宋德萱 卜梅梅 周伊利

0 引言

“住區(qū)物理環(huán)境”主要由住區(qū)范圍內(nèi)居室空間外的聲、光、熱、風(fēng)等環(huán)境構(gòu)成。由于年久失修、生態(tài)受損、宜居標(biāo)準(zhǔn)提升等原因，城市老舊住區(qū)面臨改造與更新的現(xiàn)狀，住區(qū)物理環(huán)境的改善首當(dāng)其沖。而衡量老舊住區(qū)物理環(huán)境的現(xiàn)狀是前提和基礎(chǔ)，目前缺乏一套可定量化、能科學(xué)衡量的評價(jià)體系。本文以上海典型老舊住區(qū)——老公房小區(qū)作為案例，運(yùn)用層次分析法，嘗試建立老舊住區(qū)物理環(huán)境綜合評價(jià)體系，并選取三個(gè)典型老公房小區(qū)進(jìn)行綜合評價(jià)應(yīng)用，希望為當(dāng)下城市老舊住區(qū)環(huán)境改造、品質(zhì)提升提供理論支撐。

1 相關(guān)研究

環(huán)境方面的研究歷來是人居議題的重要內(nèi)容之一?？v覽相關(guān)研究成果，發(fā)現(xiàn)“環(huán)境”議題在“老舊小區(qū)”“既有住區(qū)”“老舊住區(qū)”及“老舊居住區(qū)”等題名的文獻(xiàn)數(shù)量中約占20%，內(nèi)容涉及“環(huán)境”的文獻(xiàn)占比則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一比例?，F(xiàn)有研究成果主要側(cè)重于住區(qū)物理環(huán)境模擬、住區(qū)物理環(huán)境實(shí)測、環(huán)境模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面。

數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)步顯著，成果較多。昝池、劉崇等人研究運(yùn)用Grasshopper參數(shù)化平臺與CFD模擬軟件，對老舊小區(qū)的室外風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬，得到模擬范圍內(nèi)的風(fēng)速、壓強(qiáng)與風(fēng)矢量分布圖，分析老舊小區(qū)目前風(fēng)環(huán)境方面存在的問題[1]。王薇等人研究選用Fluent Airpak和Envi-met兩個(gè)軟件，量化分析了建筑室外開敞區(qū)、行人密集區(qū)、建筑沿路、迎風(fēng)面等要素對建筑周圍通風(fēng)場和溫度場、分析渦流、風(fēng)影區(qū)等分布情況影響作用[2]。郭衛(wèi)宏等人研究使用Phoenics軟件對既有住區(qū)從群落、組團(tuán)、單體三個(gè)層面進(jìn)行數(shù)值模擬、對標(biāo)評判、系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)三個(gè)層面存在通風(fēng)不佳、空氣污染等問題，進(jìn)而提出優(yōu)化策略[3]。王偉武等人研究基于python軟件從高分辨率遙感圖像中提取建筑樣本數(shù)據(jù)，并借助CFD平臺量化模擬不同高度的風(fēng)場圖，揭示模擬風(fēng)場與建筑形態(tài)參數(shù)之間的相關(guān)性[4]。

針對住區(qū)室外環(huán)境的實(shí)測研究也不斷深入，研究成果的可信度進(jìn)一步增強(qiáng)。劉思遙、許景峰的研究對重慶主城區(qū)六個(gè)典型居住區(qū)室外夜間光環(huán)境進(jìn)行調(diào)研，并進(jìn)行主觀問卷調(diào)查，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析了我國山地城市居住區(qū)室外夜間光環(huán)境的現(xiàn)狀和問題，提出了相應(yīng)的光環(huán)境優(yōu)化策略[5]。董峻巖、金虹等人的研究運(yùn)用現(xiàn)場測量和問卷調(diào)研相結(jié)合的方法，以哈爾濱典型城市居住區(qū)公共空間為案例進(jìn)行評價(jià)分析，以居住區(qū)公共空間聲環(huán)境的主要聲源之一——交通聲環(huán)境評價(jià)為切入點(diǎn)，旨在考量居住區(qū)公共空間聲環(huán)境評價(jià)和受訪者社會特征的影響[6]。賈倍思等人研究以三個(gè)區(qū)位的住區(qū)為例，用現(xiàn)場測量和數(shù)據(jù)分析方法，得出地域、空間形態(tài)與空氣負(fù)離子以及PM2.5濃度的關(guān)系[7]。

不少研究針對住區(qū)物理環(huán)境研究運(yùn)用數(shù)值模擬和實(shí)地觀測相互驗(yàn)證的方法，進(jìn)一步提升可信度和科學(xué)性。如楊峰、錢鋒等人針對城市高層居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)策略對小區(qū)室外熱環(huán)境的影響，進(jìn)行了實(shí)地觀測和參數(shù)化的數(shù)值模擬，以驗(yàn)證和量化不同設(shè)計(jì)策略對室外熱島和熱舒適度的影響機(jī)制和程度[8]。物理環(huán)境也逐漸成為住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化的依據(jù)之一，如朱新捷的研究通過軟件對居住區(qū)公共空間聲、光、熱、風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬，來引導(dǎo)居住區(qū)公共空間的設(shè)計(jì)[9]。這些成果大多側(cè)重住區(qū)物理環(huán)境的某一方面，為建立定量化的綜合評價(jià)體系提供技術(shù)借鑒。

在人居環(huán)境評價(jià)方面，也有少數(shù)學(xué)者進(jìn)行了有效探索。胡瑤的研究借助層次分析法確立居住區(qū)建成環(huán)境評價(jià)的指標(biāo)體系，運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法對居住區(qū)建成環(huán)境進(jìn)行評價(jià)，通過問卷評價(jià)分析與實(shí)證案例研究相結(jié)合，歸納得出居住區(qū)建成環(huán)境的基本規(guī)律和影響因素[10]。該研究中建成環(huán)境包含了空間組織、景觀綠化、人文環(huán)境，覆蓋面較大，超出了物理環(huán)境的范圍，但方法值得借鑒。李丹陽等人的研究梳理既有住區(qū)室外物理環(huán)境方面的主要問題，總結(jié)了適用于既有住區(qū)物理環(huán)境評價(jià)的指標(biāo)并對其進(jìn)行分級，提出了既有住區(qū)物理環(huán)境綜合評價(jià)方法[11]。盡管該研究并未結(jié)合住區(qū)案例進(jìn)行實(shí)證研究，但提出的物理環(huán)境綜合評價(jià)方法對本文研究提供重要參考。本文所構(gòu)建的綜合評價(jià)方法結(jié)合主客觀數(shù)據(jù)，可以更加全面、科學(xué)地評價(jià)老舊住區(qū)室外物理環(huán)境。

2 上海老公房住區(qū)概況及案例選擇

2.1 老公房住區(qū)概念

公房，是我國計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代實(shí)行住房福利化的產(chǎn)物。1998年城鎮(zhèn)住房制度改革之前，大部分城市住房由政府、國有企業(yè)、事業(yè)單位投資興建，住戶通過租賃公房獲得空間使用權(quán)。1998年之后，部分公房出售后，產(chǎn)權(quán)歸私人所有，成為“房改房”，因房齡較老，也被稱為“老公房”，“老公房住區(qū)”也由此而來。

2.2 老公房住區(qū)特點(diǎn)

上海產(chǎn)業(yè)工人數(shù)量較多，老公房住區(qū)占比較高、分布較廣。根據(jù)2017年上海統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，存量居住房屋建筑面積65493 hm2，而改革開放之后到房改之前的房屋竣工面積29390 hm2，即約占存量住房的45%，絕大部分都是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低、空間擁擠的老公房住區(qū)。上海老公房住區(qū)大多位于內(nèi)中環(huán)沿線，個(gè)別位于盧灣南部、靜安北部、徐家匯附近、普陀南部等[12]，上海城市近幾十年不斷發(fā)展和擴(kuò)張，使原先處于中心城區(qū)之外的老公房住區(qū)被納入中心城區(qū)的范圍。這些老舊住區(qū)鄰近內(nèi)環(huán)線、中環(huán)等位置，公共交通覆蓋密度較大，出行便捷，周邊配套設(shè)施齊全，醫(yī)院、學(xué)校等公共優(yōu)質(zhì)資源集中，人口密集，區(qū)位優(yōu)良。然而，老公房住區(qū)建成年代較久遠(yuǎn)，外部環(huán)境生態(tài)受損、退化嚴(yán)重，與居民追求美好生活的愿望差距較大。

2.3 老公房住區(qū)案例選擇

通過對上海老公房住區(qū)的前期走訪和篩選，選取了上海內(nèi)環(huán)線之內(nèi)的楊浦區(qū)鞍山八村、虹口區(qū)東體小區(qū)、楊浦區(qū)公交新村三個(gè)典型老公房住區(qū)（圖1）。這三個(gè)老公房住區(qū)在住戶規(guī)模、周邊道路情況和住區(qū)建成環(huán)境等方面都具有較強(qiáng)的代表性。

圖1 選擇的3個(gè)案例住區(qū)及其周邊情況示意Fig.1 the three old residential districts selected and their surrounding conditions

鞍山八村竣工時(shí)間為1984年，全部為多層住宅，共有1172戶。住區(qū)內(nèi)部環(huán)境一般，景觀較為單調(diào)，周邊生活配套設(shè)施齊全，交通便捷。該小區(qū)形狀不規(guī)則，靠近兩個(gè)三岔路口，三個(gè)方向臨靠城市支路，交通噪聲影響較弱；西南角為某中學(xué)突入，在工作日白天對住區(qū)聲環(huán)境有一定干擾。鞍山新村一部分建筑為行列式布局，另一部分建筑根據(jù)基地形狀錯(cuò)落布局，樓間距較小，有小塊中心綠地，住區(qū)室外空間疏密分異較明顯。

東體小區(qū)竣工于1989年，占地面積10.9 hm2，主要為多層住宅組成，共有3000多戶，老年居民占比較高。該小區(qū)占地規(guī)模較大，四面臨城市道路，東側(cè)為城市次干道曲陽路，東、南、北側(cè)均為城市支路，分別為東體育會路、玉田路和赤峰路，交通流量以西側(cè)的曲陽路為最大，因此，城市交通噪聲的影響也較顯著。東體小區(qū)東南角和北側(cè)為公共建筑突入，邊界凹凸形狀明顯，住區(qū)內(nèi)部以3～5個(gè)單元組成的板式住宅樓行列分布為主，部分為點(diǎn)式多層住宅樓，空間較疏朗，層次豐富。

公交新村小區(qū)規(guī)模較小，分期竣工于1975—1996年，大部分房齡較老。小區(qū)現(xiàn)有18棟多層普通住宅組成，共348戶。該小區(qū)東南臨城市支路阜新路，西南臨住區(qū)道路，西側(cè)有數(shù)棟高層辦公樓、住宅，對城市干道四平路交通噪聲形成有效遮擋，北部近臨大型施工工地，是該小區(qū)主要噪聲來源；東側(cè)和南側(cè)均為多層住區(qū)。公交新村整體呈長方形，建筑以西南為主要朝向行列式分布，以2～4個(gè)單元組成住宅樓；轉(zhuǎn)角兩方向臨街，樓間距較小，室外空間稍顯局促。

3 研究方法

3.1 現(xiàn)場實(shí)測

研究采用便攜式測量儀對調(diào)研小區(qū)的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行測量，獲取住區(qū)物理環(huán)境相關(guān)參數(shù)的客觀數(shù)據(jù)。本文采用TES-1357聲量計(jì)儀器測量噪聲，測試時(shí)間為2019年1月27日，分白天和夜間兩個(gè)時(shí)間段進(jìn)行（圖2）。測點(diǎn)的設(shè)置兼顧住區(qū)邊緣空間和內(nèi)部空間，測量不同空間位置的噪聲值，主要考察與交通道路距離、綠化植被等要素對住區(qū)室外聲環(huán)境的影響。

圖2 三個(gè)老舊住區(qū)定點(diǎn)實(shí)測及儀器Fig.2 fixed-point measurement and instruments in the three old residential districts

3.2 軟件模擬

通過實(shí)地調(diào)查確定三個(gè)住區(qū)布局以及建筑高度，通過Rhino建立3D模型，采用WindPerfectDX軟件進(jìn)行小區(qū)室外風(fēng)環(huán)境模擬，按照上海市《DB31∕T 922—2015 建筑環(huán)境數(shù)值模擬技術(shù)規(guī)程》中的要求設(shè)定計(jì)算空間范圍，以上海市夏季和冬季典型日的氣象數(shù)據(jù)——主導(dǎo)風(fēng)向（東南、西北）和風(fēng)速（3.1 m/s）為條件執(zhí)行室外風(fēng)環(huán)境模擬運(yùn)算；此外，還采用Ladybug軟件模擬小區(qū)室外日照環(huán)境，以冬至日和大寒日為考察節(jié)點(diǎn)。

3.3 問卷調(diào)研

通過問卷調(diào)研獲取居民對準(zhǔn)則層指標(biāo)的評價(jià)。每個(gè)小區(qū)各發(fā)放30份問卷，剔除答案不全的問卷，鞍山八村回收有效問卷27份（2018年12月15—16日），東體小區(qū)回收有效問卷25份（2018年12月22—23日），公交新村回收有效問卷24份（2019年1月29—30日）。問卷內(nèi)容主要針對住區(qū)室外物理環(huán)境各指標(biāo)進(jìn)行5個(gè)等級的評價(jià)，即對各個(gè)指標(biāo)在“優(yōu)秀、良好、一般、較差和很差”中選擇最為接近的評語，通過統(tǒng)計(jì)分析各指標(biāo)的各評價(jià)平均占比，以此為依據(jù)給每個(gè)評價(jià)等級賦值，用于評價(jià)計(jì)算。

3.4 層次分析法

層次分析法（analytic hierarchy process, AHP），是指將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，并進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。老舊住區(qū)的物理環(huán)境涉及住區(qū)多類環(huán)境、多方面的主客觀問題，適合應(yīng)用這種分析方法。

3.4.1 篩選評價(jià)指標(biāo)

《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》《綠色住區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》、美國綠色社區(qū)認(rèn)證體系（LEED-ND）和英國可持續(xù)社區(qū)評價(jià)體系（BREEAM-Communities）是國內(nèi)外知名生態(tài)住區(qū)評價(jià)體系。研究以4個(gè)生態(tài)住區(qū)評價(jià)體系為參考，借鑒現(xiàn)有相關(guān)研究成果[13-16]，結(jié)合上海老舊住區(qū)的實(shí)地調(diào)研，歸納梳理老舊住區(qū)室外物理環(huán)境要素受損及退化問題，確定具有退化或受損情況的物理環(huán)境要素，以聲、光、熱、風(fēng)等環(huán)境為類別進(jìn)行整理，初步篩選出15項(xiàng)物理環(huán)境指標(biāo)。在普適性①校驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對初篩指標(biāo)的相關(guān)性②、適用性③及針對性④進(jìn)行強(qiáng)弱關(guān)系的綜合分析（表1），分別賦值為-1、0、1，表示弱、一般、強(qiáng)，再次篩選出7個(gè)室外物理環(huán)境關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)物理環(huán)境評價(jià)的依據(jù)及李克特量表的運(yùn)用，客觀性指標(biāo)根據(jù)目標(biāo)上下限區(qū)間均分為5個(gè)數(shù)值區(qū)間等級，主觀性評價(jià)指標(biāo)的分值由高到低也分為5個(gè)等級：優(yōu)秀、良好、一般、較差和很差，客觀性指標(biāo)和主觀性評價(jià)指標(biāo)形成相互對應(yīng)的等級分類，作為評價(jià)的賦值依據(jù)（表2）。

表1 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境指標(biāo)篩選記錄情況Tab.1 screening records of outdoor physical environment indicators in old residential districts

表2 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境評價(jià)指標(biāo)和等級Tab.2 evaluation indicators and grades of outdoor physical environment in old residential districts

3.4.2 確定指標(biāo)層的權(quán)重

研究借助軟件Yaahp12.0來確定各指標(biāo)權(quán)重。首先構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，采用“1—9標(biāo)度法”對系統(tǒng)層、系統(tǒng)要素層以及指標(biāo)層的重要性做兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣（表3），通過一致性檢驗(yàn)之后得到指標(biāo)層權(quán)重Wi。研究共收集4份專家組問卷及8份居民組的有效問卷，都經(jīng)過一致性檢驗(yàn)，視為有效數(shù)據(jù)。

表3 物理環(huán)境指標(biāo)重要程度判斷矩陣Tab.3 judgment matrix for the importance of physical environment indicators

通過軟件Yaahp計(jì)算獲得老舊住區(qū)室外物理環(huán)境各指標(biāo)權(quán)重（表4）。其中，“R5硬質(zhì)地面及構(gòu)筑物遮陽率”權(quán)重最高，達(dá)到0.3436，超過1/3；“R6鋪裝及遮蓋物材料反射率”的權(quán)重次之，達(dá)到0.2725，超過1/4；這兩項(xiàng)涉及熱環(huán)境的指標(biāo)權(quán)重合計(jì)超過3/5?！癛7冬季建筑物周圍行人區(qū)風(fēng)速”權(quán)重為0.1456，排在第三位，涉及室外風(fēng)環(huán)境，實(shí)質(zhì)上是體現(xiàn)冬季室外熱舒適度的重要指標(biāo)，加上R5、R6兩項(xiàng)，熱環(huán)境幾項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重占據(jù)絕對優(yōu)勢的比重（合計(jì)超過3/4）。

3.4.3 將客觀測量值和主觀評價(jià)值代入評價(jià)系統(tǒng)計(jì)算

室外物理環(huán)境客觀評價(jià)數(shù)據(jù)通過儀器定點(diǎn)實(shí)測和軟件模擬獲得，其數(shù)值對照表2中設(shè)定的等級區(qū)間，填入相應(yīng)的位置；而主觀評價(jià)主要根據(jù)居民評價(jià)在5個(gè)等級的占比在相應(yīng)位置賦值。這些客觀評價(jià)值和主觀評價(jià)值對應(yīng)等級分?jǐn)?shù)相乘求和，獲得該項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)總分（式1），再根據(jù)之前已經(jīng)確定的各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重獲得加權(quán)總分，從而獲得該住區(qū)室外物理環(huán)境綜合評價(jià)得分（式2）。

其中，i=1，2，3，4，5，6，7；j=1，2，3，4，5

4 結(jié)果與分析

4.1 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境評價(jià)指標(biāo)體系

基于層次分析法，通過指標(biāo)篩選、權(quán)重計(jì)算等步驟，初步構(gòu)建了老舊住區(qū)室外物理環(huán)境評價(jià)指標(biāo)體系，兼顧主客觀評價(jià)，分別衡量聲、光、熱、風(fēng)等物理環(huán)境的主要參數(shù)指標(biāo)，并采用加權(quán)計(jì)算，最終形成綜合評價(jià)得分（表4）。

表4 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境評價(jià)指標(biāo)體系Tab.4 evaluation index system of outdoor physical environment in old residential districts

將三個(gè)老公房住區(qū)的7個(gè)物理環(huán)境指標(biāo)的主客觀評價(jià)填入綜合評價(jià)表，通過加權(quán)計(jì)算，獲得各項(xiàng)物理環(huán)境指標(biāo)的加權(quán)分?jǐn)?shù)，再將7項(xiàng)指標(biāo)加權(quán)分?jǐn)?shù)得到住區(qū)物理環(huán)境的總分（表5）。綜上，三個(gè)老公房住區(qū)在物理環(huán)境方面普遍存在噪聲（R1、R2）干擾較大、植被遮擋日間視線（R3）、夜間照明不均（R4）、硬質(zhì)地面占比高遮陽率低（R5）、硬質(zhì)鋪裝的反射率較低（R6）等問題。三個(gè)老舊住區(qū)中，東體小區(qū)得分高于其他兩個(gè)小區(qū)，公交新村得分最低。

4.2 隔離降噪程度

隨著汽車保有量的不斷提高以及城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，道路交通噪聲已經(jīng)成為城市住區(qū)聲環(huán)境的主要噪聲來源。在此次問卷調(diào)查中，鞍山八村、東體小區(qū)和公交新村中分別有44.44%、40%、50%的居民認(rèn)為小區(qū)隔離降噪程度較差。鞍山八村和東體小區(qū)只有部分圍墻附近種植了較為高大的喬木作為隔音的綠化屏障，隔音降噪效果較差，公交新村圍墻處則很少有種植綠化，無法起到隔音降噪作用。

4.3 室外噪聲級

通過對三個(gè)小區(qū)各個(gè)定點(diǎn)噪聲進(jìn)行測試（表6），發(fā)現(xiàn)小區(qū)中心附近的噪聲相比于靠近城市道路的測點(diǎn)噪聲低8～12 dB左右，夜間噪聲比白天噪聲低7～10 dB。通過對各個(gè)測點(diǎn)噪聲進(jìn)行相加平均得到平均噪聲級，發(fā)現(xiàn)在白天，公交新村的平均噪聲級最大，為52.6 dB；在夜間，鞍山八村和公交新村的平均噪聲級均超過44 dB，主要原因除了交通噪聲外，夜間周圍施工噪聲影響較大。白天與夜間的室外噪聲級情況評分占比均為50%。鞍山八村、公交新村的白天、夜間噪聲情況分別評為“較差”和“很差”，東體小區(qū)則均為“較差”。

4.4 道路照明效果

老公房住區(qū)因建設(shè)年代久遠(yuǎn)，路燈等環(huán)境設(shè)施老化陳舊，影響住區(qū)居民夜間活動的便利性。在問卷調(diào)查中，鞍山八村、東體小區(qū)和公交新村中分別有55.56%、56%、41.67%的居民認(rèn)為小區(qū)道路照明效果“較差”。三個(gè)小區(qū)照明設(shè)施總體上存在輻射不均的現(xiàn)象，夜間光環(huán)境差，缺少道路照明、景觀照明和標(biāo)識照明。部分公共空間、綠地系統(tǒng)中分布的步行道中缺乏必要照明設(shè)施，存在一定安全隱患，居民主觀評價(jià)“差”和“較差”的比重都在70%左右。

4.5 日照與采光效果

軟件模擬顯示三個(gè)老舊住區(qū)在大寒日及冬至日的日照小時(shí)數(shù)，發(fā)現(xiàn)因建筑層數(shù)普遍不高，公共空間及室外活動場地基本可以得到較好的陽光照射條件，粗略估計(jì)，大于60%的室外場地在大寒日中可以滿足大于連續(xù)1 h日照的要求，其中鞍山八村日照情況最好，公交新村日照情況最差。在建筑密集的區(qū)域，日照小時(shí)數(shù)稍有下降，但基本沒有出現(xiàn)太多的遮擋干擾，老舊住區(qū)內(nèi)具有較好的日照條件（圖3）。但老舊住區(qū)具有較好的日照條件并不能保證室外良好的采光環(huán)境，三個(gè)老舊小區(qū)局部常綠喬木密度較高，缺乏修剪，多棵樹冠連結(jié)的情況普遍，影響居民底層住戶的自然采光。

圖3 三個(gè)老舊住區(qū)日照模擬結(jié)果Fig.3 sunshine simulation results of the three old residential districts

4.6 硬質(zhì)地面及構(gòu)筑物的遮陽率

硬質(zhì)地面和構(gòu)筑物在白天吸收太陽輻射熱量較大，尤其在夏季對住區(qū)室外熱環(huán)境影響較大，通過遮陽，可以調(diào)節(jié)吸收熱量，從而改善微氣候。老舊住區(qū)在硬質(zhì)地面及構(gòu)筑物的遮陽情況差異較大，主要取決于住區(qū)現(xiàn)有綠化情況，尤其是高大喬木的分布形態(tài)（圖4）。鞍山八村盡管綠地面積總量占比不低，但主要零散的塊狀，少數(shù)長條狀，按正投影計(jì)算，硬質(zhì)地面及構(gòu)筑物的遮陽率在30%左右，意味著在局部形成陰影空間。東體小區(qū)內(nèi)綠化覆蓋率較高，高大喬木占比高，連續(xù)分布于主要步行空間的兩側(cè)，通過鄰近喬木枝葉的相互交錯(cuò)自然形成林蔭步行空間，按正投影計(jì)算，硬質(zhì)地面及構(gòu)筑物的遮陽率不低于50%，在夏季遮陽效果較好。相比之下，公交新村綠化面積較小，高大喬木較少，草地、灌木、低矮小冠喬木等難以對住區(qū)硬質(zhì)鋪地及構(gòu)筑物形成有效的遮陽，遮陽率低于10%。因此，鞍山對八村、東體小區(qū)、公交新村該指標(biāo)分別評為“一般”“較好”和“很差”。

圖4 三個(gè)老舊住區(qū)綠地及喬木覆蓋情況Fig.4 coverage of green space and trees in the three old residential districts

4.7 鋪裝及遮蓋物材料的反射率

地面鋪裝材料和屋頂材料的反射率對住區(qū)的室外平均輻射溫度有顯著影響。對太陽輻射反射率越大，意味著吸收太陽輻射熱量越少，高反射率的地面鋪裝和屋頂可以降低夏季高溫和改善住區(qū)微氣候。建筑屋頂材料的太陽輻射反射率是決定屋頂?shù)脽岬年P(guān)鍵參數(shù)。鞍山八村的地面類型以普通水泥路面和塊狀綠地為主，建筑屋頂部分采用淺藍(lán)色水泥瓦屋面，整體反射率較低；東體小區(qū)的地面類型以普通瀝青路面、普通水泥路面及連續(xù)條塊狀綠地為主，建筑屋頂采用深淺不同的磚紅色水泥瓦屋面；而公交新村以裸露的水泥地面和小塊草地為主，屋頂部分采用淺藍(lán)色水泥瓦屋面和淺紅色機(jī)制瓦屋面（圖5）。三個(gè)老舊小區(qū)的地面鋪裝和屋面的反射率都較低，東體小區(qū)由于綠地占比較大，情況略好。因此，評定鞍山八村、公交新村該指標(biāo)情況均為“很差”，評定東體小區(qū)該指標(biāo)情況為“較差”。

圖5 三個(gè)老舊住區(qū)屋頂及顏色Fig.5 roofs and colors of the three old residential districts

4.8 冬季建筑物周圍行人區(qū)風(fēng)速

通過軟件模擬三個(gè)小區(qū)夏季和冬季典型日的風(fēng)速和風(fēng)壓情況，發(fā)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)風(fēng)速普遍不高，但臨近城市通風(fēng)廊道或開闊空間附近的住宅附近風(fēng)速會相對較高，在建筑較為集中的區(qū)域，風(fēng)速較低（圖6）。鞍山八村冬季風(fēng)速在0.2～1.8 m/s左右；東體小區(qū)冬季風(fēng)速在0.4～2.0 m/s；公交新村冬季風(fēng)速在0.4～1.8 m/s左右。三個(gè)小區(qū)各個(gè)定點(diǎn)風(fēng)速實(shí)測數(shù)據(jù)顯示（表7），東體小區(qū)冬季建筑物周圍行人區(qū)1.5 m高度處風(fēng)速最高，為0.57 m/s，公交新村風(fēng)速最低，為0.40 m/s，鞍山八村風(fēng)速為0.48 m/s，均小于5 m/s。因此，評定鞍山八村、東體小區(qū)、公交新村該指標(biāo)情況均為“很好”。

表7 三個(gè)老公房住區(qū)風(fēng)速實(shí)測值列表Tab.7 measured values of wind speed in the three old residential districts

圖6 三個(gè)老舊住區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果Fig.6 simulation results of wind environment of the three old residential districts

5 討論

5.1 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境總體評價(jià)

從總體評價(jià)來看，老舊小區(qū)物理環(huán)境綜合評價(jià)得分較低，意味著老舊住區(qū)與當(dāng)下都市美好人居愿景存在相當(dāng)大差距。從三個(gè)典型老公房住區(qū)的橫向比較來看，老舊住區(qū)室外物理環(huán)境綜合評價(jià)的差異較大。一般來說，規(guī)模較大的老舊住區(qū)綜合評價(jià)得分較高。首先，老舊住區(qū)建筑密度和人口密度都較大，規(guī)模較大的老舊住區(qū)由于占地較大，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對公共空間、綠化等要素考慮較多，建成運(yùn)行至今，仍具有較好空間韌性，可以基本滿足居民美好人居的需求，如東體小區(qū)。其次，老舊住區(qū)的建筑以多層老舊住宅為主，物業(yè)收費(fèi)偏低，管理水平高低不齊，因此規(guī)模越小，物業(yè)管理能力越弱，越難以對住區(qū)的室外環(huán)境進(jìn)行持續(xù)的改善，如公交新村。第三，老舊住區(qū)往往交通便捷，備受租房族的青睞，常住人口流動性較大，使得持續(xù)關(guān)注住區(qū)物理環(huán)境的居民占比較少，造成內(nèi)部改善的驅(qū)動力不足?？梢姡?guī)模較小的老舊住區(qū)室外物理環(huán)境綜合評價(jià)較低，改善需求更加迫切，而規(guī)模較大的老舊住區(qū)則評價(jià)略高，改善的余地較多。

5.2 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境要素耦合

老舊住區(qū)的室外物理環(huán)境是各類要素耦合的結(jié)果，需要以系統(tǒng)理論來看待。老舊住區(qū)室外物理環(huán)境既需要深入分析內(nèi)部單個(gè)要素的影響作用，也要揭示要素之間的耦合機(jī)理，精準(zhǔn)把握不同環(huán)境要素間的相互作用。老舊住區(qū)的室外聲環(huán)境存在先天的不足，良好的綠化可以發(fā)揮隔噪、降噪作用，但不同的綠化分布形態(tài)對影響作用差異較大。聲環(huán)境實(shí)測表明：連續(xù)線狀、有一定厚度的、灌喬搭配的綠化形式降噪作用更良好；點(diǎn)狀、稀疏的綠化隔噪、降噪作用并不明顯。另一方面，老舊住區(qū)現(xiàn)有植被生長時(shí)間較長，喬木樹冠較大，與住宅距離較近，掩蓋宅前屋后場地。隨著老舊住區(qū)機(jī)動車數(shù)量的增加，老舊住區(qū)硬化地面增加明顯，壓縮了原先住區(qū)綠色植物的生長空間，導(dǎo)致老舊住區(qū)硬質(zhì)地面占比過高。因此，老舊住區(qū)室外物理環(huán)境必須以要素耦合機(jī)理為基礎(chǔ)，科學(xué)系統(tǒng)地響應(yīng)老舊住區(qū)環(huán)境改善需求。

5.3 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境修復(fù)重點(diǎn)

從三個(gè)老公房住區(qū)評價(jià)得分來看，與熱環(huán)境和聲環(huán)境分別相關(guān)的兩項(xiàng)指標(biāo)得分對評價(jià)總分的貢獻(xiàn)率均低于本身權(quán)重。鑒于兩者的較高權(quán)重，老舊住區(qū)的熱環(huán)境和聲環(huán)境是室外物理環(huán)境修復(fù)的重點(diǎn)內(nèi)容，提升空間較多，可為老舊住區(qū)室外物理環(huán)境綜合得分提供較大貢獻(xiàn)。鑒于以上修復(fù)重點(diǎn)的分析，本文從以下幾方面提出優(yōu)先修復(fù)策略。

第一，加強(qiáng)老舊住區(qū)的綠化植被日常維護(hù)和科學(xué)修剪，優(yōu)化綠化類型與形態(tài)兼顧不同季節(jié)的需求。移除部分常綠喬木以增加間距，增強(qiáng)空間的通透性；在局部更改常綠型樹木為落葉型樹木，增強(qiáng)在冬夏兩季的氣候應(yīng)變性能。

第二，老舊住區(qū)停車位改造時(shí)，應(yīng)盡可能保留高大樹木，在樹下獲得停車空間，采用透水的植草磚鋪裝；建議采用闊葉落葉喬木，在十分有限的綠地上增加夏季遮蓋率，形成連續(xù)陰涼空間。

第三，通過平改坡工程，減少屋頂對太陽輻射熱傳遞，可借鑒“冷屋面”⑤做法，采用熱反射性能較高的屋面材料，減少老舊住區(qū)中建筑屋頂?shù)牡脽?，緩解城市熱島效應(yīng)。

第四，老舊住區(qū)在臨路一側(cè)結(jié)合喬木、灌木種植綠化，形成一定厚度的綠墻，可以降低城市道路對住區(qū)室外空間的噪聲干擾。老舊住區(qū)在臨近交通干道一側(cè)采用聲屏障圍墻，減少直達(dá)住區(qū)的噪聲。

5.4 老舊住區(qū)室外物理環(huán)境修復(fù)限度

老舊住區(qū)室外物理環(huán)境的修復(fù)與新建住區(qū)環(huán)境的塑造存在重大差異。因修復(fù)老舊住區(qū)室外物理環(huán)境很大程度上受限于既有建筑分布、既有空間格局和不可改變的環(huán)境要素，所以其難以實(shí)現(xiàn)對較高標(biāo)準(zhǔn)的人居環(huán)境品質(zhì)的關(guān)注。以風(fēng)環(huán)境為例，老舊住區(qū)建筑密度普遍較高，對于室外氣流形成一定的阻礙，不利于夏季順暢地自然通風(fēng)。三個(gè)老公房住區(qū)夏季風(fēng)速普遍不高、通風(fēng)欠佳，主要原因是夏季夜間靜風(fēng)率和建筑密度都較高，這兩點(diǎn)對于老舊住區(qū)是很難改變的。

老舊住區(qū)室外物理環(huán)境要素之間存在相互制約的關(guān)系，既有環(huán)境要素對后來介入要素的效用發(fā)揮與否及其程度具有較大限制作用。如綠化可改善熱環(huán)境和聲環(huán)境，但對采光有負(fù)面影響。因此，修復(fù)的重點(diǎn)是如何發(fā)揮現(xiàn)有綠化積極作用、規(guī)避不利影響。

廣大老舊住區(qū)的室外物理環(huán)境修復(fù)缺乏多學(xué)科專業(yè)力量的介入，許多老舊住區(qū)的“修復(fù)”停留于外表面的美化和碎片化的視覺呈現(xiàn)，這也限制了老舊住區(qū)物理環(huán)境修復(fù)的科學(xué)性，因此，需要相關(guān)部門協(xié)同，針對老舊住區(qū)差異化特點(diǎn)，對其進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并提出針對性的修復(fù)策略，最大程度提升“有限修復(fù)”的工作成效。

6 結(jié)語

住區(qū)室外聲、光、熱和風(fēng)環(huán)境等深刻影響居民舒適度以及健康，是評價(jià)住區(qū)室外物理環(huán)境的重要方面。本文以上海老舊住區(qū)為研究對象，借助層次分析方法，篩選室外物理環(huán)境的評價(jià)指標(biāo)，確定各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，初步構(gòu)建了老舊住區(qū)室外物理環(huán)境綜合評價(jià)體系，提供了一個(gè)可定量評價(jià)、橫向比較的研究工具，并在三個(gè)老公房住區(qū)案例得以運(yùn)用。通過綜合評價(jià)體系，老舊住區(qū)室外物理環(huán)境現(xiàn)存問題得以定量化呈現(xiàn)，為下一步針對老舊住區(qū)室外物理環(huán)境的改善提供了重要依據(jù)和行動導(dǎo)向。

圖表來源：

圖1-2、4-5：作者拍攝、繪制

圖3、6：作者使用軟件模擬結(jié)果

表1-7：作者繪制

注釋：

① 普適性：各生態(tài)指標(biāo)在國內(nèi)外生態(tài)住區(qū)評價(jià)體系中出現(xiàn)的次數(shù)可以在一定程度上反映指標(biāo)的重要程度及普適性。

② 相關(guān)性：住區(qū)室外環(huán)境對室內(nèi)環(huán)境有重要影響，又與城市環(huán)境密切相連，部分物理環(huán)境要素（如光污染程度）需要城市或者片區(qū)范圍的改善才能有明顯成效，不是單個(gè)住區(qū)層面就能解決，還有些要素（如照明單獨(dú)控制率）與室內(nèi)環(huán)境的調(diào)控緊密相關(guān)，與室外物理環(huán)境相關(guān)性較弱，因此，指標(biāo)篩選需要考慮其應(yīng)用的相關(guān)性。

③ 適用性：主要是指初步篩選出的住區(qū)物理環(huán)境指標(biāo)對于老舊住區(qū)室外環(huán)境的不同適用程度，如室外風(fēng)環(huán)境和光環(huán)境很難通過改變建筑布局、增加大面積水景和平面綠化的方法改善，這類指標(biāo)就會排除在篩選范圍之外。

④ 針對性：構(gòu)建老舊住區(qū)室外物理環(huán)境綜合評價(jià)體系的主要目的是為度量室外物理環(huán)境要素受損狀態(tài)，從而為制定物理環(huán)境改善策略提供科學(xué)依據(jù)，具有較強(qiáng)的問題導(dǎo)向，指標(biāo)篩選必然是針對老舊住區(qū)的問題，與新建住區(qū)有較大差異。

⑤ 冷屋面是指具有高太陽能反射率、高熱輻射率的屋面。研究表明，節(jié)能效果與屋面材料的太陽反射能力密切相關(guān)，深灰色屋面只反射與太陽光有關(guān)的熱量的8%，而白色（瀝青油氈）瓦和粘土瓦的反射能力分別為25%和34%。白色金屬和水泥瓦可反射太陽能達(dá)66%和77%。