(yīng)氣候變化。在早期的城市設(shè)計(jì)中，人們對環(huán)境、社會(huì)和氣候變化的影響了解甚少，而且常常過度設(shè)計(jì)。為了防止環(huán)境危害，大量建設(shè)了市政基礎(chǔ)設(shè)施。這種設(shè)計(jì)通常缺乏環(huán)境彈性，反而使城市更容易受到極端天氣的影響[2]。

3 城市高溫

高溫和死亡率之間存在一定的聯(lián)系。來自澳大利亞的報(bào)告顯示，在二十世紀(jì)，高溫導(dǎo)致死亡的人數(shù)超過了颶風(fēng)、閃電、龍卷風(fēng)、洪水和地震等自然災(zāi)害的總和(Pitman等2015)。而2003年，歐洲的熱浪估計(jì)導(dǎo)致了4萬人的死亡。隨著全球變暖的加劇，城市極端高溫的次數(shù)將增加，這可能對城市居民的生命健康構(gòu)成威脅。再加上熱島效應(yīng)，城市迫切需要合適的設(shè)計(jì)來降低溫度。

3.1 城市尺度對于高溫的適應(yīng)

一份報(bào)告(Pitman等2015)表明，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助城市適應(yīng)氣候變化。因此，在這種尺度下，城市應(yīng)該通過建設(shè)或改造現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施來減少熱島效應(yīng)，并適應(yīng)持續(xù)高溫。5個(gè)主要參數(shù)影響著人們在室外環(huán)境中對溫度感知：①空氣溫度；②空氣濕度；③風(fēng)；④太陽輻射；⑤地面輻射。

第一步是建設(shè)高質(zhì)量的綠地。這些綠地由點(diǎn)、線、面組成，包括街道樹木、公園和濕地等。最后這些點(diǎn)線面狀的綠地會(huì)形成一個(gè)綠色空間網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中的綠色植物會(huì)遮蔽城市的人造表面，減少了太陽和地面輻射來降低溫度。除此之外，綠色植物的蒸騰作用還可以通過增加城市空氣濕度來降低環(huán)境溫度。綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的水體，包括河流、湖泊和濕地，也會(huì)增加城市的濕度。改變建筑的朝向來減少太陽輻射。街道的寬度和方向也會(huì)影響太陽輻射量和風(fēng)的流動(dòng)，被動(dòng)通風(fēng)也可以有效降低溫度。街道樹木的樹冠、屋頂花園和建筑的綠色生態(tài)立面也可以提供充足的遮陽。在夏季最大化遮陽和通風(fēng)的同時(shí)，要考慮冬季采光的需求。

3.2 社區(qū)尺度對高溫的適應(yīng)

在社區(qū)尺度，適應(yīng)高溫的策略應(yīng)該專注于提供涼爽的室外區(qū)域來影響建筑空間。例如，行道樹的蒸騰作用可以降低環(huán)境溫度，同時(shí)可以為建筑的低層部分遮陽。在社區(qū)內(nèi)修建生態(tài)溝渠，減少人工表面的面積。另外，社區(qū)也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖⑿酗L(fēng)向來確定建筑和街道的朝向，加強(qiáng)建筑之間的空氣流通。

3.3 建筑尺度對高溫的適應(yīng)

在建筑尺度上，機(jī)械空調(diào)是保證高溫時(shí)熱舒適最有效的方式。然而，這種解決方案增加了室外環(huán)境的多余熱量，增加了能源消耗和溫室氣體排放。適應(yīng)高溫的最佳方式是采用非機(jī)械冷卻方式來降低室內(nèi)溫度，機(jī)械制冷只是確保建筑在極端高溫下的熱舒適性。主要通過綠色生態(tài)立面、遮陽板和隔熱有色玻璃來減少建筑因太陽輻射導(dǎo)致的高溫。設(shè)計(jì)良好、自然通風(fēng)和自然蒸發(fā)冷卻的住宅建筑可以有效降低室內(nèi)溫度。

4 結(jié)束語

本文介紹了城市設(shè)計(jì)如何適應(yīng)氣候變化引起的高溫問題。城市要適應(yīng)這些氣候變化問題，就需要對現(xiàn)有的城市環(huán)境進(jìn)行改造。適應(yīng)氣候的城市設(shè)計(jì)需要一種適用于所有尺度的全新設(shè)計(jì)過程，從單個(gè)建筑到社區(qū)再到城市，不同的尺度將影響氣候適應(yīng)決策。城市尺度和建筑尺度的氣候適應(yīng)戰(zhàn)略需要相結(jié)合，通過綠色基礎(chǔ)設(shè)施重塑城市的自然循環(huán)過程，增強(qiáng)城市對氣候變化的適應(yīng)能力，提供更好的城市生活環(huán)境。