■ 周伊利 ZHOU Yili 李 琪 LI Qi 程 明 CHENG Ming 朱 丹 ZHU Dan

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展時(shí)代，鄉(xiāng)村戰(zhàn)略全面推進(jìn)實(shí)施，新型城鎮(zhèn)化進(jìn)入新階段，鄉(xiāng)村人居環(huán)境科學(xué)發(fā)展已成為地區(qū)乃至國(guó)家重大需求。江南水鄉(xiāng)以密布水網(wǎng)為最重要的地貌特征，鄉(xiāng)村住區(qū)承載鄉(xiāng)村聚居生活功能，以大小不一、形態(tài)各異的組團(tuán)形式分布于水網(wǎng)之間，與其它自然環(huán)境要素交織在一起。鄉(xiāng)村住區(qū)室外物理環(huán)境對(duì)鄉(xiāng)村人居品質(zhì)具有重要影響，其中，室外熱環(huán)境是一個(gè)很好的切入點(diǎn)和突破口，現(xiàn)有研究體系在針對(duì)鄉(xiāng)村住區(qū)室外熱環(huán)境方面存在較大空白。本文聚焦江南水網(wǎng)密布地區(qū)的鄉(xiāng)村住區(qū)，立足夏熱冬冷氣候特征，通過(guò)冬季典型日室外熱環(huán)境相關(guān)參數(shù)的實(shí)測(cè)與分析，嘗試揭示江南水網(wǎng)密布地區(qū)新型住區(qū)冬季熱環(huán)境特征、影響要素及作用機(jī)制，在一定程度上可以彌補(bǔ)上述研究空白。

1 鄉(xiāng)村住區(qū)熱環(huán)境研究綜述

鄉(xiāng)村住區(qū)熱環(huán)境是鄉(xiāng)村人居環(huán)境研究的重要載體，主要分為室內(nèi)和室外兩部分，主要通過(guò)氣候、地理等自然要素與人工環(huán)境的耦合作用而成。室內(nèi)熱環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，常見(jiàn)以空氣溫度、相對(duì)濕度及輻射溫度等指標(biāo)為衡量參數(shù)，可調(diào)控程度較高，使用者感知性直接，內(nèi)在作用機(jī)制也比較清晰。室外熱環(huán)境變化較大，受影響因素較多，常見(jiàn)以空氣溫濕度、風(fēng)速、平均輻射溫度等參數(shù)作為衡量指標(biāo)，形成機(jī)制比較復(fù)雜，牽涉較多，但室外熱環(huán)境影響范圍較大，關(guān)系住區(qū)總體環(huán)境的品質(zhì)和使用者的滿(mǎn)意度，也是改善室內(nèi)熱環(huán)境的重要因素。

相比之下，針對(duì)城市住區(qū)室內(nèi)外熱環(huán)境的研究成果較多，探討也較為深入，其技術(shù)路線(xiàn)大體是通過(guò)典型日微氣候參數(shù)實(shí)測(cè)、軟件模擬及兩者相結(jié)合的方法，即在不同建筑氣候區(qū)的鄉(xiāng)村，選擇典型居住空間展開(kāi)室內(nèi)熱環(huán)境研究和熱舒適性評(píng)估，揭示住區(qū)熱環(huán)境的影響因素及機(jī)制，從而試圖為住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)于鄉(xiāng)村住區(qū)熱環(huán)境研究多集中于室內(nèi)部分，研究對(duì)象遍及各個(gè)建筑氣候區(qū)，如鄭文亨等人研究[1]選取桂北地區(qū)（夏熱冬冷地區(qū)）具有代表性的新舊民居，分別測(cè)試其在夏季和冬季的熱環(huán)境參數(shù)，為山區(qū)鄉(xiāng)村民居熱環(huán)境研究提供重要參考；邵騰等人立足東北嚴(yán)寒氣候，對(duì)典型鄉(xiāng)村民居進(jìn)行冬季室內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試與分析，探尋鄉(xiāng)村住宅在建筑物理方面的問(wèn)題[2]；張芳芳等人通過(guò)測(cè)試分析冬季豫西（寒冷地區(qū)）典型民居室內(nèi)外熱環(huán)境，明確影響室內(nèi)溫度的主要因素，并從多方面提出改善室內(nèi)熱環(huán)境的建筑策略[3]。此外，還有部分學(xué)者針對(duì)西北干旱地區(qū)[4-6]、青藏高原地區(qū)[7]等代表性民居進(jìn)行典型季節(jié)的實(shí)測(cè)，呈現(xiàn)了氣候、地理等多種自然要素影響下的室內(nèi)熱環(huán)境特征，為住宅建筑設(shè)計(jì)提供優(yōu)化依據(jù)。針對(duì)鄉(xiāng)村住區(qū)室外熱環(huán)境的研究成果并不多，如豆思?jí)舻热搜芯縖8]通過(guò)對(duì)農(nóng)村住宅區(qū)室外林蔭道路夏季室外熱環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量及分析，借用數(shù)理統(tǒng)計(jì)得出室外夏季熱中性溫度和可接受的溫度范圍。

學(xué)界對(duì)鄉(xiāng)村住區(qū)室外熱環(huán)境關(guān)注較少，原因是多方面的。首先，鄉(xiāng)村住區(qū)相對(duì)比較零散，人口密度較低，在城鄉(xiāng)發(fā)展中處于弱勢(shì)地位，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散，難以有效組織營(yíng)造室外環(huán)境，在過(guò)去幾十年快速城鎮(zhèn)化階段，更多關(guān)注于鄉(xiāng)村住區(qū)交通便利、衛(wèi)生提升、居住改善等基礎(chǔ)性需求。其次，各地鄉(xiāng)村住區(qū)布局、形態(tài)差異較大，往往與生態(tài)空間、生產(chǎn)空間間雜相處，人們習(xí)慣性地認(rèn)為鄉(xiāng)村建筑物理環(huán)境必然“美好”；鄉(xiāng)村住區(qū)室外熱環(huán)境影響因素比城市住區(qū)更多，其復(fù)雜性和艱苦性讓不少研究者“望而生畏”。再者，鄉(xiāng)村住區(qū)分布普遍分散，類(lèi)型多樣，典型案例提取難度較大，鄉(xiāng)村住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的引導(dǎo)機(jī)制尚未建立，從技術(shù)研究到設(shè)計(jì)指引的反饋路徑不夠順暢，使很多人失去研究的熱情。

2 對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

魅客小鎮(zhèn)項(xiàng)目位于歸園居一期示范區(qū)內(nèi)，地處黃浦江東岸、沈莊塘南岸，總規(guī)劃面積3 萬(wàn)m2，試圖重新定義關(guān)于未來(lái)理想鄉(xiāng)村社區(qū)。魅客小鎮(zhèn)依托郊野村莊肌理，形成“生態(tài)島居”形態(tài)（圖1）。魅客小鎮(zhèn)項(xiàng)目以豐收村9 組中約十幾處閑置宅基地為基地，通過(guò)有償轉(zhuǎn)讓方式獲得一定年限的房屋及場(chǎng)地使用權(quán)，以不超過(guò)原宅基地范圍和原產(chǎn)證面積、建筑檐口離地不超過(guò)10 m 為約束條件，以生活、休閑、工作新模式引導(dǎo)空間設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出新型鄉(xiāng)村社區(qū)。濱江社區(qū)的具體設(shè)計(jì)策略包括：①在建筑面積不變的前提下，分拆農(nóng)宅指標(biāo)，形成多棟建筑及其圍合院落空間（圖2）；② 以標(biāo)準(zhǔn)模塊類(lèi)型重構(gòu)分拆后的基本單元，并將這些基本單元進(jìn)行重新組合，形成多樣的建筑形態(tài)（圖3）；③以白色為主色調(diào)，通過(guò)幾何造型特征顯示基本單元的疊加或拼合，以當(dāng)代簡(jiǎn)約手法重塑鄉(xiāng)村住區(qū)高低錯(cuò)落的風(fēng)貌（圖4～6）。

圖1 魅客小鎮(zhèn)濱江社區(qū)示范區(qū)及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地

圖2 拆分示意圖（夏翀）

2.2 場(chǎng)地選擇

魅客小鎮(zhèn)濱江社區(qū)一期項(xiàng)目已完成三個(gè)組團(tuán)的建筑施工：兩個(gè)小組團(tuán)和一個(gè)稍大組團(tuán)分列河流兩側(cè)。本次實(shí)驗(yàn)選擇河南岸稍大組團(tuán)作為實(shí)測(cè)場(chǎng)地，理由如下：①該組團(tuán)規(guī)模較大，共有三排建筑，基本單元及組合類(lèi)型齊全，代表性較強(qiáng)，體現(xiàn)本項(xiàng)目的精華；②組團(tuán)室外空間圍合變化較多，既有較大中心庭院，又有宅間小場(chǎng)地；③地面類(lèi)型豐富，包括草地、灌木、彩色石子等，便于開(kāi)展不同測(cè)點(diǎn)比較研究；④周邊環(huán)境有高大喬木、未改造農(nóng)宅，可以對(duì)多種要素影響室外熱環(huán)境進(jìn)行討論。

2.3 實(shí)測(cè)方案

為觀測(cè)水鄉(xiāng)住區(qū)在寒冷冬季的室外熱環(huán)境,選擇冬季測(cè)試日期為2021 年2 月4 日，有效數(shù)據(jù)時(shí)段為11:00～16:30，是白天室外活動(dòng)較為集中的時(shí)段，可以直接體現(xiàn)室外熱環(huán)境與熱舒適性的相關(guān)性。測(cè)試內(nèi)容是室外11 個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫濕度及其中3處測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速。此次實(shí)驗(yàn)采用了3 臺(tái)Kestrel NK-4500 熱應(yīng)力氣象儀和9臺(tái)HOBO UX100-003溫濕自計(jì)儀（表1），所有儀器都設(shè)定每間隔2 min記錄一次數(shù)據(jù)。

表1 實(shí)測(cè)儀器及參數(shù)說(shuō)明

圖5 中心庭院實(shí)景

為方便研究，此次實(shí)驗(yàn)設(shè)置了2個(gè)參照點(diǎn)，參照點(diǎn)T1 處于實(shí)驗(yàn)組團(tuán)西側(cè)臨河的開(kāi)闊草地上，高度1.1 m，白天有較好日照，參照點(diǎn)T2 處于實(shí)驗(yàn)組團(tuán)東側(cè)未改造農(nóng)宅庭院的水泥地上，高度1.1 m，白天有較好日照，采用Kestrel NK-4500 氣象儀獲取空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)。在組團(tuán)內(nèi)部，設(shè)置測(cè)點(diǎn)T3 位于組團(tuán)中心庭院偏北位置，日照較為充足，同時(shí)采用HOBO UX100-003 溫濕自計(jì)儀和Kestrel NK-4500 氣象儀獲取空氣溫度、相對(duì)濕度及風(fēng)速；其余8個(gè)測(cè)點(diǎn)布置在不同空間屬性的位置，旨在探尋不同屬性空間的熱環(huán)境特征（圖6）。

圖6 實(shí)測(cè)儀器布點(diǎn)位置示意圖（夏翀）

在測(cè)試前，同類(lèi)儀器通過(guò)預(yù)測(cè)試進(jìn)行校核,以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可靠性。具體工作是：選取某一測(cè)點(diǎn)作為預(yù)測(cè)試點(diǎn),使用同類(lèi)的儀器對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，比較測(cè)試數(shù)據(jù)，以測(cè)試數(shù)據(jù)與其平均值之差處于儀器精度范圍內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以保證數(shù)據(jù)誤差是由儀器本身的精度引起的，儀器可以正常使用。

2.4 數(shù)據(jù)處理

本次實(shí)驗(yàn)選擇晴好天氣的2 月4日，在白天時(shí)段進(jìn)行布點(diǎn)實(shí)測(cè)。在測(cè)試期間，所有HOBO 儀器都未采用必要的防輻射措施，因此，少數(shù)測(cè)點(diǎn)（如T4、T8、T9）的儀器在部分時(shí)間段受到太陽(yáng)直接輻射，導(dǎo)致空氣溫度數(shù)據(jù)偏高，受太陽(yáng)直接輻射前后的數(shù)據(jù)突變比較顯著。在對(duì)比研究中，需要對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)予以說(shuō)明，在平均數(shù)、最大值和最小值統(tǒng)計(jì)時(shí)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)也應(yīng)予以剔除，以避免形成誤導(dǎo)（圖7）。

圖7 測(cè)點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)箱型圖

3 結(jié)果與分析

3.1 參照點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

測(cè)試期間，T1 處空氣溫度范圍為10.5℃～17.4℃，平均溫度13.2℃，其中峰值出現(xiàn)在14:10；相對(duì)濕度范圍為37.0%～58.7%，平均相對(duì)濕度為47.1%；平均風(fēng)速為0.8 m/s，最高風(fēng)速為2.7 m/s。T2 處空氣溫度范圍為10.0℃～19.1℃，平均溫度13.9 ℃，其中峰值出現(xiàn)在14:18；相對(duì)濕度范圍為27.2%～53.4%，平均相對(duì)濕度為39.3%；平均風(fēng)速為0.7 m/ s，最高風(fēng)速為3.7 m/s（表2）。測(cè)試期間，兩參照點(diǎn)在上午和傍晚的空氣溫度都較低，在10 ℃左右,可以推測(cè)夜晚室外空氣溫度將更低。相比測(cè)點(diǎn)T2，測(cè)點(diǎn)T1 平均空氣溫度較低，波幅也較小，平均相對(duì)濕度較高，平均風(fēng)速略大（圖8）。探其主要原因，是因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)T1 處于草地之上，北側(cè)臨河，對(duì)西北來(lái)風(fēng)遮擋較少；而測(cè)點(diǎn)T2處于普通住宅的水泥庭院中，升溫較快，西側(cè)和北側(cè)均為兩層樓房，對(duì)西北來(lái)風(fēng)有一定阻擋作用。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，在冬季晴朗白天，上海鄉(xiāng)村住區(qū)室外空氣溫度不低，濕度也不高，但由于有一定的風(fēng)速，人體感覺(jué)偏冷。

圖8 兩個(gè)參照點(diǎn)溫度和濕度圖

表2 參照點(diǎn)T1/T2 的空氣溫度和相對(duì)濕度

兩個(gè)參照點(diǎn)的空氣溫度都在午后14:00 之后達(dá)到峰值，傍晚之后逐漸下降；相對(duì)濕度則都在午后14:00 之后達(dá)到谷值，之后逐漸升高，傍晚之后穩(wěn)定在高值。也就是說(shuō)，在冬季白天，隨著空氣溫度上升，空氣相對(duì)濕度逐漸下降，人體熱舒適感覺(jué)明顯提升；可以推測(cè)，在夜間由于相對(duì)濕度較高，空氣溫度較低，人體熱舒適感覺(jué)會(huì)有所下降，不過(guò)鄉(xiāng)村住區(qū)的夜間活動(dòng)較少，以室內(nèi)活動(dòng)為主。

3.2 組團(tuán)室外熱環(huán)境測(cè)試

測(cè)點(diǎn)T3～T11 的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)整理剔除，計(jì)算出空氣溫度和相對(duì)濕度的平均數(shù)、最大值及最小值（表3）。各點(diǎn)的平均空氣溫度在10.98 ℃～13.2 ℃之間，最高溫度為18.2℃，最低溫為9.46℃；平均相對(duì)濕度在41.93%～48.77% 之間，相對(duì)濕度最高為59.50%，最低為31.6%（表3）。相比夏季，動(dòng)輒75%及以上的相對(duì)濕度，冬季的相對(duì)濕度顯然較低，尤其在正午前后，相對(duì)濕度都處于較低的“谷區(qū)”，稍有干燥感覺(jué)，晴天的白天濕冷感覺(jué)較弱；隨著下午高度角變小，空氣溫度下降，相對(duì)濕度反而穩(wěn)步升高。

表3 各測(cè)點(diǎn)空氣溫度和相對(duì)濕度的平均數(shù)、最大值及最小值

3.2.1 中心庭院溫濕度

測(cè)點(diǎn)T3 處的溫度最高，根據(jù)該測(cè)點(diǎn)Kestrel NK-4500 氣象儀的數(shù)據(jù)，平均值達(dá)到13.4℃，最大值為18.2℃，最小值為10.4℃，波幅達(dá)到7.8℃；相對(duì)濕度平均值為44.5%，介于兩參照點(diǎn)之間，最大值和最小值分別為56.9%和31.6%。測(cè)點(diǎn)T3 位于組團(tuán)中心庭院中央靠北位置，距離綠化較遠(yuǎn)，也不受前排建筑的遮擋，在14:40 之前均處于太陽(yáng)直接輻射中，HOBO UX100-003 測(cè)得的空氣溫度較高,偏離嚴(yán)重；在14:40～15:00間，空氣溫度從17.44 ℃陡降至13.56℃，幅度達(dá)到3.88℃，隨后逐步降至10.00℃左右（圖9），主要原因是隨著太陽(yáng)高度角的降低，使該測(cè)點(diǎn)處于西南處住宅三層部分產(chǎn)生的陰影中，加上西側(cè)高大常綠喬木對(duì)陽(yáng)光遮擋較多，綜合作用之下導(dǎo)致測(cè)點(diǎn)T3 處空氣溫度在14:40 之后快速下降。

圖9 測(cè)點(diǎn)T3處溫濕度（以氣象儀數(shù)據(jù)為計(jì)算基數(shù)）

測(cè)點(diǎn)T4 和T5 處于測(cè)點(diǎn)T3 的西側(cè)，處于庭院的東北角和西南角，地面均鋪設(shè)白色細(xì)石子。測(cè)點(diǎn)T4 的平均空氣溫度為13.02℃，最大值和最小值分別為16.11℃、9.91℃，波幅為6.20℃，僅次于測(cè)點(diǎn)T3。自測(cè)試開(kāi)始大約至11:40，測(cè)點(diǎn)T3 都處于來(lái)自東側(cè)太陽(yáng)的直接輻射中，顯示的空氣溫度在20℃以上，在沒(méi)有儀器缺乏防輻射罩的條件下，數(shù)值偏離較大；至12:00，空氣溫度快速下降至15℃左右；在這之后，該測(cè)點(diǎn)空氣溫度經(jīng)過(guò)兩個(gè)小波峰以較穩(wěn)定的速率下降至10.00℃以下。

測(cè)點(diǎn)T5 的平均空氣溫度為12.0 ℃，最大值和最小值分別為15.10℃、10.17℃，波幅為4.93℃。相對(duì)濕度平均值為48.77%，最小值達(dá)到41.10%，濕度在各測(cè)點(diǎn)中都居首位，意味著測(cè)點(diǎn)T5 是最為潮濕的。測(cè)點(diǎn)T5 位置靠近西側(cè)的樹(shù)林，處于樹(shù)蔭遮蔽之下，大約12:30 之前，基本處于前排建筑的陰影之中，測(cè)得空氣溫度緩慢升高；12:30 之后偏西的陽(yáng)光穿過(guò)樹(shù)木枝葉，對(duì)測(cè)點(diǎn)位置形成間歇性輻射，出現(xiàn)4 個(gè)明顯的“峰值”，大約15:00 之后，以穩(wěn)定的速率下降至10.00℃以下（圖10）。

圖10 測(cè)點(diǎn)T4 和T5 處溫濕度

測(cè)點(diǎn)T6 和T7 都處于建筑北面位置，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)在測(cè)試期間都處于陰影之中，始終沒(méi)有受到太陽(yáng)的直接輻射。兩測(cè)點(diǎn)的空氣溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)顯示變化平穩(wěn)、趨勢(shì)明顯。

測(cè)點(diǎn)T6 在靠近中心庭院南側(cè)的綠植附近，其平均空氣溫度為11.10 ℃，最大值和最小值分別為11.78℃和9.53℃，波幅為2.25℃；相對(duì)濕度平均值為47.25%，波幅為18.04%。主要原因是受陰影處灌木和建筑北側(cè)外墻冷輻射的影響，顯示空氣溫度較低，午后14:00 左右出現(xiàn)空氣溫度最大值，而在傍晚后以較快的速率下降到10.0℃以下（圖11）。測(cè)點(diǎn)6 在各測(cè)點(diǎn)位置中空氣溫度較低，也意味著該位置體感較冷。

圖11 測(cè)點(diǎn)T6 處溫濕度

3.2.2 臨河場(chǎng)地溫濕度

測(cè)點(diǎn)T7 則處于臨河一排建筑的北側(cè)入口雨棚之下，平均空氣溫度為11.55℃，最高溫度為12.32℃，最低溫為10.27℃，波幅居各測(cè)點(diǎn)之末；相對(duì)濕度平均值為46.06%,最大值和最小值分別為57.13%、40.48%，波幅為16.65%，波幅在各測(cè)點(diǎn)中最小。測(cè)點(diǎn)T7 位置臨河又靠近建筑，建筑圍合程度較高，使得平均空氣溫度略高、波幅?。▓D12）。

圖12 測(cè)點(diǎn)T7 處溫濕度

測(cè)點(diǎn)T8 和T9 都位于組團(tuán)東北角，空間開(kāi)敞，南側(cè)建筑有所遮擋。從溫濕度數(shù)據(jù)顯示來(lái)看，兩測(cè)點(diǎn)在12:00 之后的不同時(shí)間段內(nèi)受到太陽(yáng)的直接輻射，導(dǎo)致局部數(shù)據(jù)偏離較大（圖13）。

圖13 測(cè)點(diǎn)T8 和T9 處溫濕度

測(cè)點(diǎn)T8 緊鄰北側(cè)灌木叢，溫濕度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，空氣溫度平均值、最大值和最小值分別為10.98 ℃、13.69℃和9.46℃，波幅達(dá)到4.23℃，平均值在各測(cè)點(diǎn)中最低；相對(duì)濕度平均值為48.14%，波幅達(dá)21.14%。測(cè)試開(kāi)始之后，測(cè)點(diǎn)8 處于陰影之中，空氣溫度持續(xù)偏低，略高于10.00℃；大約在12:00～13:20，受太陽(yáng)輻射，儀器顯示溫度陡升，較長(zhǎng)時(shí)間都在25℃以上波動(dòng)；當(dāng)重新回到陰影中時(shí)，空氣溫度陡然降至12℃以下，并緩慢下降至9.00℃左右。

測(cè)點(diǎn)T9 布置在河岸邊的欄桿柱頭上，平均空氣溫度為11.57℃，最大值和最小值分別為13.86 ℃、10.12℃，波幅為3.73℃；相對(duì)濕度平均值為46.38%。測(cè)試開(kāi)始后，測(cè)點(diǎn)T9 處于建筑陰影區(qū)，空氣溫度較低，稍高于10℃，后逐漸升高，至13:30 達(dá)到12℃左右；大約從13:30開(kāi)始，該測(cè)點(diǎn)受太陽(yáng)直接輻射，儀器顯示的溫度數(shù)據(jù)飆升，在20℃以上波動(dòng)，至14:30 左右，隨著該測(cè)點(diǎn)位置重新被建筑陰影所覆蓋，溫度數(shù)據(jù)陡然下降至15℃；在這之后的大約2.5 h 內(nèi)下降到10℃左右。

測(cè)點(diǎn)T8 的平均空氣溫度較低，測(cè)點(diǎn)T9 的數(shù)據(jù)略高，主要原因是測(cè)點(diǎn)T8 緊鄰灌木叢，測(cè)點(diǎn)T9 在河岸邊，可見(jiàn)河流具有穩(wěn)定溫度的作用，測(cè)點(diǎn)T6 和T7 也遵循類(lèi)似規(guī)律。由于測(cè)點(diǎn)T8 在太陽(yáng)角較大的正午開(kāi)始受太陽(yáng)連續(xù)直接輻射，測(cè)點(diǎn)T9 受太陽(yáng)直接輻射較晚，因此，兩個(gè)同類(lèi)儀器出現(xiàn)陡升的現(xiàn)象有先后。

3.2.3 宅間綠地溫濕度

測(cè)點(diǎn)T10 和T11 處于第一排建筑和第二排建筑之間的小塊綠地之上。測(cè)試期間，兩個(gè)測(cè)點(diǎn)始終處于第一排建筑形成的陰影之中，只是距離地面的高度有所區(qū)別。測(cè)點(diǎn)T10 位置離地高度約1.10 m，測(cè)點(diǎn)T11 位置距離地面約0.40 m?？傮w來(lái)看，測(cè)點(diǎn)T10、T11 的溫濕度趨勢(shì)明顯，突變狀況很少，意味著溫濕度變化比較穩(wěn)定；兩測(cè)點(diǎn)溫濕度平均值、最大值和最小值及波幅都較為接近，意味著兩個(gè)測(cè)點(diǎn)溫濕度狀況相差不大。測(cè)點(diǎn)T10 布置在西側(cè)，靠近西側(cè)樹(shù)林。相比東側(cè)的測(cè)點(diǎn)T11，測(cè)點(diǎn)T10 處的平均空氣溫度略低，波幅較小；相對(duì)濕度平均值較高，最大值和最小值都略高于測(cè)點(diǎn)T11，波幅也較?。▓D14）。

圖14 測(cè)點(diǎn)T10 和T11 處溫濕度

4 討論與建議

4.1 空氣溫度與太陽(yáng)輻射的關(guān)聯(lián)性

通過(guò)組團(tuán)內(nèi)各點(diǎn)實(shí)測(cè)，太陽(yáng)熱輻射是鄉(xiāng)村住區(qū)室外空間熱環(huán)境最重要的影響因素。實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)參照點(diǎn)T1、T2 一直處于太陽(yáng)直接輻射之下，空氣溫度在午后14:15 達(dá)到最高值。結(jié)合太陽(yáng)高度角、輻射強(qiáng)度的變化，空氣溫度的變化存在明顯滯后；測(cè)點(diǎn)T3 數(shù)據(jù)顯示，在太陽(yáng)直接輻射前后的空氣溫度變化比較顯著。少數(shù)幾個(gè)測(cè)點(diǎn)（如T4、T8 和T9）在部分時(shí)間受到持續(xù)的太陽(yáng)輻射，儀器顯示的空氣溫度數(shù)據(jù)偏離嚴(yán)重，盡管不能用來(lái)說(shuō)明太陽(yáng)輻射下空氣溫度的真實(shí)變化情況，但也體現(xiàn)出持續(xù)的太陽(yáng)輻射對(duì)空氣溫度存在顯著影響。測(cè)點(diǎn)T5 由于受西側(cè)樹(shù)木的遮擋，測(cè)點(diǎn)位置間歇性受到短時(shí)間的太陽(yáng)輻射，空氣溫度顯示出若干個(gè)波峰，客觀上也說(shuō)明太陽(yáng)輻射對(duì)冬季熱環(huán)境的正向作用。

在夏熱冬冷氣候區(qū)，太陽(yáng)輻射對(duì)鄉(xiāng)村住區(qū)的室外熱環(huán)境改善有較大的促進(jìn)作用。在住區(qū)空間設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少遮擋和陰影區(qū)域，使活動(dòng)頻率較高的空間得熱較多，改善冬季空間使用者的熱舒適性。

4.2 空氣溫度與地面類(lèi)型的關(guān)聯(lián)性

空氣溫度受地面類(lèi)型的影響，主要參數(shù)包括地面反射率、比熱容等，還有地面顏色、粗糙度等參數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)涉及地面類(lèi)型有：草地、水泥地面、彩色石子地面、白色石子地面、灌木叢及石材地面等（表4）。

表4 不同類(lèi)型對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)及其熱反射系數(shù)

4.2.1 處于太陽(yáng)輻射條件下

測(cè)點(diǎn)T1、T2 和T3 的地面類(lèi)型有較大差異，同處于太陽(yáng)輻射之下，空氣溫度存在較大差異。測(cè)點(diǎn)T1 所處的草地反射率為0.20 左右，能通過(guò)土壤蒸發(fā)散熱，因此，空氣溫度最低；測(cè)點(diǎn)T2 所在淺灰色水泥地面反射率為0.26 左右，但比熱容較小，受太陽(yáng)輻射時(shí)升溫較快，并輻射近地面空氣，使之有所升溫，因此，空氣溫度最高；而測(cè)點(diǎn)T3 處于彩色石子地面上，地面比較粗糙，熱反射率低，顯然低于淺灰色水泥地面，但由于是透水地面做法，通過(guò)水分蒸發(fā)減弱熱輻射對(duì)地表的影響，測(cè)點(diǎn)T3 的平均空氣溫度及其波幅、相對(duì)濕度及波幅都介于兩參照點(diǎn)之間。可見(jiàn)，相比常見(jiàn)的水泥地面，透水性地面具有一定的降溫作用。

4.2.2 處于陰影條件下

測(cè)點(diǎn)T6、T11 在測(cè)試期間，絕大部分時(shí)間處于建筑形成的陰影之中，基本能反應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置的空氣真實(shí)溫度。測(cè)點(diǎn)T6 緊鄰灌木，而T11 處于草地上，灌木反射系數(shù)略大于草地，意味著灌木吸收熱量略少，導(dǎo)致灌木附近的空氣溫度略低于測(cè)點(diǎn)T11 處的空氣溫度。灌木蒸騰速率也高于草地，使得周邊空氣相對(duì)濕度稍大于草地上的空氣相對(duì)濕度（圖15）。

圖15 不同地面類(lèi)型的測(cè)點(diǎn)空氣溫濕度比較

地面類(lèi)型對(duì)住區(qū)室外空氣溫度有較大影響，一般來(lái)說(shuō)，地面對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率越低，吸收熱量越多，其周邊空氣的平均溫度越高，有利于冬季采暖；地面透水性能越強(qiáng)，降溫作用越強(qiáng)，周邊空氣相對(duì)濕度越高，溫度波動(dòng)幅度越小，有利于夏季致涼；相比草地，灌木“降溫”作用更強(qiáng)，還有助于保持空氣穩(wěn)定。在許多鄉(xiāng)村住區(qū)中，以水泥澆筑地面為代表的硬質(zhì)地面比例較高，吸收更多太陽(yáng)輻射，容易導(dǎo)致日夜溫差較大；在炎熱夏季，這類(lèi)硬質(zhì)鋪地在白天吸收太陽(yáng)大量輻射熱量，夜間產(chǎn)生逆輻射，不利于自然致涼，通常傍晚采用潑水降溫來(lái)改善。因此，硬質(zhì)鋪地的比例需要科學(xué)分析，根據(jù)日常生活真實(shí)需求來(lái)確定位置與占比，可以有效改善住區(qū)微氣候環(huán)境。

4.3 空氣溫度與圍合程度的關(guān)聯(lián)性

測(cè)點(diǎn)T6、T8 都位于建筑北側(cè)緊鄰灌木的位置。測(cè)試期間，測(cè)點(diǎn)T6始終處于建筑形成的陰影區(qū)，T8 在部分時(shí)段受太陽(yáng)輻射，數(shù)據(jù)偏離較大。數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)T6 的平均空氣溫度數(shù)據(jù)還略高于T8，測(cè)點(diǎn)T6的相對(duì)濕度平均值略低于T8，波幅也略小于T8。事實(shí)上，測(cè)點(diǎn)T6 位于建筑圍合的庭院中，測(cè)點(diǎn)T8 位于建筑北側(cè)臨河位置，相比之下，測(cè)點(diǎn)T6的空間圍合度要高于T8，受庭院被加熱空氣對(duì)流和附近建筑熱輻射等影響，比圍合度較弱的測(cè)點(diǎn)T8 更容易得熱。一般來(lái)說(shuō)，空間圍合度越高，熱量越容易留存，有利于冬季保暖，反之則利于夏季致涼。鄉(xiāng)村住區(qū)室外空間的圍合度應(yīng)綜合考慮不同季節(jié)熱環(huán)境，通過(guò)場(chǎng)地構(gòu)筑物等方式改善局部的熱環(huán)境（圖16）。

圖16 測(cè)點(diǎn)T6 和T8 處溫濕度

4.4 溫濕度與樹(shù)冠覆蓋的關(guān)聯(lián)性

測(cè)點(diǎn)T10 和T11 與建筑空間關(guān)系相近，空間圍合度也相似，地面類(lèi)型也相同，主要差異在于與西側(cè)高大喬木的距離，測(cè)點(diǎn)T10 距離樹(shù)冠邊緣投影線(xiàn)約1.5 m，測(cè)點(diǎn)T11 距離樹(shù)冠邊緣投影線(xiàn)約7.5 m。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，測(cè)點(diǎn)T10 平均空氣溫度稍低，尤其是在午后，差異幅度較大；大約15:30之后，測(cè)點(diǎn)T11 的空氣溫度下降較快，測(cè)點(diǎn)T10 則較為緩慢。測(cè)點(diǎn)T10 相對(duì)濕度略高，差異幅度在午后顯示較明顯?？梢?jiàn)，西側(cè)高大喬木對(duì)測(cè)點(diǎn)T10處有降溫保濕作用（圖17）。

圖17 測(cè)點(diǎn)T10 和T11 處溫濕度

顯然，高大喬木對(duì)室外溫濕度影響較大。高大喬木具有較大的樹(shù)冠和較強(qiáng)的蒸騰作用，樹(shù)冠會(huì)產(chǎn)生較大面積的樹(shù)蔭，有效遮擋太陽(yáng)輻射，加上自身較強(qiáng)的蒸騰作用，使得樹(shù)冠以及樹(shù)蔭周邊空氣溫度較低、相對(duì)濕度較高，對(duì)鄉(xiāng)村低層住區(qū)微氣候產(chǎn)生較大影響。高大喬木在冬季主要起到阻擋冬季寒風(fēng)的作用，在炎熱夏季致涼效果會(huì)比較顯著。因此，在鄉(xiāng)村住區(qū)中，高大喬木的種植需先進(jìn)行場(chǎng)地分析，減少對(duì)夏季主導(dǎo)風(fēng)的阻擋，而增強(qiáng)對(duì)冬季寒風(fēng)的阻擋。因此，東側(cè)、南側(cè)的喬木宜采用落葉型樹(shù)種，而西側(cè)、北側(cè)的喬木宜采用常綠型樹(shù)種。此外，還應(yīng)充分利用高大喬木產(chǎn)生陰影和自身蒸騰作用，發(fā)揮遮陽(yáng)和蒸發(fā)致涼效用，改善住區(qū)在冷熱季節(jié)的熱環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)基地地處上海郊野公園，周邊綠化良好，緊鄰自然河道，生態(tài)品質(zhì)較高，為鄉(xiāng)村聚居創(chuàng)造較好的小氣候環(huán)境。魅客小鎮(zhèn)濱江社區(qū)是一種新型鄉(xiāng)村住區(qū)，集生活、工作、休閑等功能為一體，以簡(jiǎn)潔的建筑造型重塑鄉(xiāng)村社區(qū)風(fēng)貌。通過(guò)室外溫濕度實(shí)測(cè)，本文初步探討了不同空間屬性下的熱環(huán)境及其影響因素，形成以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

（1）在以密布水網(wǎng)為主的地理背景下，立足新型城鎮(zhèn)化時(shí)代特征，人們對(duì)江南水鄉(xiāng)新型住區(qū)模式充滿(mǎn)期待。魅客小鎮(zhèn)濱江社區(qū)以建筑覆蓋和容量為約束條件，通過(guò)空間解構(gòu)和重組，創(chuàng)造了具有江南水鄉(xiāng)特色風(fēng)貌的新型住區(qū)。由于空間形態(tài)的多樣性和典型性，魅客小鎮(zhèn)濱江社區(qū)成為良好的江南水鄉(xiāng)住區(qū)室外熱環(huán)境研究的實(shí)驗(yàn)基地。

（2）太陽(yáng)輻射是影響鄉(xiāng)村住區(qū)冬季熱環(huán)境的最重要因素，朝陽(yáng)處的空氣溫度平均值比陰影區(qū)至少高出1.5～2.5℃，在冬季寒冷地區(qū)，應(yīng)減少住區(qū)室外空間的南向遮擋，充分保證太陽(yáng)輻射熱能，從而提升室外熱舒適水平。

（3）地面類(lèi)型、空間圍合度及樹(shù)冠遮蓋都對(duì)住區(qū)室外溫濕度有不同程度的影響，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析表明：蒸騰作用越強(qiáng)，降溫保濕作用越顯著；透水性地面有助于溫濕度穩(wěn)定；空間圍合度高有助于集熱，反之利于散熱；空間圍合度越高，熱量保留可能性越高；與高大喬木距離越近，樹(shù)冠遮蓋率越高，室外空間的空氣溫度越低、相對(duì)濕度越高。

（4）上海郊區(qū)冬季白天的相對(duì)濕度并非想象那么高，冬季濕冷并不嚴(yán)重，大約在午后2～3 h，是一天中相對(duì)濕度最低的時(shí)段；隨著傍晚來(lái)臨，氣溫降低，相對(duì)濕度以較快速度上升。

筆者通過(guò)上海郊區(qū)鄉(xiāng)村住區(qū)室外熱環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)并分析，初步呈現(xiàn)了江南鄉(xiāng)村住區(qū)冬季熱環(huán)境特征，并揭示出鄉(xiāng)村住區(qū)熱環(huán)境影響因素及作用機(jī)制，以開(kāi)啟江南地區(qū)鄉(xiāng)村人居環(huán)境的科學(xué)研究，為下一步深入探討奠定基礎(chǔ)。

（致謝：感謝魅客小鎮(zhèn)項(xiàng)目主持建筑師夏翀博士提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、項(xiàng)目基礎(chǔ)資料及相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。）