城市街道夏季動態(tài)熱舒適
——以上海黃金城道步行街為例

彭旭路

(西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院， 成都 610039)

在氣候變化導(dǎo)致城市環(huán)境問題愈發(fā)突出的背景下[1]，高度城市化的城市人居環(huán)境中，城市內(nèi)部局地小氣候特征影響人居環(huán)境的適宜性[2]，適應(yīng)、改善與提高氣候適宜性的人居環(huán)境質(zhì)量是亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。覆蓋城市區(qū)域1/4以上面積的城市街道[3]是提供城市室外活動的重要場所[4]。自20世紀(jì)70年代起，已有結(jié)合小氣候的街道研究[5]，應(yīng)對氣候變化的街道適應(yīng)性規(guī)劃研究還處于發(fā)展階段[6]。為提升城市宜居品質(zhì)，在城市街道開展熱舒適研究可以為健康城市環(huán)境的街道規(guī)劃設(shè)計(jì)提供基于熱覺途徑的理論指導(dǎo)，為整個城市室外活動空間的改善提供參考。

建筑學(xué)科的熱環(huán)境是指與人們身體健康、工作效率直接有關(guān)的氣候物理環(huán)境條件[7]，常以熱輻射、空氣溫度、濕度、風(fēng)速4個物理量來描述[8]。“熱環(huán)境”和“小氣候”都是描述人活動范圍的，從熱覺生理途徑作用于人，影響人體冷熱感覺的物理氣候環(huán)境。小氣候強(qiáng)調(diào)氣候在小尺度范圍的空間特征，熱環(huán)境強(qiáng)調(diào)與人的關(guān)系是影響冷熱感覺。城市街道小氣候也是同時強(qiáng)調(diào)小尺度空間特征與影響人體冷熱感覺的街道熱環(huán)境。舒適性是人主觀心理層面的感受，可通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多種感知通道獲得。熱舒適是指人由熱覺途徑感知，獲得對熱環(huán)境表示滿意的主觀反應(yīng)[9]，是近30年來國內(nèi)舒適感受研究的熱點(diǎn)[10]。

關(guān)于熱舒適的評價標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有研究總結(jié)了兩類觀點(diǎn)。一類是穩(wěn)態(tài)熱舒適，由建筑學(xué)科開展對室內(nèi)熱環(huán)境舒適感受評價獲得，是指以人體熱平衡為基礎(chǔ)，以各種基于穩(wěn)態(tài)傳熱模型的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的熱舒適預(yù)測模型為獲得途徑，如預(yù)測平均投票(predicted mean vote, PMV)[11]、生理等效溫度(physiologically equivalent temperature, PET)[12]、標(biāo)準(zhǔn)有效溫度(standard effective temperature, SET)[13]等只涉及熱感覺指標(biāo)，以人體熱感覺中性即不冷不熱為舒適標(biāo)準(zhǔn)[14]，是一個較為狹窄的舒適區(qū)。一類是動態(tài)熱舒適，與穩(wěn)態(tài)熱舒適機(jī)理區(qū)別，動態(tài)熱舒適描述具有動態(tài)機(jī)理的舒適感受。是各不同氣候地基于實(shí)地調(diào)查研究的適應(yīng)性熱舒適，強(qiáng)調(diào)了不同地區(qū)人體對動態(tài)熱物理環(huán)境的生理心理自我適應(yīng)調(diào)節(jié)的主動性與動態(tài)變化性，使熱舒適成為動態(tài)的系統(tǒng)過程，呈現(xiàn)出不同的適應(yīng)性動態(tài)特征[14-15]。以季節(jié)或年為單位的長時間范圍內(nèi)，城市生活群體的熱經(jīng)歷[16-17]、熱期望[18-20]是影響動態(tài)熱舒適的主要因素。短時間范圍內(nèi)，感知控制[21-22]可以影響小氣候舒適性。如寒冷地區(qū)的哈爾濱冬季和夏季室外空間獲得舒適感受時的熱感覺分別為“微涼”和“微曖”，且不同季節(jié)熱舒適受熱感覺影響的敏感程度不同[23]。在夏熱冬曖地區(qū)的廣州的實(shí)地調(diào)查，驗(yàn)證了無論人體處于熱平衡的熱感覺中性狀態(tài)還是熱不平衡狀態(tài),人體都會產(chǎn)生舒適感受[24]。

創(chuàng)造穩(wěn)態(tài)的熱環(huán)境是室內(nèi)熱環(huán)境的常規(guī)設(shè)計(jì)目標(biāo)[25]，但以中性的無差別無刺激的熱環(huán)境為舒適標(biāo)準(zhǔn)，沒有遵循人通過自然生存進(jìn)化所形成的生理主動適應(yīng)調(diào)節(jié)的特征，對人體健康不利[26]，也不利于舒適、健康的城市公共環(huán)境規(guī)劃建設(shè)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在越來越多的室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)以創(chuàng)造接近自然動態(tài)熱環(huán)境的趨勢下，本身就具有時空動態(tài)性的室外熱環(huán)境，不宜以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)熱舒適作為氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有必要從利于健康的角度開展動態(tài)熱舒適研究。

空間因子是在微觀尺度對小氣候[27]以及熱舒適感受[10]產(chǎn)生影響的主要因素，在人活動范圍的小氣候尺度，街道中的風(fēng)景園林要素及其組合結(jié)構(gòu)特征，如植被覆蓋、天空可視因子等會影響街道小氣候發(fā)生相應(yīng)規(guī)律的動態(tài)變化[10]?，F(xiàn)以動態(tài)熱舒適機(jī)理為指導(dǎo)，選擇具有代表性的城市街道為研究對象，開展小氣候?qū)崪y、熱舒適感受調(diào)查的實(shí)地實(shí)驗(yàn)，通過檢驗(yàn)分析、對比分析、回歸分析等方法探討和驗(yàn)證城市街道動態(tài)熱舒適的存在、基于穩(wěn)態(tài)熱舒適標(biāo)準(zhǔn)的熱舒適預(yù)測模型的適用性，分析小尺度風(fēng)景園林空間中的短期熱經(jīng)歷對動態(tài)熱舒適的影響機(jī)制，討論城市街道動態(tài)熱舒適的特點(diǎn)。為更加準(zhǔn)確地認(rèn)識街道熱環(huán)境、增加室外空間使用、促進(jìn)創(chuàng)造氣候適應(yīng)性的人居環(huán)境提供理論支撐。

1 研究方法

1.1 研究對象

黃金城道步行街位于上海市長寧區(qū)，于2009年建造完成，西起古北路，東到伊犁南路，長約700 m，寬約60 m，街道高寬比約1∶1，兩側(cè)建筑為底商加住宅的高層形式。雖然被銀珠路和瑪瑙路這兩條支路穿越分成了3段，但整體景觀層次豐富，使街道的通過性功能呈現(xiàn)空間的變化性。街道兩側(cè)臨近建筑的步行空間與普通車行道路相似，以銀杏作為行道樹，其規(guī)格、形態(tài)統(tǒng)一，種植線型位置與兩側(cè)建筑保持了一致的距離，貫穿整個街道，形成了良好的景觀延續(xù)性；街道中部通過設(shè)置形態(tài)各異、景觀植物變化的多個綠地組團(tuán)，既保證整體通過性功能不受影響，保持了動向的延續(xù)，又使街道空間出現(xiàn)豐富的變化層次，不僅有櫻花、香樟、櫸樹、桂花等植物使四季有景可賞，高大的樹冠高低錯落地相連形成建筑與室外環(huán)境過渡的自然空間。街道所在社區(qū)居住著來自50多個國家和地區(qū)的居民，具有高使用率的街道公共空間是展現(xiàn)中國現(xiàn)代城市公共空間品質(zhì)、人民生活幸福感的重要窗口，在社會上具有較高知名度。同時，步行街在城市線性空間中的功能活動類型最為豐富，可以排除機(jī)動車對熱舒適感受調(diào)查的干擾。因此，選擇黃金城道為研究對象具有典型性與參考性。

1.2 測試方案

1.2.1 測試布點(diǎn)

在開展街道小氣候?qū)崪y、熱舒適實(shí)地調(diào)查時，不是以城市尺度的整條街道為對象來比較不同街道之間的氣候差異對人的影響，而是在街道內(nèi)部人活動的尺度，以街道中被風(fēng)景園林要素分隔的、層次豐富的具體的小尺度風(fēng)景園林空間單元為分析單位。并對街道中代表性的風(fēng)景園林空間單元按頂面遮蔽程度進(jìn)行空間分類，站在設(shè)計(jì)者角度，各類型不管使用者偏好或不偏好的空間都兼顧，同時考慮街道斷面不同位置的原則，選擇了12個空間單元為測點(diǎn)，架設(shè)儀器進(jìn)行小氣候定點(diǎn)實(shí)測。測點(diǎn)平面分布如圖1所示，各測點(diǎn)空間形態(tài)基本情況如表1所示。

1.2.2 測試時間

實(shí)測日期、時間在經(jīng)當(dāng)?shù)亟值拦芾聿块T協(xié)商、許可后，在2018年7月13、14、15日進(jìn)行了3 d實(shí)測，定點(diǎn)實(shí)測時間為7：00—19:00。測試日虹橋氣象站的平均天氣情況為：平均空氣溫度30 ℃，平均相對濕度69.7%，平均風(fēng)速3.90 m/s。

1.2.3 小氣候測試

在小氣候熱、濕、風(fēng)要素中，選擇與建筑學(xué)領(lǐng)域[8]描述熱環(huán)境的物理氣候要素一致的4個小氣候要素：太陽輻射、空氣溫度、相對濕度、風(fēng)速作為街道熱舒適研究的熱物理環(huán)境要素進(jìn)行實(shí)測。使用Watchdog小型氣象站2000系列，架設(shè)在測點(diǎn)距離地面1.5 m高度處進(jìn)行連續(xù)定點(diǎn)實(shí)測，記錄時間為間隔1 min自記1次。

圖1 測點(diǎn)平面分布圖Fig.1 Plane distribution map of measuring points

表1 各測點(diǎn)空間形態(tài)基本情況

1.2.4 熱舒適感受問卷

問卷內(nèi)容分為兩個部分：一是包括性別、年齡、體重、身高、著裝等基本信息；二是舒適性感受調(diào)查，包括熱感覺投票與熱舒適投票。熱感覺表示人對周圍環(huán)境冷熱情況感受的主觀評價結(jié)果。按照美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(American society of heating, refrigerating and air-conditioning engineers，ASHRAE)規(guī)范中的7級標(biāo)度(非常冷、冷、涼、不冷不熱、暖、熱、非常熱，賦值-3～3)來進(jìn)行熱感覺投票 (thermal sensation vote，TSV)選擇，熱舒適(thermal comfort vote，TCV)采用 4級標(biāo)度(極不舒適、不舒適、舒適、非常舒適，賦值-2～2)進(jìn)行選擇。舒適性感受調(diào)查沿設(shè)計(jì)的步行路線在每個測點(diǎn)短時停留3～5 min感受體驗(yàn)后進(jìn)行問卷填寫，以獲取熱感覺、熱舒適在整個步行路線中如何變化及其如何受小氣候條件和空間變化的影響。

1.2.5 熱舒適評價指標(biāo)選擇

選擇生理等效溫度PET為熱舒適評價指標(biāo)。PET被定義為在某一室內(nèi)外環(huán)境中，可以等效于人體在維持體內(nèi)和體表溫度達(dá)到人體熱量平衡時相對應(yīng)的典型室內(nèi)環(huán)境中的空氣溫度[12]。PET值越高表示天氣越熱，僅能提供氣候影響人體熱狀態(tài)的評價，常用于戶外熱舒適評價[28-29]。

2 結(jié)果與分析

2.1 沿步行路線各測點(diǎn)空間小氣候?qū)崪y結(jié)果

黃金城道夏季進(jìn)行熱舒適問卷調(diào)查時4個小氣候要素的實(shí)測數(shù)值如表2所示。與虹橋氣象站的測試日平均氣象數(shù)值比較，各測點(diǎn)的平均空氣溫度比氣象站平均空氣溫度高2.65 ℃，平均相對濕度比氣象站低了21.53%，平均風(fēng)速不到氣象站平均風(fēng)速的22%。量化了城市街道風(fēng)景園林空間的小氣候與城市氣候的差異性。

表2 黃金城道夏季問卷調(diào)查時的小氣候?qū)崪y數(shù)值Table 2 Measured microclimate data during the summer questionnaire survey on Golden City Road

圖2 步行路線各測點(diǎn)小氣候均值Fig.2 Average value of microclimate at each measuring point of walking route

按設(shè)計(jì)的步行調(diào)查路線，計(jì)算的問卷調(diào)查時間范圍內(nèi)各測點(diǎn)小氣候均值如圖2所示。圖2中各數(shù)值的變化波動性體現(xiàn)了街道風(fēng)景園林空間單元的變化對小氣候改變的重要性。如圖2(a)所示，太陽輻射波動幅度最大，最小值為37.33 W/m2，在樹蔭全遮蔽的常綠桂花樹下的8號測點(diǎn)，最大值為800.17 W/m2，在街道中部開敞區(qū)的9號測點(diǎn)。如圖2(b)所示，步行路線各空間測點(diǎn)間的平均空氣溫度相差0.27～1.73 ℃，在開敞區(qū)較高，樹蔭全遮蔽區(qū)較低?？諝鉁囟茸钚≈禐?1.43 ℃，位于樹蔭全遮蔽的落葉樹櫸樹下的7號測點(diǎn)，最大值33.17 ℃，位于開敞區(qū)街道十字交叉口的6號測點(diǎn)，其中臨近水邊的樹蔭全遮蔽區(qū)香樟樹下的12號測點(diǎn)空氣溫度并不是最低，說明靜態(tài)水體面積較小，對相鄰測點(diǎn)空氣溫度沒有顯著降低影響。如圖2(c)所示，步行路線各空間測點(diǎn)間的平均相對濕度相差0.98%～9.5%，其中最大值為54.4%，位置與空氣溫度最小值測點(diǎn)一致，在樹蔭全遮蔽的7號測點(diǎn),最小值為44.9%，與太陽輻射最大值測點(diǎn)一致，在開敞區(qū)9號測點(diǎn)，在水邊的樹蔭全遮蔽的12號測點(diǎn)的相對濕度也較高，水體對相對濕度的影響比空氣溫度明顯。如圖2(d)所示，整個步行路線各空間測點(diǎn)的平均風(fēng)速變化性明顯，風(fēng)速最大值為1.48 m/s，在街道中部開敞區(qū)的9號測點(diǎn)，最小值為0.37 m/s，與太陽輻射最小低測點(diǎn)一致，在樹蔭全遮蔽的8號測點(diǎn)。

2.2 各空間測點(diǎn)熱舒適調(diào)查結(jié)果

熱舒適感受問卷篩選的在上海生活超過一年的人群為調(diào)研對象，夏季共獲得有效問卷540份。TSV調(diào)查結(jié)果如圖3所示，其中熱感覺為熱(TSV=2)的比例最高，達(dá)到58.97%，熱感覺為中性(TSV=0)的比例是15.1%。如圖4所示，各測點(diǎn)TSV值在大于O的情況下波動變化，顯示出“熱”的不同程度變化，各測點(diǎn)平均熱感覺投票值達(dá)到了1.42，介于曖和熱之間。TCV調(diào)查結(jié)果如圖5所示，舒適和較舒適的占比達(dá)到 55.95%。如圖6所示，TCV數(shù)值隨著步行路線的空間移動，在-1.5～1.0波動變化。對比圖3～圖6可知：在夏季熱感覺高于中性的熱不平衡狀態(tài)下也能獲得熱舒適感受，驗(yàn)證了動態(tài)熱舒適不是以達(dá)到熱平衡為舒適標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 熱感覺投票占比Fig.3 Thermal sensation voting ratio

圖4 各測點(diǎn)熱感覺投票Fig.4 Thermal sensation perception in space measuring points

圖5 熱舒適投票占比Fig.5 Thermal comfort voting ratio

圖6 各測點(diǎn)熱舒適投票Fig.6 Thermal comfort perception in space measuring points

2.3 各空間測點(diǎn)熱舒適評價指標(biāo)PET計(jì)算結(jié)果

將各測點(diǎn)實(shí)測的小氣候數(shù)值帶入計(jì)算機(jī)模擬RayMan軟件，計(jì)算出各測點(diǎn)的PET數(shù)值，如圖7所示，PET隨著步行路線的空間移動，在28.57～48.87 ℃波動變化，各空間測點(diǎn)間PET相差范圍為1.05～20.216 ℃。PET值的變化趨勢呈現(xiàn)隨著樹蔭頂面遮蔽程度越大值越小的變化規(guī)律，驗(yàn)證了街道空間的頂面遮蔽程度能對舒適性產(chǎn)生動態(tài)變化影響，且植物覆蓋程度越高，影響越顯著。

圖7 各測點(diǎn)平均PET值Fig.7 Average PET value in space measuring points

2.4 各測點(diǎn)間小氣候要素、熱感覺、熱舒適投票結(jié)果顯著性分析

顯著性檢驗(yàn)常用于比較組間差異，以分析不同分組數(shù)據(jù)間是否有顯著性差異，將各空間測點(diǎn)的小氣候?qū)崪y數(shù)據(jù)、熱感覺與熱舒適調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)代入SPSS23.0軟件進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)后，數(shù)據(jù)都不符合正態(tài)分布，不適宜采用單因素方差分析進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，再加上是多組比較，選用秩和檢驗(yàn)的方法進(jìn)行按空間類型分組的顯著性檢驗(yàn)。如表3所示，通過秩和檢驗(yàn)，黃金城道夏季的相對濕度、風(fēng)速、太陽輻射、熱感覺(TSV)、熱舒適(TCV)顯著性值小于0.05，拒絕原假設(shè)，各空間測點(diǎn)間有顯著性差異。明晰了在夏季高溫環(huán)境下：空氣溫度的空間差異性不明顯；雖然各測點(diǎn)風(fēng)速遠(yuǎn)小于氣象站平均風(fēng)速，但依然是夏季街道各測點(diǎn)空間產(chǎn)生顯著差異的重要小氣候要素；植物覆蓋程度高且空間層次多變性使得黃金城道夏季相對濕度也能呈現(xiàn)各空間顯著差異；心理感受能在各空間變化中形成靈敏的感受差異。

表3 黃金城道夏季各空間測點(diǎn)小氣候要素、熱感覺、 熱舒適顯著性檢驗(yàn)

圖8 PET和TSV的空間變化Fig.8 Comparison of spatial changes between PET and TSV

3 討論

3.1 PET和TSV的空間變化對比

因?yàn)榉€(wěn)態(tài)傳熱模型的舒適標(biāo)準(zhǔn)與熱感覺相對應(yīng)，所以將各測點(diǎn)PET均值與TSV均值進(jìn)行空間變化對比，探討黃金城道夏季實(shí)地?zé)岣杏X的空間變化特點(diǎn)。

各測點(diǎn)的TSV分布于0.5～2.5，以0.5為變化單位將TSV設(shè)置了4個等級，同時將PET值也分為4個等級，各分級數(shù)值如圖8所示。從圖8可以看到PET和TSV沿步行路線的空間變化：兩個評價指標(biāo)的等級分布不完全一致；TSV和PET最高測點(diǎn)一致：在開敞區(qū)的9號以及十字交叉口的6號測點(diǎn)，PET值都高于48 ℃，也是TSV最高的空間；最低點(diǎn)不一致：PET最低點(diǎn)位于街道北側(cè)樹蔭部分遮蔽的5號測點(diǎn)，而TSV最低的是街道南側(cè)樹蔭全遮蔽的8號測點(diǎn)。

探討PET和TSV等級分布不一致的原因：一方面，通過與小氣候要素的相關(guān)性分析可知，影響PET和TSV的小氣候要素有所區(qū)別，如表4所示。PET主要受熱要素，即太陽輻射和空氣溫度影響，其中太陽輻射影響最為顯著，而TSV主要受空氣溫度和相對濕度影響。一方面，在步行路線的空間變化中，即使短暫停留，人體熱感覺也對有顯著空間差異的小氣候產(chǎn)生了靈敏、顯著的動態(tài)響應(yīng)。

表4 熱感覺、生理等效溫度與小氣候要素相關(guān)性

通過對比可以發(fā)現(xiàn)短時間熱感覺的空間變化特點(diǎn)如下。

(1)在都不是樹蔭全遮蔽的空間移動對比中，即熱感覺差異不是最顯著的情況下，短時間的熱感覺會受到上一個空間熱感覺滯后影響。從1號到2號測點(diǎn)的PET差值增幅達(dá)到了18 ℃，可是TSV增幅不大，只有0.2；從開敞的4號測點(diǎn)到樹蔭部分遮蔽的5號測點(diǎn)，PET值降低了兩個層次，減少了16 ℃，可TSV減少了0.85，變化幅度只降低了一個層次；從樹蔭部分遮蔽區(qū)的10號測點(diǎn)移動到開敞區(qū)的11號測點(diǎn)，PET增加了6.3 ℃，可是TSV基本沒有差異，增幅只有0.05。

(2)在熱感覺會發(fā)生顯著變化的開敞與全遮蔽對比的情況下，從樹蔭全遮蔽變化到開敞區(qū)的TSV變化幅度，略高于從開敞區(qū)變化到樹蔭全遮蔽，而PET從開敞到樹蔭全遮蔽的變化幅度略大于從樹蔭全遮蔽變化到開敞區(qū)，說明在短時間的熱感覺動態(tài)變化中，對大幅度增熱的感覺比減少更為敏感：從樹蔭全遮蔽的8號到開敞的9號測點(diǎn)，熱感覺增加了1.51，從開敞的6號測點(diǎn)移動到樹蔭全遮蔽的7號測點(diǎn)，熱感覺減少了1.1。

3.2 實(shí)地TCV和PET的相互關(guān)系

直接使用基于穩(wěn)態(tài)傳熱模型的各熱舒適評價指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算方便，并可以對舒適性做出預(yù)判，給出預(yù)測值?；趯?shí)地調(diào)查的體現(xiàn)各地適應(yīng)性動態(tài)特點(diǎn)的舒適性評價不能預(yù)測。根據(jù)適應(yīng)性熱舒適研究方法[30]，將穩(wěn)態(tài)熱舒適評價預(yù)測模型PET與基于實(shí)地調(diào)查的動態(tài)熱舒適主觀問卷結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立二者之間的回歸方程，得到室外熱舒適評價適應(yīng)模型，作為當(dāng)?shù)責(zé)崾孢m范圍計(jì)算的參考。

夏季街道各空間測點(diǎn)PET值都高于28 ℃，不管是采用PET官方舒適標(biāo)準(zhǔn)9～26 ℃[31]，還是中西歐學(xué)者提出的PET舒適標(biāo)準(zhǔn)18～23 ℃[32]，根據(jù)PET模型計(jì)算結(jié)果的各測點(diǎn)都不舒適，驗(yàn)證了PET基于熱感覺中性的穩(wěn)態(tài)舒適標(biāo)準(zhǔn)不能準(zhǔn)確反映上海城市街道夏季的熱舒適。

為了探討PET模型熱舒適范圍的適應(yīng)性，將受訪者的熱舒適投票TCV值與相應(yīng)時點(diǎn)的PET值建立回歸方程為

TCV=-0.050PET-1.555，

R2=0.506，P<0.001

(1)

通過式(1)可以計(jì)算出當(dāng)TCV=0， 即人們開始有舒適感受時，黃金城道夏季的PET值為31.1 ℃。當(dāng)TCV在-0.5～0.5時，計(jì)算出PET熱舒適范圍，夏季是21.1～41.1 ℃。這個適應(yīng)性舒適范圍比基于實(shí)地?zé)岣杏X調(diào)查計(jì)算的上海城市廣場夏季熱中性舒適范圍15.6～25.5 ℃[28]還要寬?？勺鳛榛诋?dāng)?shù)厝巳洪L期生理心理適應(yīng)性的動態(tài)熱舒適范圍參考。

3.3 實(shí)地TCV和TSV的相關(guān)性

如圖9所示，各測點(diǎn)的平均TSV和TCV值呈高度負(fù)相關(guān)，說明整體上夏季熱舒適受瞬態(tài)熱感覺影響，與熱感覺呈顯著反比關(guān)系。將每一級熱感覺TSV與熱舒適投票TCV平均值建立擬合方程為

TCV=1.086-0.677TSV，

R2=0.757,P<0.001

(2)

基于本次問卷調(diào)查結(jié)果計(jì)算，當(dāng)TSV<1.60時，就能獲得舒適感受。驗(yàn)證了即使在平均空氣溫度高于30 ℃的夏季室外熱環(huán)境中，在熱感覺偏離中性，且以曖到熱為主的情況下，依然可以通過與變化的熱感覺對比產(chǎn)生相對的、動態(tài)熱舒適。且熱舒適結(jié)果并不固定，對比圖4、圖6可以看出，熱感覺變化差異越大，熱舒適的變化也越大。

對比在上海南京東路夏季的熱舒適實(shí)地調(diào)查結(jié)果[33]：南京東路夏季實(shí)地調(diào)查時的平均空氣溫度比黃金城道低1.16 ℃，平均相對濕度高9.78%，平均太陽輻射低148.12 W/m2。根據(jù)南京東路夏季TCV和TSV調(diào)查結(jié)果建立的擬合方程[33]，即

TCV=1.06-0.7TSV，

R2=0.746，P<0.001

(3)

根據(jù)式(3)計(jì)算可得，當(dāng)TSV<1.51時，就能獲得熱舒適感受。通過對比，驗(yàn)證了動態(tài)熱舒適的變化特點(diǎn)：夏季熱環(huán)境條件相對越差，獲得熱舒適的熱感覺值相對遠(yuǎn)離中性。

圖9 TSV與TCV線性關(guān)系Fig.9 Linear relationship between TSV and TCV

4 結(jié)論

在城市熱舒適研究中，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)熱舒適不能準(zhǔn)確反映夏季室外活動空間的熱舒適，為探尋城市街道小尺度風(fēng)景園林空間的動態(tài)熱舒適機(jī)制，以上海黃金城道步行街作為代表性街道，開展夏季小氣候要素的物理實(shí)測、大眾熱舒適感受問卷調(diào)查、熱舒適評價指標(biāo)PET計(jì)算相結(jié)合的實(shí)地實(shí)驗(yàn)，通過對比、數(shù)理分析等研究方法，總結(jié)了街道小尺度風(fēng)景園林空間、小氣候要素與人體熱舒適感受三者之間的密切關(guān)系，結(jié)論如下。

(1)驗(yàn)證了當(dāng)人體熱感覺中性不冷不熱時，是符合人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，從而直接獲得熱舒適感受的一種途徑。同時，在街道整體走向、建筑高寬比不變的情況下，被風(fēng)景園林要素分隔的街道小尺度空間中，還存在一開始不符合人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，但通過動態(tài)生理調(diào)節(jié)及動態(tài)心理調(diào)適，與之前空間環(huán)境的熱感覺對比有改善，就可以獲得舒適感受的另一種途徑。

(2)影響PET的主要小氣候要素是太陽輻射和空氣溫度，而影響夏季黃金城道TSV和TCV的主要小氣候要素是空氣溫度和相對濕度。穩(wěn)態(tài)的PET熱中性舒適標(biāo)準(zhǔn)不能準(zhǔn)確反映街道在熱感覺偏離中性還能獲得舒適感受的結(jié)果，在使用PET進(jìn)行熱舒適評價時，需要建立PET模型和實(shí)地?zé)崾孢m調(diào)查結(jié)果關(guān)聯(lián)的熱舒適評價適應(yīng)模型。

(3)短期的熱經(jīng)歷體驗(yàn)可以影響參與者的熱感覺。雖然在步行路線變化中，每個測點(diǎn)短期熱體驗(yàn)的時間只有3～5 min，但會通過隨空間變化與之前的熱感覺進(jìn)行不自覺的對比而形成對新環(huán)境的熱感覺評價，熱感覺有隨空間變化而出現(xiàn)相應(yīng)變化的動態(tài)性，從而影響熱舒適產(chǎn)生相應(yīng)變化。

(4)短時熱感覺在步行移動隨空間變化的過程中，可能出現(xiàn)受之前熱感覺滯后的影響，體現(xiàn)出對變化的環(huán)境條件的適應(yīng)；短時熱感覺從全遮蔭變化到開敞區(qū)顯著增加比減少更加敏感，體現(xiàn)了對變化的環(huán)境條件忍受的程度差異。驗(yàn)證了上海城市街道夏季動態(tài)熱舒適的變化特點(diǎn)：橫向上隨空間變化與熱感覺對比產(chǎn)生；縱向上舒適范圍比穩(wěn)態(tài)熱舒適標(biāo)準(zhǔn)更寬；夏季熱環(huán)境相對越差，獲得熱舒適的熱感覺越遠(yuǎn)離中性，體現(xiàn)出感知控制對夏季惡劣熱環(huán)境的容忍性。研究成果可以為未來的城市健康設(shè)計(jì)提供基于動態(tài)熱舒適的理論支撐與參考。