高層建筑布局對城市區域熱環境影響的探究

陳光　劉金雙

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

關鍵詞：高層建筑；城市區域熱環境；城市熱島效應

1 前言

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

2 城市區域熱環境的現狀

現代科技的迅速發展，因其過程沒有考慮對環境的影響而造成很大的環境污染，使自然環境發生了不可逆轉的變化，其中最顯著的就是全球氣候變暖問題。而在這個問題的基礎上，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溫度高的現象，形成城市熱島效應，使某些大城市一到夏天便如同火爐一般，無法出門。城市冬天的氣溫也比以前和周圍郊區要高，使本該下雪的自然環境氣候變為陰雨綿綿。城市區域的熱環境的影響不單單體現在溫度上，另一方面因溫度的改變迫使人類行動的改變。為獲得外感體溫的舒適，大力安裝和使用空調，進一步造成空氣的污染和電力的消耗。對于無法使用空調的家庭或類似工廠的地方，使中暑現象不斷出現，增加中暑人員家庭的負擔。城市區域的熱環境也進一步加強全球變暖現象，全球溫度上升已經成為目前最嚴重的問題之一。區域熱環境的現象也導致部分植物和動物無法在城區生存，側面降低城區的綠化面積和綠化種類。城市區域熱環境現在已成為社會的普遍現象，高溫度已經成為生活在城區居民所必須經歷的“自然環境”。

3 高層建筑布局對城市區域熱環境的影響

城市不斷發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。城市熱島效應的產生的原因很復雜，而且與其關聯的影響因素很多，如風速、風向、城市地形、植被覆蓋和城市建筑形態等。因此很難精確計算和分析出影響城市區域熱環境的因素。就高層建筑布局對城市區域熱環境的影響，可以有以下幾點問題。

（1）城市高層建筑在建造時，缺少對前瞻性的發展規劃。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，在可行范圍內不斷向高處修建。為了突出和好看的外觀，在設計時很少考慮其對空氣流向的影響，而且人們一般聚集在中心城市，因為人員的擁擠，造成向外輸送的熱源多，和空氣流動不暢的因素結合，會很大程度提高城市中心的溫度。城市邊緣開發區對于城市中心的依賴性強，在建設距離上較近，而且新建區與主城區有聯系上、交通條件和地理條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，使整個城市顯得擁擠和空氣流動上的不暢通。并且這種高層建筑越大，發展越快，對城市區域熱環境的影響就越嚴重。

（2）城市在追求高層建筑的建設時，就勢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，對于熱度的吸收相比于下墊面的瀝青而言大得多。也有相關實驗證明，綠化面積的增加對降低環境溫度有一定的效果，因而要改善城市區域熱環境的現狀，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關注到這個方面，在不斷提高城市的整體綠化面積，但要使植被具有生態性效果就需要面積達到一定的數量，并且需要多組分植物組合一起發揮作用，否則，并不能達到理論效果。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大部分，而且分布較為散開，而交通道路又占據另一部分面積，實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。又因為城市道路和建筑的建設時，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，進而諸多植物在城市中并不能存活，植物種類不多，也無法起到理想狀態下綠植所能達到的吸收熱度的大小。

（3）高層建筑在建設時，都會追求透光性，因此玻璃的使用率就會很大，而某些玻璃對光的反射極為強烈，高層建筑在建造時并不能考慮這些問題，在布局上可能會加強玻璃對太陽光的反射，而反射的太陽光會持續照射在建筑之間，增大太陽光照射面積，提高照射地面的溫度，而下墊面對熱度的吸收并不好，熱度會不斷向上散發，從而提高空氣中的溫度，產生城市區域熱環境的現象。

4 針對高層建筑對城市區域熱環境影響的解決辦法

在高層建筑建設時，我們應該用具有預見性和前瞻性的管理和控制的方法來解決這些可能會影響環境的現象，盡量使城市更具有規劃性，從整體的方向發展一個城市的建設。如果在源頭上無法解決，那么就通過其他辦法來盡量降低城市的溫度，縮小城市內與周圍郊區的溫度差。例如：加強建設城區的綠化，使綠化面積盡量擴大，綠植的種類盡量增加；提倡低碳環保生活，降低城區的環境污染等。

5 總結

城市的持續發展依靠的是人的適應性生存，城市區域性熱環境的現象已經給居住在城區的人們帶來生活的不便。我們現在要做的就是不斷減小這種現象，降低過去幾年社會發展所造成的環境污染。高層建筑對城市區域性熱環境有一定的影響，但環境的改變歸結到底還是人類的行為。高層建筑的影響可以在實施中的到一定的解決，但如果不保護環境，城市區域性熱環境將無法的到根本改變。