梁英 劉小釗
摘? 要:嶺南地區具有長夏無冬、濕熱的氣候特點,全球變暖的背景加劇了嶺南地區的高溫氣候,影響城市的可持續發展。基于熱舒適性改善的嶺南地區戶外景觀營建可以改善戶外環境,提升戶外熱環境質量。以深圳園博園為例,其在山、水、植物、建筑四個造園要素上體現了基于熱舒適性改善的戶外景觀營建策略,改變了空氣溫度、濕度、風速和太陽輻射等影響熱舒適性的因素,為嶺南地區的氣候適宜性景觀營建提供一定參考。
關鍵詞:嶺南地區;深圳園博園;熱舒適性;戶外景觀營建6925616730636
引言
嶺南地區地處熱帶和亞熱帶,高溫濕熱,長夏無冬,并且隨著城市化水平的提高,許多城市普遍存在著較為嚴重的熱島效應,加上近年來受到由溫室效應引發的全球暖化影響,嶺南地區的高溫氣候災害已經成為一個不可忽視的問題,影響了城市的可持續性發展。人們因為畏懼炎熱盡可能減少出門,增加了空調的使用率,而導致室外溫度越來越高。為此,提升戶外熱環境質量,創造安全舒適的戶外環境,引導人們到戶外避暑納涼是景觀從業者亟須解決的問題。
為了響應國家提出的“構建氣候適應型社會,加快建設氣候適應型城市”號召,同時結合嶺南地區高溫潮濕的氣候特點,分析了嶺南地區戶外景觀營建熱舒適性改善的必要性。筆者以深圳園博園為例,探討了嶺南地區基于熱舒適性改善的戶外景觀營建策略,為未來嶺南地區建設氣候適應型城市景觀提供參考依據。
一、研究區概況
(一)嶺南地區的氣候狀況
嶺南地區,廣義上來說,包括現在的廣東、廣西、海南三省及香港、澳門兩特別行政區。本文中的嶺南地區主要指廣東。其緯度低,太陽輻射量大,日照時間長,年均日照時間在1450-2300小時。大部分地區長夏無冬,年平均氣溫大于20℃,具有熱帶、亞熱帶季風氣候的特征。
伴隨著全球氣候變暖,廣東年平均與四季平均氣溫總體呈上升趨勢,年平均氣溫變化速率為0.20℃/10a( P<0.05),四季中以冬季的上升趨勢最為明顯[1],這使得嶺南地區的熱環境更加嚴峻惡劣。城市作為熱島,更需要我們建設氣候適應型城市來應對氣候變化的挑戰,創造市民戶外避暑景觀空間。
(二)深圳園博園概況
深圳園博園用地規劃面積約66萬平方米,是一座具有中國風格、中國氣派、深圳特色,云集中外園林精品的國際性園林[2]。園博園內各個展園除了展示展園本土的特色,同時也融入了嶺南的氣候、地理環境等特征,做到因地制宜,充分展示了嶺南地區與各地區乃至各國的交融,其中的適應氣候、適地景觀營建值得我們借鑒參考。
二、熱舒適性的相關概念
(一)熱舒適性的定義
熱舒適性是指人類對客觀熱環境身心方面達到的滿意狀態,在某一熱環境中既不會感到過冷也不感到過熱的中和狀態,研究表明熱舒適性閾值范圍是22.81~31.94℃SET[3]。現今熱舒適性的研究在城市熱環境評價和改善方面都有較多的成果,對城市規劃、建筑和景觀設計等都起到了積極的指導意義。
(二)影響熱舒適性的因素
影響人體熱舒適性的因素主要有六個,包括四個環境物理參數:空氣溫度、濕度、風速和太陽輻射以及兩個個體參數:人體活動強度和服裝衣著[4]。由于每個個體的活動強度和戶外的服裝衣著具有很多不確定的因素,個體參數具有不可干預性和不可調控性,所以本文的研究將以深圳園博園為例,從造園的四個要素,對戶外熱環境的四個環境物理因素來進行干預調控,提出適用于嶺南氣候的戶外景觀營建策略。
三、嶺南地區熱舒適性改善的戶外景觀營建策略
嶺南地區的特殊氣候條件要求深圳園博園內的各個展園除了保留各展園本土特色外,還需要融入當地的環境,做到“適地適園”,并處理好各要素與氣候之間的關系,所以全園都滲透著基于熱舒適性改善的景觀智慧。以下主要從造園四要素:山、水、植物、建筑分別展開陳述園內的基于熱舒適性改善的景觀營建策略。
(一)山
1.巧用地形,引導風向
園林地形設計和改造,在能夠創造園景、引導游覽視線、形成休憩空間的同時,引導風向。深圳園博園園內的地形設計,因地制宜,使地形與建筑、山石、水體、植物相結合,形成通風廊,引導夏季風進入,以達到降溫的效果。
園博園西入口的嶺南重鎮的山體與公園管理辦公樓,形成東南—西北向的通風廊道,使游人從西入口入園就可以感受到涼爽的風,減輕游人的暑熱感,提高游人熱舒適度。
2.利用山石,形成降溫面,圍合避暑空間
山石由于其特性,具有天然冷源的效果。設計師常于園林內設置山石,以達到消暑、觀賞的目的。園博園東區的匯芳園后院,利用巖石與墻體的圍合,內置船廳與水體,形成一個巨大的降溫面,結合植物水體的配置,使得后院的溫度低于外圍空間的溫度,構筑成一個幽靜、涼爽的后花園。
(二)水
1.利用水體的“冷湖效應”,布局靜態水體
水體自身具有熱容量大、蓄熱能力強的特點,且水體表面平展,有利于風道的形成,水體的增加可以使風速增加0.1~0.2 m/s,有水體區域的月平均溫度比其他區域低0.37 ~1.15℃[5],擁有強大的調節熱舒適性的功能。嶺南園林中常用水體的降溫調濕這一特點,來進行庭園景觀營造,如廣東“四大名園”都有水體的應用,結合庭園內的各種造園要素進行布局,有效地組織空間,調節園內小氣候,達到降溫調濕的作用。園博園內散布著各種類型的水體,分布較為密集,多塊水體的利用,形成各種微氣候空間,讓游人置身于涼爽舒適的空間中。
西區的世外桃源游園,木構建筑前布局了一泓荷花池,水體的布局形成“冷湖效應”,并且使地面的風速增加,風將涼爽的水汽帶到通透的木建筑內,使駐足賞景的人能夠感受到一絲涼意。池內布局荷花,減少了太陽光的反射,降低空氣溫度,同時也降低眩光。
2.營造活水景觀,帶走熱量
活水在流動的過程中,吸收太陽輻射后,大部分熱量以移流的方式順著水流流走,只有少部分熱量通過導熱的方式儲存在水體中[6]。西區粵清園內的枕流亭結合山石瀑布、曲水,流動的水體帶走空氣中的熱量,降低空氣溫度,游人可坐觀流水,靜聽溪水潺潺,雖處熱浪中而不覺燥熱。
(三)植物
1.提高綠地率,科學構建多層次的群落結構
研究表明,林下有草、灌木等多種植被類型覆蓋的群落比單一林地的調節小氣候的能力要強,多種植被類型搭配的植物群落增加了整體綠量,并且減少了太陽輻射的吸收。不同植物群落的降溫增濕效果差異明顯,結構復雜、郁閉度高、葉面積指數大、植株高的群落較其他類型的植物群落降溫增濕作用明顯[7]。所以在進行植物配置的時候,需進行科學合理配置,豐富植物種類,提高植物郁閉度,盡量挑選一些葉面積指數較大、植株高的植物作為該群落的主導植物,構建層次豐富的植物群落,同時也要注意防蚊蟲植物的搭配。
情系五邑院落內,植物群落呈現喬木——高灌木——矮灌木——地被——草坪的植物配置,用小葉欖仁、洋蒲桃作為上層喬木,形成大的綠傘;下面配置高灌木層:旅人蕉、雞蛋花、散尾葵等;矮灌木:紫薇、棕竹;底層配置地被:腎蕨、蜘蛛蘭。整個小院落植物層次復雜、多樣,郁閉度較高,降低太陽輻射直達地面的炎熱感,形成了一個避暑的小空間。
2.建設林蔭路體系,形成綠廊網絡
林蔭路作為貫穿全園的步行系統,具有明顯的降溫、調節空氣濕度、通風、減少太陽輻射的作用,其平均降溫能達到4.5℃,溫度明顯低于沒有樹木覆蓋的道路。
園博園內,林蔭路貫穿全園,運用了各種冠大蔭濃、抗性較強的鄉土樹種:小葉榕、高山榕、香樟、陰香、黃葛榕、人面子、樸樹、羊蹄甲等作為林蔭路體系的基調樹種,同時配置一些高大、郁閉度高、抗性強的外來樹種:印度紫檀、欖仁樹、美人樹、桃花心木等來豐富綠廊網路,進行行道樹對植,覆蓋路面,阻擋了太陽輻射直接落入地面,從而降溫。同時林蔭路也起到了引導風的作用,東南—西北向林蔭路的布置起到了很好的通風、降濕的作用。
3.立體綠化、屋頂綠化的運用
采用立體綠化在一定程度上可以改善室外熱環境,室外環境溫度較優化前降低0.5~2.0℃,而采用屋頂綠化可以使建筑屋面溫度降低8℃左右,提高屋面隔熱性能[8]。西入口的停車場運用了覆蓋有使君子的綠色廊架作為停車場的頂界面,打造一個綠色生態停車場,降低停車場上空溫度,減少太陽輻射直接照射在車和硬質地面上,在減少熱量產生的同時形成良好的景觀效果。
(四)建筑
1.借鑒傳統嶺南建筑的風格:輕巧、開敞、通透
嶺南建筑,植根于嶺南的氣候環境和文化習俗之中,在歷史的長河中不斷成長,從而發展成適應嶺南氣候特征與自然相和諧的建筑風格,其建筑特征主要有遮陽、隔熱、通風[9]。各展園內的建筑都很好地融入了嶺南建筑的特征,表現出了應對嶺南氣候環境的氣候適應性及其空間策略,整體上達到了遮陽、隔熱與通風的要求,保留了各個展園自身的特色,同時又不失輕巧、開敞、通透。
東區的知樂園內的濠濮間,整體上保留了江南園林建筑的形制,但在空間設計上做到了適應嶺南的氣候特征,開敞通透的建筑布局,結合水體,利用自然通風,將涼爽的水汽帶入屋內。
2.植物與建筑結合,營造小氣候
植物可以減少太陽光直接投射在建筑體表面,其生理性作用可以調節建筑內的空氣濕度,降低溫度,提高風速,引導風向。西區客家新居內,開敞的亭廊旁配置了:羊蹄甲——散尾葵+灰莉+桂花+桃樹——棕竹+黃蟬+鴨腳木——腎蕨——大葉油草。建筑與植物完美配合,植物吸收了空氣中的熱量,減少太陽輻射直接照射到建筑內,防止眩光,同時,植物引導風進入開敞通透的建筑內,降低建筑溫度。
3.采用隔熱材料,提高建筑體表的反射率
隔熱材料有輕質、疏松,呈多孔狀或纖維狀的特點,通過內部不流動的空氣來阻隔熱量的傳遞,有較小的導熱系數[10]。隔熱材料的使用可以提高建筑的節能性,并且阻隔太陽輻射產生的熱量,降低建筑內部的溫度。
不同的色彩對太陽輻射的反射和吸收具有差異性,因此其吸熱系數也不同,從而會導致不同的物理效果,淺色系吸收熱量會少于深色系,黃色、白色反射系數最高,淺綠色、淺藍等淡淺色彩也具有較高的反射系數[11]。所以,想要達到降溫、減少太陽輻射的吸收,建筑表面色彩宜用淺色調,以達到提高建筑表體反射率的效果。西區的共生藝術空間,建筑群使用了淺灰色和淺綠色兩種淺色調搭配,視覺上給人一種清新涼爽、安靜的感覺,同時建筑表面的高反射率使得吸收熱量降低,從而降低室內的溫度。
四、結語
景觀設計的過程就是不斷適應變化、解決環境主要矛盾的過程,從造園四要素:山、水、植物、建筑四方面展開分析了基于熱舒適性改善的嶺南地區戶外景觀營建方法,歸納出嶺南氣候適宜性的戶外景觀營建的策略,以期解決嶺南地區長夏無冬、人們戶外熱舒適性差的難題,為城市降溫,從而推動城市的可持續發展。
參考文獻:
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作者簡介:劉小釗,江蘇省城市規劃設計研究院副總工程師,研究員級高級工程師。
梁英,南京林業大學風景園林學院,碩士研究生。