城市公共空间小气候设计策略

【摘要】近年来，城市管理者、规划设计人员对城市公共空间中小气候环境的设计给予特别的重视。本文将对城市公共空间的气候设计的策略进行一些介绍、归纳和总结，以便在日后处理相关设计项目时可以更好的处理相关问题。

【关键词】城市公共空间；小气候设计

1.引言

街道、广场等城市公共空间是城市的起居室，是市民生活、集会、交往的重要场所。城市公共空间的品质将直接影响影响人们对城市公共生活的参与程度，也是体现一个城市生机和活力的重要指标。气候是评价城市公共空间品质的众多指标中最为重要的一个，拥有适宜小气候环境的城市公共空间，往往对市民有极大的吸引力。因而近年来，城市管理者、规划设计人员越发对城市公共空间中小气候环境的设计给予特别的重视。下面本文将对城市公共空间的气候设计的策略进行一些介绍、归纳和总结，以便在日后处理相关设计项目时可以更好的处理相关问题。

2.城市公共空间气候设计的意义

城市公共空间的小气候是指在城市建筑物围合的外部空间内，具体特定地点的风、日照、辐射、气温和湿度等气候要素的状况。城市公共空间的具体小气候特征是在城市气候的大背景下的气候局地差异性的体现，是特定空间环境要素对宏观城市气候状况做出的局部修正。其形式的根本原因是城市内部形态、材料分布的空间不均匀性，是由于表面与介质之间热与水蒸气的交换面而产生的，是有显著波动特性，并且可随几米甚至更少的距离之差而变化。

城市公共空间中的小气候状况与其中驻留、活动的人直接发生关系，因而在城市公共空间气候设计中，需要分析的气候要素应当与人室外环境中的气候舒适性直接相关，主要包括：降水、温度、湿度、长波辐射、热反射、风和日照状况，以及人为热、车辆风、行人风等。这些要素可直接影响局部空间环境的舒适度，同时它们之间也是相互制约、作用的。

城市公共空间的小气候设计就是力图通过科学的规划、设计手段，根据各种小气候原理，合理组织空间中的日照和风等气候要素的分布，以优化城市背景气候在具体城市公共空间中的状况，积极创造出宜人的室外小气候环境。

3.城市公共空间中风和日照的设计

风与日照是城市气候设计的两个基本作用对象，同时由于两者对其它气候要素均有一定的控制作用，因而对于风与日照在空间中分布状况的合理控制和引导，是城市公共空间气候设计的关键。

1.1 城市公共空间中风的设计

城市公共空间中，风的分布状况受各种环境要素影响，表现得十分复杂。对于城市空间中风的分布状况与邻近建筑形态作用关系的分析，最有效的方法是借助风洞、CFD模拟等技术，也可以通过现场的实际测量进行研究。具体来说，城市公共空间中风的设计要考虑如下两个方面：第一，方位与开口。对应不同的城市气候设计策略，合理确定街道的走向和广场的开口情况。主要是分析其与城市不同的季节主导风方向的夹角关系，以此来调节和控制进入城市公共空间的风的状况。第二，形状与组合。在气候设计中，要对街道不同的宽度、高度，以及街道、广场周围建筑物的不同形态特征作具体的气流分布分析。

1.2 城市公共空间中日照的设计

日照状况会影响小环境的温度和湿度水平，并关系到太阳辐射增温、遮蔽降温、局部微风创造等气候设计策略的实现。对城市公共空间中的日照状况进行分析和主动设计，是创造舒适小气候环境的根本途径之一。城市公共空间中的日照状况完全取决于邻近建筑的形态和空间中树木的种植情况，同时由于太阳运行轨迹的季节、时段变化，使得日照在空间中的分布状况呈现出“时间性”。城市公共空间的日照设计，实际是对建筑形态、群体组合、方位、位置、开口、绿化等设计要素的一种综合操作过程。

在具体设计时要注意以下几点：第一，明确设计的目标，即确定在特定季节城市公共空间特定位置上对于“阳光分布水平”的要求。一般可以通过问卷调查、现场观察等方法，掌握具体城市空间使用者的态度和要求，并结合城市气候分析与评价确定的城市气候类型进行综合考虑。

第二，充分利用日照阴影的时间性。日照状况的时间性实际上为其设计与控制提供了各种可能性和灵活性，可以兼顾冬夏季同一空间对日照的不同需求。充分利用这种特性，结合对建筑、街道方位、广场休憩区域、街道使用功能的精心选择，使阳光和阴影恰当地出现在城市公共空间中需要的位置上。

第三，利用太阳围合体对建筑形态进行控制。围合城市公共空间的具体建筑形态、几何特征以及组合情况，将直接影响日照阴影在该空间中的分布状况。利用太阳围合体这个分析工具，能够控制围合城市公共空间的建筑形态，以保证空间定位置上需求的有效阳光。

4.各种设计策略的综合运用

城市公共空间的气候设计，是一个对具体环境小气候进行科学分析，施加影响的综合设计过程，除了通过对于围合空间的建筑形态及组合状况进行控制，以影响风和日照的分布状况外，还应对影响小环境内人体气候舒适性的其它设计要素进行分析和利用，主要包括：地形利用、绿化和水体、地面铺装材料、色彩、街廊设施等。

1.3 地形的利用

在城市公共空间气候设计中，可以利用自然地形的起伏，形成类似于坡地的日照和避风效果，并结合具体环境，调整风与日照在场地中的分布状况。这种对于城市公共空间中自然地形的利用，有助于遮蔽降温、防冷风避寒、太阳辐射热增量等气候设计策略的实现。

在没有自然地形起伏的城市环境中，也可以通过环境设计的手段，人为创造有利的地形条件，为室外活动区域提供气候庇护，例如采用下沉广场、人工草坡等做法。

1.4 绿化的作用

绿化对于城市整体气候具有调节温度、湿度的作用，而在城市公共空间的气候设计中，绿化更是一个重要设计因素，它常常可以弥补通过形态空间手段无法完全实现的气候设计目的。在城市公共空间中，大型乔木或由多棵乔木围合而成的小树木、林荫区，由于具有相对理想的小气候环境，常常成为人群聚集和活动的中心。

4.3水体的作用

水体不仅是环境设计中重要的景观要素，同时由于具有特殊的气候调节特性，使其也成为一些气候设计策略实现的重要手段。在城市公共空间中，水体的气候调节作用除了增加环境的湿度外，最主要的就是通过水分蒸发，降低周围环境的温度；其次就是通过这种温度差，进而形成小的空气环流，产生局地微风。水体在城市公共空间的具置、水体形式、水体的水容量和表面积的大小等都将影响其气候调节作用的发挥。

4.4材料的热特性

太阳辐射热在被城市下垫面的道路、广场、建筑物、植物等吸收以后，会使这些物体温度升高，产生反射辐射，并以长波方式传递，这就是“长波辐射”，它是夜间城市热岛产生的重要因素。而“热反射”则是指材料表面对于太阳辐射热的直接反射。在城市公共空间中，地表材料的“长波辐射”与“热反射”都会影响附近的人体获得热量的情况，进而对人体的舒适性产生影响。在城市公共空间中，应当结合一定的气候设计目标，合理选择、布置场地的表面材料，将由其产生的对于人体气候舒适性的不利影响，控制在最低程度。

5.结语

城市公共空间的小气候设计，是一个复杂的论题，涉及的知识范畴众多，本文只是从一些角度和方向进行论述，虽不够全面，但在设计过程中也可以从文中论述的一些方法入手，不断提高城市公共空间的设计水平。

【参考文献】

[1]刘阳，张泉. 城市公共空间人工水景设计研究[J]. 安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2007.15（6）.

[2]廖方. 城市公共空间层次结构探讨[J].规划师，2007.23（4）.