韓羽佳 李文

摘要：指出了水體景觀在居住小區(qū)的微氣候調(diào)節(jié)中起重要作用，對國內(nèi)外學(xué)者的研究成果和研究方法進(jìn)行了歸納分析，發(fā)現(xiàn)針對居住小區(qū)水景微氣候效益的模擬研究較多，實(shí)測研究成果較少。同時從風(fēng)景園林角度出發(fā)，探討了影響居住小區(qū)微氣候的水體景觀設(shè)計要點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)針對水體面積和分布狀態(tài)已有一定研究，缺乏對各設(shè)計要點(diǎn)的綜合考慮。為此，提出了今后居住小區(qū)水景微氣候調(diào)節(jié)設(shè)計的研究策略和建議。

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林;居住小區(qū);水體景觀;微氣候

中圖分類號：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2019）17-0154-04

1 引言

進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著城市飛速發(fā)展，城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，城市化、工業(yè)化迅猛發(fā)展，使得城市空氣溫度上升、相對濕度下降等氣候問題隨之而來。根據(jù)2018年12月1日實(shí)施的《城市居住區(qū)規(guī)劃沒汁標(biāo)準(zhǔn)》（GB50180 -2018）中對居住環(huán)境的明確規(guī)定：居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)結(jié)合溫度、濕度等微氣候條件，采取可行有效地措施改善居住區(qū)微氣候條件，減少不利因素對居住環(huán)境的影響。居住小區(qū)的室外活動場所是居民日常生活的重要公共活動空間，生活環(huán)境的舒適程度直接影響著人們的身體健康、工作效率以及生活質(zhì)量，因此居住小區(qū)微氣候問題已經(jīng)成為學(xué)者們研究的重點(diǎn)。

景觀營造可以在一定程度上改善周圍氣候環(huán)境，水體景觀要素對微氣候的影響不可或缺。本文對國內(nèi)外居住小區(qū)水體景觀對微氣候的影響研究成果現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，整理各個研究方法的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)其存在的問題，為進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)和參考。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國住區(qū)的水景營造設(shè)計歷史悠久，備受設(shè)計師們喜愛。追溯我國居住小區(qū)水體景觀的發(fā)展歷程，首先從古典園林理水方面來看，在中國古代的園林營造中理水始終很受注重，從先秦時期開始，古人就開始了對理水的探索，并逐漸進(jìn)步發(fā)展，為后人積累了許多理水的寶貴經(jīng)驗，形成了如今的人工水體景觀營造形式。當(dāng)下景觀營造不僅從美學(xué)的角度出發(fā)，更從氣候環(huán)境條件角度考慮。

2.1.1 國內(nèi)城市水體對微氣候的影響研究現(xiàn)狀

國內(nèi)學(xué)者針對城市中水體對微氣候的影響已有了一定的研究。王浩[1]于1989年對水體對氣候的影響進(jìn)行數(shù)值研究，建立參數(shù)化方案，得出水體對下風(fēng)岸的溫濕度影響幅度較大，并且其對晴天的調(diào)節(jié)作用好于陰天。楊凱等[2]于2003年對上海市城市水體周邊環(huán)境溫濕度及風(fēng)速進(jìn)行實(shí)測，得出水體面積和水體周邊建筑布局是影響微氣候調(diào)節(jié)的重要因素，噴泉等人工水體亦可對微氣候起調(diào)節(jié)作用，水在夏季對微氣候的改善程度優(yōu)于在冬季。李書嚴(yán)等[3]于2007年對城市中水體的微氣候效應(yīng)進(jìn)行研究，針對北京市2處靠近水體和5處遠(yuǎn)離水體的氣象站數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，同時進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得出水體的面積大小和布局情況是影響微氣候的重點(diǎn)，影響效應(yīng)隨水體面積的增大而變強(qiáng)，多塊集中布局的水體對微氣候調(diào)節(jié)效果顯著。齊靜靜等[4]于2009年對哈爾濱市松花江沿岸地段進(jìn)行實(shí)測數(shù)據(jù)分析，實(shí)測結(jié)果表明河流對城市有良好的降溫效果，其在晴朗天氣對微氣候的改善效果優(yōu)于陰雨天氣。陳宏等[5]于2010年采用實(shí)測和數(shù)值解析模擬方法，運(yùn)用WRF模式進(jìn)行氣候模擬分析，提出城市水體面積增大對氣候有調(diào)節(jié)作用，城市規(guī)劃時應(yīng)保護(hù)水體資源，還應(yīng)重點(diǎn)考慮濱水街區(qū)的空間形態(tài)設(shè)計。軒春怡[6]于2010年對北京市城市水體進(jìn)行觀測、遙感技術(shù)分析和數(shù)值模擬，提出水體與綠化相結(jié)合、分散式水體布局、多塊密集分布的小水面對大氣環(huán)境有顯著影響。吳芳芳等[7]于2011年運(yùn)用Kestrel4000便攜式氣象儀，通過對北京北護(hù)城河兩岸的溫濕度實(shí)測比較，將臨近河岸的觀測點(diǎn)與1OOOm遠(yuǎn)處的對照點(diǎn)比較，發(fā)現(xiàn)城市河道能有效改善局部空間溫濕度，提高人體舒適度，提出在城市水岸的設(shè)計時應(yīng)充分結(jié)合周邊土地環(huán)境和河岸結(jié)構(gòu)，提高水體對周圍空間的微氣候調(diào)節(jié)效應(yīng)。蔣志祥等[8]于2011年針對城市水體對熱濕氣候影響進(jìn)行動態(tài)模擬研究，得出增加城市水體面積有利于熱濕氣候調(diào)節(jié)，并且水體對空氣溫度的降溫效果在白天優(yōu)于在夜問。薛思寒等[9]于2014年運(yùn)用ENVI- met軟件對廣東余蔭山房進(jìn)行微氣候模擬，結(jié)果表明，為有效改善微氣候，應(yīng)在庭院設(shè)計時加強(qiáng)理水，營造綠植和水體相搭配的景觀活動空間。劉濱誼等[10]于2014年在城市濱水帶環(huán)境小氣候與空間斷面關(guān)系研究中，以上海蘇州河濱水帶為例，運(yùn)用Watchdog小型氣象站，通過對各測點(diǎn)的空氣溫度、相對濕度、平均風(fēng)速和太陽輻射度進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)測與分析，得出濱水帶空間處優(yōu)先選擇冠幅面積大的喬小，河岸植被采用喬-草結(jié)構(gòu)既營造陰涼空間又利于河道通風(fēng)，河道斷面空間減少硬質(zhì)鋪裝、增多坡地更利于濱水帶小氣候調(diào)節(jié)。張叢[11]于2016年針對水體在休閑廣場的布局展開軟件模擬研究，以南京市城市廣場水體景觀作為研究對象，得出增大水體面積、適當(dāng)分散布局、位于上風(fēng)向有利于夏季城市休閑廣場的微氣候調(diào)節(jié)，冬季調(diào)節(jié)效果較弱。宋丹然[12]于2018年對上海市河流的微氣候影響效應(yīng)進(jìn)行軟件模擬，得出加強(qiáng)河岸生態(tài)管理有利于河道對城市空間的微氣候環(huán)境調(diào)節(jié)。呂鳴楊等[13]于2018年對杭州市太子灣公園進(jìn)行實(shí)測，得出小型水體影響微氣候效益易受其他因素影響，在大型湖水處較密集的植物配置會影響水面對風(fēng)速的提升，因此湖邊景觀空間設(shè)計時應(yīng)合理布置植物位置、密度和面積。

2.1.2 國內(nèi)居住小區(qū)水景對微氣候的影響研究現(xiàn)狀

針對居住小區(qū)的水景微氣候調(diào)節(jié)效益研究中，2010年張新春對沈陽市居住區(qū)熱環(huán)境進(jìn)行研究[14]，采用數(shù)值模擬建立數(shù)學(xué)模型，得出水體可提高居民室外活動環(huán)境舒適性，水體位于南側(cè)即主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)向?qū)幼^(qū)熱環(huán)境舒適調(diào)節(jié)較好。2013年周浩超對廣州市居住區(qū)水景對局部空問氣候調(diào)節(jié)進(jìn)行研究[15]，采用流體力學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗，得出水體白天降溫夜間保溫，對周圍20m內(nèi)的舒適度有調(diào)節(jié)作用，下方向建筑空間濕度較大，分散布局對微氣候改善效果較好。2014年陸婉明等對華南地區(qū)夏季居住小區(qū)局部地域氣候調(diào)節(jié)進(jìn)行研究[16]，采用流體力學(xué)方法進(jìn)行溫濕度及風(fēng)速模擬，得出水體對氣候的調(diào)節(jié)隨著距水面高度增大而減小。2015年張仁龍對哈爾濱居住小區(qū)水體配置對室外微氣候的影響進(jìn)行研究[17]，先對你好荷蘭小區(qū)進(jìn)行實(shí)測，同時對該住區(qū)進(jìn)行軟件數(shù)值模擬，驗證模擬實(shí)驗的可行性，最終采用軟件模擬的方法，分別對集中式、分散式和邊流式3種住區(qū)水體配置進(jìn)行模塊化模擬實(shí)驗，得出集中式配置對住區(qū)室外局部空間微氣候調(diào)節(jié)十分有效，最佳配置方向為夏季主導(dǎo)風(fēng)上風(fēng)方向，分散式配置有利于住區(qū)室外微氣候整體均衡調(diào)節(jié)，分散程度的不同對住區(qū)微氣候影響無明顯差異，邊流式配置中與主導(dǎo)風(fēng)向垂直配置對居住小區(qū)整體微氣候調(diào)節(jié)最佳。2016年王可睿對廣州居住小區(qū)景觀水體對室外熱環(huán)境的影響進(jìn)行研究[18]，采用現(xiàn)場實(shí)測和軟件數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對嶺南山畔和江南新苑兩個居住小區(qū)進(jìn)行實(shí)測和模擬，得出水體能在一定程度上降低水面上方溫度，但管理不善的干涸水池由于表面材質(zhì)吸熱升溫大，會導(dǎo)致周圍氣溫上升，傍晚水體周圍降溫效果好于密不透風(fēng)的涼亭和樹蔭下，水景與樹蔭相結(jié)合時調(diào)節(jié)氣溫效果最佳，相同面積水體景觀集中布局對熱環(huán)境的影響優(yōu)于分散布局。

2.2國外研究現(xiàn)狀

國外對于居民住宅區(qū)水體景觀的設(shè)計也早有研究。如18世紀(jì)初期的俄羅斯的圣彼得堡夏宮對水景觀的處理就十分精美，這是古代著名的皇家宮殿之一，最開始由俄羅斯建筑師設(shè)計，后由法國和意大利建筑師修整擴(kuò)建，由于是皇家的居住區(qū)域，水體景觀規(guī)模也較其他住區(qū)大，水景營造主要采用了靜態(tài)的規(guī)則式水池和動態(tài)的噴泉、跌水。美國設(shè)計師羅斯瑪·麥克里里著作的《水景園》[19]、英國設(shè)計師保羅·庫帕著作的《新技術(shù)庭院》[20]等闡述了庭院水景設(shè)計應(yīng)注重其景觀形式、創(chuàng)意內(nèi)容、水景管理和牛態(tài)設(shè)計等方面。隨全球化變暖加劇，微氣候適應(yīng)性水景設(shè)計也成為設(shè)計時學(xué)者們研究的重點(diǎn)。

對于微氣候的研究方面，國外學(xué)者研究起步較早，早在1971年南茲博格（Landsburg）在針對人居環(huán)境建設(shè)[21]中的建筑氣候研究中提出關(guān)于微氣候的定義，指出下墊面上部分一定區(qū)域內(nèi)的氣候環(huán)境即為微氣候，并表示微氣候受下墊面影響。阿蘭·米諾（ Alan W.Meerow）和羅博特·杰克（Robert J.Black）于1991年也指出了微氣候的相關(guān)含義[22]，并表示微氣候具有地域性和可調(diào)節(jié)性。Nishimura等[23]于1998年對舒適型城市的微氣象展開研究，得出公園中的水體景觀設(shè)施可有效調(diào)節(jié)公園局部空間的微環(huán)境，在最炎熱的夏季可使人體感受層溫度低于底邊溫度20℃。Badrinath Naga-rajan等[24]于2004年采用數(shù)值模擬的方法針對小流域Mac Kenzie河流對大氣熱量和大氣含水量的影響進(jìn)行研究，研究表明，由于河水白天蒸發(fā)吸熱對其上方及周邊空間大氣層的溫濕度有較高影響。Kazuro Mom-mii[25]于2008年對位于日本南部池田市水深125 m的湖水進(jìn)行熱量預(yù)算研究，建立了湖水與大氣交換的熱模型，對1981～2005年的湖水對上方氣候影響的熱量交換進(jìn)行模擬估算，與實(shí)測結(jié)果吻合度較好，對不同月份湖水蓄熱值進(jìn)行對比分析。

3水景對微氣候影響的研究方法

3.1 實(shí)測研究

3.1.1 實(shí)驗儀器選擇

在測試儀器選擇時多選川Kestrel系列便攜式氣象儀、美國Watchdog小型氣象站、BES系列溫濕度采集記錄器、CAWS系列自動觀測器，此類氣象站對空氣溫度的測試精度為0.5～1℃，相對濕度測試精度為3%，風(fēng)速精度為3%～5%，儀器整體靈敏度較高，攜帶方便。

3.1.2觀測點(diǎn)選擇與測試方法

學(xué)者們在水體對微氣候影響研究上，觀測點(diǎn)測試高度均選擇人體感應(yīng)舒適度平均身高度1.5 m處。劉濱誼等選擇7～8月中的3d，從8：00-18：00每10 min進(jìn)行1次數(shù)據(jù)記錄，對濱河區(qū)域相近地形不同植被空間和相近植被不同地形空間共9個觀測點(diǎn)展開測試。呂鳴楊等選擇8月中的3 d，從8：oo～18：00每1 h進(jìn)行1次數(shù)據(jù)記錄，對臨近水體和無水體共18個測試點(diǎn)展開觀測。楊凱等選擇春季、夏季和冬季3個季節(jié)進(jìn)行溫濕度檢測，觀測點(diǎn)在每個季節(jié)均觀測1 d，從9：00 -18：00每30 min進(jìn)行1次數(shù)據(jù)記錄，對6處水體周邊空間分別選擇4個觀測點(diǎn)進(jìn)行測試。李書嚴(yán)等丁2005年1～9月，每2 min自動測試1次，觀測點(diǎn)選擇2處靠近水體和5處遠(yuǎn)離水體的站點(diǎn)。吳芳芳等從5～10月每個月各選擇連續(xù)3 d，從8：00～18：00每1 h進(jìn)行1次數(shù)據(jù)記錄.對河岸南北兩側(cè)分別選取4各觀測點(diǎn)和4各對照點(diǎn)進(jìn)行溫濕度實(shí)測。

3.1.3 實(shí)測研究簡析

對研究場地進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，獲得第一手現(xiàn)場微氣候兇子數(shù)據(jù)，是景觀設(shè)計研究者常用和青睞的實(shí)驗研究方法。該方法可以較為準(zhǔn)確的對觀測當(dāng)天的測試點(diǎn)進(jìn)行所需微氣候因子數(shù)據(jù)記錄，掌握第一手資料，使相關(guān)分析更具有真實(shí)性和可靠性，為結(jié)論提供真實(shí)依據(jù)。

測試儀器選擇上，學(xué)者多采用便攜式溫濕度、風(fēng)速記錄儀等小型氣象站，不同測試儀器的測試范圍和精確度等略有差異，但對測試效果無顯著差異。

測試方法上，首先學(xué)者們會根據(jù)水體景觀形式以及周邊環(huán)境空間進(jìn)行觀測點(diǎn)選取，同時通常會設(shè)立無水對照點(diǎn)進(jìn)行對比。測試周期可分為短期觀測和長期觀測兩種。由于研究水景所處地域環(huán)境不同，存在季節(jié)性差異，短期觀測的一般為針對城市夏季展開的微氣候影響研究實(shí)測，測試周期通常為連續(xù)3 d或夏季最熱的2個月，意在探索城市一年中最高溫階段水景對周邊空問氣候的調(diào)節(jié)作用;長期觀測是較為穩(wěn)定的連續(xù)性觀測，測試周期通常會涉及各個季節(jié)，通過長期觀測可進(jìn)行微氣候影響的季節(jié)對比研究。

3.2模擬研究

3.2.1 模擬軟件選擇

景觀的微氣候效益研究中常用的模擬軟件有EN-VI- met三維立體空間微氣候模擬軟件和CFD系列計算流體動力學(xué)軟件。ENVI - met是由德國MichaelBruse研究開發(fā)的三維微氣候模擬軟件，在景觀微氣候研究者中應(yīng)用較廣泛，該軟件具有較好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，各項氣候指標(biāo)較為全面，能夠建立建筑、植被和不同下墊面的基礎(chǔ)模型;CFD系列包括FLUENT、CFX、PHOENICS、STAR- CD等，此類軟件存針對氣流的影響變化模擬較詳細(xì)，對空間溫濕度的模擬操作較復(fù)雜，準(zhǔn)確性較低，對空問的風(fēng)環(huán)境模擬研究較豐富準(zhǔn)確。

3.2.2模擬方法

隨著計算機(jī)的普及與發(fā)展，數(shù)值模擬是研究微氣候的義一重要方式。軟件模擬可以展現(xiàn)區(qū)域性氣候指數(shù)變化情況，模擬出不同下墊面如水體、綠地對局部氣候的影響幅度。模擬研究方法呵分為實(shí)地模擬研究和模塊模擬研究兩種。學(xué)者們可將測試地塊同時進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測和模擬驗證，將兩種研究方法進(jìn)行比較，得出更有說服力的結(jié)論，如王可睿針對廣州越秀小區(qū)示范區(qū)水體景觀進(jìn)行研究，在FNVI- met軟件中建立與實(shí)測場地相同的模型進(jìn)行氣象模擬實(shí)驗;有些學(xué)者通過自定義模型進(jìn)行模塊化模擬研究，對水體在居住個區(qū)中存在的面積、布局進(jìn)行單元模塊模擬，如張仁龍將水景模擬為矩形模塊，把水景在居住小區(qū)中的面積大小分為3%、6%、9%、12%四種占比，研究不同面積比例對徽氣候的影響，同時對相同面積不同布局位置水體進(jìn)行模擬研究。

3. 2.3 模擬研究簡析

數(shù)值模擬是研究室外空間微氣候常用的方法，與實(shí)測相比，可進(jìn)行向定義建模，模擬現(xiàn)實(shí)場地尚未建設(shè)的設(shè)計形式所帶來的微氣候影響效益，達(dá)到效益預(yù)測效果;同時此方法可更快速進(jìn)行較長時間段的模擬與預(yù)測，便丁研究人員對場地微氣候的全天掌控。軟件選擇中，ENVI-met 三維模擬軟件能建立所需水體等景觀模型，能較為全面地模擬溫濕度、風(fēng)速等微氣候因子，相較其他模擬軟件更適合水體景觀微氣候影響研究者運(yùn)用。

4 影響居住小區(qū)微氣候的水體景觀設(shè)計要點(diǎn)

綜合考慮水景在居住小區(qū)中的規(guī)劃設(shè)計，歸納出影響微氣候的以下四大要點(diǎn)。

（1）布局方位。布局方位是設(shè)計水景時首要考慮的因素，在居住小區(qū)的公共綠地空間中，常見的水景布局方位有中心布局和中軸線布局等，水體所處位置不同對居住小區(qū)整體的微氣候和水景周圍活動空間的微氣候影響都存在差異。

（2）水體面積。面積大小是沒計水景時必須考慮的兇素，水體面積增大有利于周圍環(huán)境空間的降溫增濕，同時大面積水體可引導(dǎo)風(fēng)向，提高風(fēng)速改善風(fēng)環(huán)境，適當(dāng)面積既可有效改善居住小區(qū)整體氣候環(huán)境，又能避免微氣候調(diào)節(jié)機(jī)制浪費(fèi)。

（3）水體類型。水景營造形式隨地域不同產(chǎn)生地域性差異，綜合而言可將居住小區(qū)中水體景觀類型分靜態(tài)水體和動態(tài)水體兩大類。其中靜態(tài)水體包括自然式水池和規(guī)則式水池，動態(tài)水體主要為以噴水形式塑造的水景，分為水池噴泉和雕塑噴泉，部分居住小區(qū)還會考慮跌水景觀設(shè)計。流動的水體會增大與空氣的接觸面以及水分蒸發(fā)效果，不同動態(tài)的水景對微氣候影響有所不同。

（4）分布狀態(tài)。水景在居住小區(qū)中從分布狀態(tài)看可歸納為集中式分布和分散式分布兩大類，不同分布狀態(tài)的水體周圍公共活動空間不同，公共空間的微氣候舒適性直接影響居民的生活質(zhì)量，面積相同分布狀態(tài)不同對居住小區(qū)局部空間的微氣候效益不同，因此如何合理分布住區(qū)水體景觀也是設(shè)計們應(yīng)考慮的重點(diǎn)。

5 結(jié)論與展望

隨著社會發(fā)展，生活水平逐漸提高，住區(qū)景觀已然成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，各園林要素中水體景觀備受居民青瞇，塑造水景不僅可以吸引居民，成為居民在公共空間的聚焦對象，還具有降溫增勢能力，營造氣候舒適的空間環(huán)境，因此在居住小區(qū)水景設(shè)計時更需要從微氣候調(diào)節(jié)角度考慮。以上梳理了學(xué)者們針對水體微氣候效益的研究，梳理表明無論是從城市角度還是從居住小區(qū)角度看，水體對周圍空間氣候調(diào)節(jié)的作用都不容忽視。針對居住小區(qū)的水體景觀而言，學(xué)者們多采用數(shù)值模擬的研究方法，通過與實(shí)測相結(jié)合的實(shí)地模擬驗證以及模塊化模擬不同的水體面積、方位和分布狀態(tài)，此種方法可以從氣象技術(shù)的角度展現(xiàn)不同模塊化水體的優(yōu)缺點(diǎn)差異，缺乏從景觀設(shè)計的角度考慮模塊建立問題;同時學(xué)者們對大量的現(xiàn)場實(shí)測方法采用較少，進(jìn)行實(shí)測研究時多采用對單一居住小區(qū)進(jìn)行溫濕度、風(fēng)速的檢測，單獨(dú)分析某個居住小區(qū)水景的微氣候調(diào)節(jié)效益，結(jié)果缺乏普遍性。因此對此類研究有待加強(qiáng)和繼續(xù)開展的方面有：

（1）加強(qiáng)針對性。微氣候的研究具有地域性限制，不同城市的水景文化不同，導(dǎo)致水景設(shè)計存在差異，研究時要加強(qiáng)地域性針對研究，使結(jié)論可以更有效應(yīng)用。

（2）增大實(shí)測范圍。進(jìn)行實(shí)測研究時，應(yīng)采用控制變量法，對同一城市區(qū)域具有典型水景設(shè)計特點(diǎn)的居住小區(qū)進(jìn)行對照測試。

（3）增強(qiáng)設(shè)計思想研究。應(yīng)從景觀設(shè)計的角度進(jìn)行具體分析，與水景設(shè)計要點(diǎn)相結(jié)合，綜合考慮各水景設(shè)計要點(diǎn)對居住小區(qū)微氣候調(diào)節(jié)作用中的影響差異。

以上梳理學(xué)者們的研究成果和方法，綜合整理可學(xué)習(xí)借鑒之處以及缺乏考慮有待研究的方面，為今后有關(guān)微氣候調(diào)節(jié)作用下的居住小區(qū)水景設(shè)計提供研究方向參考。

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