■ 冶建明

王 玉

朱夢(mèng)夢(mèng)

0 引言

進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，各地城市化發(fā)展迅猛，環(huán)境問(wèn)題也日益突出，特別是干旱地區(qū)，形勢(shì)嚴(yán)峻。為提升城市空間品質(zhì)，“十三五”規(guī)劃綱要把建設(shè)和諧宜居城市作為重要內(nèi)容，提出“統(tǒng)籌生產(chǎn)、生活、生態(tài)三大布局，提高城市發(fā)展的宜居性”；“十四五”規(guī)劃中又進(jìn)一步明確“以人為核心的新型城鎮(zhèn)化”，提出優(yōu)化國(guó)土空間布局，推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生。至此，構(gòu)建生態(tài)宜居城市空間成為城市建設(shè)和發(fā)展的重要目標(biāo)。城市設(shè)計(jì)作為城市建設(shè)的先導(dǎo)性工作，起到前瞻性、決策性作用，是宜居城市空間創(chuàng)建過(guò)程中的重要保障[1]。因此，探討具有科學(xué)價(jià)值、宜居導(dǎo)向、生態(tài)環(huán)保的城市設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方法尤為必要。

從20 世紀(jì)末開(kāi)始，國(guó)內(nèi)學(xué)者以生態(tài)宜居、綠色科學(xué)的城市設(shè)計(jì)理論為導(dǎo)向，開(kāi)展低碳環(huán)保的城市空間實(shí)踐研究。以吳良鏞[2]、齊康[3]、王建國(guó)[4]等為代表的大量學(xué)者，分別從人居環(huán)境科學(xué)、生態(tài)城市理論、綠色城市設(shè)計(jì)等方面，對(duì)城市空間設(shè)計(jì)方法展開(kāi)討論；鄔尚霖等[5]重視城市設(shè)計(jì)要素在功能導(dǎo)向方面，針對(duì)城市物理空間舒適度的評(píng)價(jià)，聚焦中小尺度街區(qū)層面空間要素與城市空間形態(tài)之間的關(guān)聯(lián)；牛強(qiáng)等[6]認(rèn)為定量分析有助于提高城市設(shè)計(jì)對(duì)象的科學(xué)性和可實(shí)施性，遂基于文獻(xiàn)研究法，梳理定量指標(biāo)和常用方法，以促進(jìn)該領(lǐng)域的研究。

當(dāng)前，城市空間設(shè)計(jì)結(jié)合城市氣候?qū)W的人居環(huán)境研究已成為熱點(diǎn)，且呈現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，有利于城市空間向更安全、更生態(tài)、更健康的方向發(fā)展[7]。但由于我國(guó)大多數(shù)城市空間形態(tài)在城市規(guī)劃[8]管理體系下快速形成，缺乏對(duì)干旱地區(qū)的城市風(fēng)熱環(huán)境問(wèn)題的系統(tǒng)關(guān)注。吐魯番市作為我國(guó)干旱地區(qū)形態(tài)學(xué)和氣候?qū)W的特色城市，對(duì)其風(fēng)熱環(huán)境的形態(tài)學(xué)研究具有重要標(biāo)本價(jià)值。本文即以吐魯番為例，以風(fēng)熱環(huán)境下的干旱地區(qū)城市設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)為切入點(diǎn)進(jìn)行探討，以期緩解干旱地區(qū)由于自然生態(tài)環(huán)境對(duì)城市空間建設(shè)所帶來(lái)的限制性，為城市設(shè)計(jì)發(fā)展提供可靠參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

新疆吐魯番市擁有獨(dú)特的地理自然環(huán)境，城市空間發(fā)展受到地域資源和自然環(huán)境的制約，是當(dāng)前城市發(fā)展、人口密度增長(zhǎng)較為緩慢的地區(qū)之一。該市夏季干熱、多風(fēng)沙，氣溫年較差和日較差均大，年均降水量常低于20 mm，年均蒸發(fā)量則高達(dá)3 000 mm 以上，土地荒漠化嚴(yán)重，屬于典型的大陸性暖溫帶荒漠氣候。全市由北向南劃分為3 個(gè)區(qū)域：北部是海拔高度在1 000～5 445 m 之間的山區(qū)地貌；中部為高昌區(qū)主要的土地利用區(qū)域；南部主要用于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)，可通往庫(kù)魯塔格山，大部分區(qū)域是棕色荒漠土為未利用地[9]。

建國(guó)至今，吐魯番市在建設(shè)過(guò)程中不斷嘗試著城市空間形態(tài)的拓展和轉(zhuǎn)變，本文選取其中3 個(gè)時(shí)期的城市空間設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

（1）1975 年吐魯番城市空間設(shè)計(jì)方案（方案Ⅰ）：新城區(qū)和老城區(qū)形成雙組團(tuán)[10]。以老城區(qū)為重要發(fā)展區(qū)域，新城區(qū)則作為城市發(fā)展的輔助功能區(qū)域，同時(shí)以高昌路和團(tuán)結(jié)路為城市主要道路，形成兩點(diǎn)區(qū)域聚集（圖1）。

（2）1997 年吐魯番城市空間設(shè)計(jì)方案（方案Ⅱ）：以老城區(qū)、新城區(qū)、新站區(qū)形成三組團(tuán)。老城區(qū)依舊作為城市的核心區(qū)塊，以居住、文旅及服務(wù)業(yè)用地為主；建設(shè)用地以高昌路為中心不斷向南、北方向拓展，在新城區(qū)和老城區(qū)之間形成銜接（圖2）。

圖2 風(fēng)速模擬

（3）2020 年吐魯番城市空間設(shè)計(jì)方案（方案Ⅲ）：形成老城區(qū)、新城區(qū)、新站區(qū)、生態(tài)產(chǎn)業(yè)區(qū)等4 個(gè)城市組團(tuán)。在1997 年方案基礎(chǔ)上，向東、西方向拓展，主要集中在吐魯番中部地區(qū)（圖3）。

圖3 溫度模擬

圖5 PMV 模擬

2 研究方法

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

城市空間環(huán)境舒適度是城市自然環(huán)境條件與后臺(tái)建成環(huán)境共同作用的結(jié)果[11]，此類評(píng)價(jià)大多針對(duì)城市或街區(qū)尺度展開(kāi)，且主要關(guān)注城市容積率、建筑密度、建筑高度等物理環(huán)境指標(biāo)[12]。城市空間形態(tài)的構(gòu)成要素可歸納為自然要素、城市要素、生態(tài)要素三類，這也是城市設(shè)計(jì)要素的主要內(nèi)容，是城市設(shè)計(jì)工作中最基礎(chǔ)的指標(biāo)[13]，對(duì)城市空氣流動(dòng)、熱島效應(yīng)等具有直接影響。

本研究聚焦中小尺度[14]的城市空間形態(tài)要素組合，提取與城市物質(zhì)空間形態(tài)密切相關(guān)的要素[8]，按照地形特征、建筑組團(tuán)形式、植物密度等層面分類歸納，制定基于自然、城市和生態(tài)三要素評(píng)價(jià)的干旱地區(qū)隔熱、保濕空間環(huán)境設(shè)計(jì)目標(biāo)（表1）。

表1 物理環(huán)境的相關(guān)城市設(shè)計(jì)要素

2.1.1 自然要素

自然要素包括地形特征和地面高程兩方面。城市自然資源環(huán)境的合理利用，是影響城市微氣候的基礎(chǔ)條件[15]。本研究利用吐魯番市的地形地貌特征，結(jié)合城市特色與自然風(fēng)貌要素進(jìn)行融合設(shè)計(jì)。干旱地區(qū)的自然空間形態(tài)包括水源、綠洲、山地、丘陵等，對(duì)調(diào)節(jié)城市空間微氣候具有顯著作用，有利于緩解城市熱島效應(yīng)，應(yīng)對(duì)其予以最大程度的保留并系統(tǒng)利用[15]；同時(shí)，在滿足城市功能需求的前提下，最大化利用地形優(yōu)勢(shì)來(lái)增加地區(qū)風(fēng)力，達(dá)到降溫效果。

自然要素評(píng)價(jià)即通過(guò)分析城市選址坡度等利于隔熱保濕的原則，判斷城市選址的海拔高低，根據(jù)兩者之間的相關(guān)性進(jìn)行分類定性打分評(píng)價(jià)。

2.1.2 城市要素

城市要素層面可劃分為建筑組團(tuán)形式、開(kāi)放空間綠地及下墊面材質(zhì)布置、遮陰程度等指標(biāo)，其中包括城市干道布置、建筑密度等形態(tài)細(xì)化指標(biāo)。建筑組團(tuán)形式是主要的城市空間影響要素，街區(qū)組團(tuán)空間形態(tài)與城市空間所形成的“風(fēng)廊”，對(duì)通風(fēng)隔熱有顯著效果[16]。開(kāi)放空間綠地布置也是城市設(shè)計(jì)的重要組成部分，對(duì)于干旱地區(qū)來(lái)說(shuō)，開(kāi)放空間綠地作為人類活動(dòng)空間的載體，應(yīng)注意夏季植物遮陰與公共開(kāi)放空間的聯(lián)系，將公共開(kāi)放空間與水土保濕進(jìn)行聯(lián)合組織。開(kāi)放綠地空間下墊面也是決定人體舒適度的重要指標(biāo)之一，當(dāng)綠地、水體的占比增高，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境起到顯著的隔熱、保濕作用。此外，街區(qū)建筑、樹(shù)木的遮陰程度也是干旱地區(qū)重要的關(guān)聯(lián)風(fēng)熱環(huán)境要素。

城市要素評(píng)價(jià)就是根據(jù)建筑組團(tuán)形式和風(fēng)向，以及道路交通布置的稀疏程度，評(píng)價(jià)其對(duì)于城市街道層峽的影響，從而判斷城市風(fēng)向的流暢度；根據(jù)對(duì)干旱地區(qū)開(kāi)放空間的綠地布置、建筑朝向、下墊面的處理方式以及建筑和植物的遮陰程度，分別判定開(kāi)放空間所形成的綠地范圍是否有利于城市隔熱保濕，并進(jìn)行定性評(píng)價(jià)打分。

2.1.3 生態(tài)要素

生態(tài)要素反饋人類活動(dòng)和自然環(huán)境所產(chǎn)生的影響，其中與風(fēng)熱環(huán)境相關(guān)聯(lián)的要素包括兩個(gè)方面，即：綠地水體分布和植物密度。綠地水體分布可最大化呈現(xiàn)該地區(qū)的蓄水保濕能力；植物及河流分布則對(duì)熱舒適度具有顯著影響[17]，且植物密度可形成郁閉度最大化，是街區(qū)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。

生態(tài)要素評(píng)價(jià)便是根據(jù)綠地水體分布比例以及植物種類的密度，對(duì)城市綠地生態(tài)進(jìn)行定性評(píng)價(jià)打分。

2.2 評(píng)價(jià)權(quán)重

采用國(guó)內(nèi)外常用的城市設(shè)計(jì)方案主觀定性評(píng)估法[18]，先根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的具體要求選定若干個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目，再制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)城市設(shè)計(jì)的各類物理要素進(jìn)行權(quán)重分配。同時(shí)，根據(jù)城巿?jiān)O(shè)計(jì)不同階段評(píng)價(jià)的目的，進(jìn)行權(quán)重設(shè)定（表2）。

（1）設(shè)計(jì)前期階段：根據(jù)城市自然選址的優(yōu)劣，加大自然要素的權(quán)重比例。

（2）構(gòu)思中期階段：偏向于城市要素權(quán)重設(shè)定，側(cè)重城市空間設(shè)計(jì)方案對(duì)干旱地區(qū)隔熱保濕的引導(dǎo)。

（3）決策后期階段：平均分配各類要素權(quán)重，重點(diǎn)在于校驗(yàn)不同要素對(duì)干旱地區(qū)形成風(fēng)熱環(huán)境優(yōu)化的共同作用。

3 實(shí)證研究

3.1 自然要素評(píng)價(jià)

在自然要素方面，重點(diǎn)判斷吐魯番市不同時(shí)期的地形特征與艾丁湖的呼應(yīng)程度，即：判斷方案中是否利用地形地勢(shì)對(duì)城市的隔熱進(jìn)行合理規(guī)劃；在地面高程方面是否選取較為平緩的地區(qū)作為城市建設(shè)用地（表3）。

表3 自然要素評(píng)價(jià)過(guò)程

3.2 城市要素評(píng)價(jià)

在城市要素方面：①以吐魯番夏季盛行西北風(fēng)為基礎(chǔ)，判斷建筑組團(tuán)形式與風(fēng)向的耦合關(guān)系；②按照吐魯番市常見(jiàn)組團(tuán)的隔熱保濕優(yōu)劣順序，分別對(duì)綠地、點(diǎn)式高層建筑、大體量公共建筑、圍合式中高層、生土民居等分類型判定評(píng)分；③根據(jù)吐魯番城市主要街道布置，判斷其城市干道是否具有散熱和保濕的合理性，進(jìn)行定性評(píng)分；④對(duì)開(kāi)放綠地的面積與物種豐富程度、下墊面處理方式、建筑密度與風(fēng)向耦合的一致性、以及喬木和灌木在街道、居住區(qū)的設(shè)置方式等，進(jìn)行打分評(píng)價(jià)（表4）。

表4 城市要素評(píng)價(jià)過(guò)程

3.3 生態(tài)要素評(píng)價(jià)

在生態(tài)要素方面，將生態(tài)分為綠地和水體兩部分。首先，根據(jù)城市綠地水體分布及占比對(duì)城市選址布局的合理性，判斷城市綠地的保水效果；其次，判斷公共綠地對(duì)原有植物品種的留存及植物種植密度是否合理，并在控制詳細(xì)規(guī)劃中計(jì)算綠地、水體的大致占比；最后，進(jìn)行定性打分評(píng)價(jià)（表5）。

表5 生態(tài)要素評(píng)價(jià)過(guò)程

3.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

參照不同階段權(quán)重設(shè)定表（表2），對(duì)城市空間設(shè)計(jì)各類組成部分的權(quán)重賦值并均衡分布，將三要素取值占比設(shè)定為1/3，著重探討城市空間要素設(shè)定與風(fēng)熱環(huán)境模擬結(jié)果之間的規(guī)律。從表6 可以看出，折算得分最高的是為方案Ⅲ（3.988 分），其次為方案Ⅱ（3.053 分），得分最低的是方案Ⅰ（2.612 分）；則3 個(gè)時(shí)期關(guān)于風(fēng)熱環(huán)境應(yīng)對(duì)的優(yōu)劣程度依次為：方案Ⅲ、方案Ⅱ、方案Ⅰ。其中，方案Ⅲ的優(yōu)勢(shì)較為明顯，從時(shí)間發(fā)展歷程來(lái)看，吐魯番的城市空間建設(shè)在社會(huì)發(fā)展中逐漸進(jìn)步。

表6 要素內(nèi)容評(píng)價(jià)結(jié)果

在方案Ⅰ時(shí)期，吐魯番的城市建設(shè)以適應(yīng)自然生態(tài)環(huán)境為主，居住用地大多為生土建筑聚集地，城市公共建筑以文物古跡為主。城市內(nèi)部交通干道簡(jiǎn)單，主要以高昌路和團(tuán)結(jié)路為主，主要道路呈現(xiàn)“T”字形。城市綠化以城市外圍防風(fēng)林、城市農(nóng)林地為主，內(nèi)部綠化僅為聚落庭院中的綠化。因此，這一時(shí)期的城市空間設(shè)計(jì)要素評(píng)分最低。

在方案Ⅱ時(shí)期，吐魯番市向較好的自然生態(tài)環(huán)境地區(qū)擴(kuò)展，居住用地出現(xiàn)多種形式，以磚混結(jié)構(gòu)和低層建筑為主。城市內(nèi)部交通向南北方向拓展，以3 條主干道向外分散，形成方格網(wǎng)狀道路。城市綠化除原有防風(fēng)林、城市農(nóng)林地外，內(nèi)部以道路綠化為主，并新建公園、廣場(chǎng)等不同類型綠地，綠化覆蓋率相較方案Ⅰ時(shí)期顯著提高。因此，方案Ⅱ時(shí)期的城市空間設(shè)計(jì)要素評(píng)分升高。

在方案Ⅲ時(shí)期，吐魯番城市建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，更加注重自然生態(tài)與城市的融合發(fā)展，構(gòu)建了農(nóng)田融合城市發(fā)展框架。城市遠(yuǎn)離白楊河風(fēng)口帶，開(kāi)始向水源充足地靠近，并向東西走向拓展。城市內(nèi)部交通體系基本構(gòu)建形成，道路交叉布局合理。城市綠化除防風(fēng)林、農(nóng)林地以外，城市道路綠化形成景觀廊道，公園綠地與廣場(chǎng)綠地形成綠地斑塊。

3.5 微氣候模擬

3.5.1 模型構(gòu)建及氣象數(shù)據(jù)獲取

針對(duì)干旱地區(qū)特點(diǎn)，選用ENVImet 軟件進(jìn)行微氣候環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)，便于實(shí)現(xiàn)風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境的比較。通過(guò)對(duì)比風(fēng)環(huán)境、熱環(huán)境及人體舒適模型的方法，對(duì)城市空間環(huán)境進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，以便更好地進(jìn)行要素系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)校驗(yàn)。

選定模擬區(qū)域空間范圍為7 500 m×7 500 m×100 m， 以 方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ的不同城市空間布局，構(gòu)建吐魯番城市空間模型，并以中尺度模擬分析其人體熱舒適性模型?？紤]到研究尺度較大，自然組成部分與生態(tài)組成部分基本重合，因此統(tǒng)一進(jìn)行模擬。為了更好研究風(fēng)熱環(huán)境下的干旱地區(qū)城市空間模擬，選取吐魯番最熱時(shí)期（8 月）的天氣數(shù)據(jù)，以全天最熱時(shí)間段16:00—18:00進(jìn)行模擬。

3.5.2 模擬結(jié)果分析

根據(jù)上述研究條件設(shè)定，對(duì)風(fēng)速、溫度、濕度、人體熱舒適性（PMV）進(jìn)行模擬分布實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖2～5 所示。

（1）風(fēng)速模擬分析。模擬環(huán)境初始風(fēng)速根據(jù)吐魯番市區(qū)當(dāng)日平均風(fēng)速設(shè)定為2.0 m/s。方案I 在生土建筑集中分布區(qū)域平均風(fēng)速為1.70 m/ s，在中高層建筑密集區(qū)平均風(fēng)速為0.60 m/s；其風(fēng)速最小值為0.40 m/s、最大值為1.90 m/s。方案Ⅱ在低矮建筑集中分布區(qū)域的平均風(fēng)速為1.70 m/s，在高層圍合建筑密集區(qū)域的平均風(fēng)速為0.29 m/ s，在植物與高層建筑穿插的街道平均風(fēng)速為0.86 m/s；其風(fēng)速最小值為0 m/s、最大值為1.93 m/s。方案Ⅲ在低矮建筑密集區(qū)域的平均風(fēng)速為1.71 m/ s，在高層建筑密集區(qū)域的平均風(fēng)速為0.59 m/s，在植物與高層建筑穿插的街道平均風(fēng)速為1.06 m/s；其風(fēng)速最小值為0.35 m/s、最大值為1.96 m/ s。3 個(gè)方案在城市建設(shè)空間密集區(qū)域中，風(fēng)速由高至低排序?yàn)椋悍桨涪瘢痉桨涪螅痉桨涪颉?/p>

（2）溫度模擬分析。模擬環(huán)境大氣溫度根據(jù)吐魯番市區(qū)當(dāng)日最高溫度設(shè)定為43 ℃。方案Ⅰ在低矮建筑和農(nóng)田聚集區(qū)域的平均氣溫為39.75 ℃，其余荒土區(qū)域均溫為39.70℃；其溫度最小值為39.53℃，最大值達(dá)到41.14 ℃。方案Ⅱ在水源區(qū)域的平均溫度為39.20 ℃，在周邊農(nóng)田種植區(qū)域的平均溫度為39.65℃，在低矮建筑和公共建筑周邊區(qū)域的平均氣溫為39.40℃；其溫度最小值為38.91 ℃，最大值達(dá)到41.15℃。方案Ⅲ在水源區(qū)域平均溫度較低為39.15℃，在農(nóng)田種植區(qū)域平均氣溫為39.62℃，在建筑密集和植物密集區(qū)域平均氣溫為39.39℃；其溫度最小值為38.93℃，最大值達(dá)到41.13℃。3 個(gè)方案在城市建設(shè)空間密集區(qū)域中，溫度由低至高排序?yàn)椋悍桨涪螅挤桨涪颍挤桨涪瘛?/p>

（3）濕度模擬分析。模擬環(huán)境相對(duì)濕度根據(jù)吐魯番市區(qū)當(dāng)日最高溫時(shí)的濕度設(shè)定為10%。方案Ⅰ在農(nóng)田周邊相對(duì)濕度平均值為12.7%，其余荒土區(qū)域相對(duì)濕度平均值為12.13%；其相對(duì)濕度最小值為11.02%，最大值達(dá)到12.26%。方案Ⅱ在農(nóng)田和植被聚集區(qū)域相對(duì)濕度平均值為12.28%，在水域相對(duì)濕度平均值較高，為14.14%；其相對(duì)濕度最小值為11.18%，最大值達(dá)到14.46%。方案Ⅲ在農(nóng)田種植密集區(qū)域相對(duì)濕度平均值為12.27%，在景觀廊道和公園綠化區(qū)域相對(duì)濕度平均值為13.50%，街道綠化相對(duì)濕度平均值為12.60%，在水域相對(duì)濕度平均值較高，為14.87%；其相對(duì)濕度最小值為11.04%，最大值達(dá)到15.30%。3 個(gè)方案在城市建設(shè)空間密集區(qū)域中，相對(duì)濕度由高至低排序?yàn)椋悍桨涪螅痉桨涪颍痉桨涪瘛?/p>

（4）PMV模 擬 分 析。 方 案Ⅰ在中高層建筑區(qū)域PMV值均為3.43，在生土建筑和磚混建筑密集區(qū)域PMV值均為3.49，農(nóng)田種植區(qū)域PMV值均為3.59；其PMV值最小為3.27，最大為3.86。方案Ⅱ在公共建筑區(qū)域PMV值均為3.31，在建筑密集區(qū)域PMV值均為3.53，在街道綠化與公園綠地區(qū)域PMV值均為3.46；其PMV值最小為3.07，最大為3.87。方案Ⅲ在中高層建筑和水體區(qū)域PMV值均為3.39，在建筑和植物穿插街道處PMV值均為3.31，公園綠地和景觀廊道PMV值均為3.43；其PMV值最小為3.25，最大為3.83。3 個(gè)方案在城市建設(shè)空間密集區(qū)域中，PMV值由低至高排序?yàn)椋悍桨涪螅挤桨涪颍挤桨涪?，即方案Ⅲ最舒適，方案Ⅱ次之，方案Ⅰ舒適性最差。

4 結(jié)論

吐魯番是典型干旱地區(qū)具有荒漠氣候形態(tài)學(xué)和氣候?qū)W的特色城市，其3 個(gè)時(shí)期呈現(xiàn)的城市空間形態(tài)和自然環(huán)境適應(yīng)機(jī)制，結(jié)合該地夏季熱環(huán)境氣候極具代表性，具有風(fēng)熱環(huán)境的典型特征。本研究基于吐魯番市3 個(gè)不同時(shí)期的城市空間形態(tài)，結(jié)合要素評(píng)價(jià)法，對(duì)城市設(shè)計(jì)展開(kāi)定量分析，得到以下評(píng)價(jià)結(jié)果。

自然要素方面，方案Ⅰ折算得分最高（1.237）。方案Ⅰ在靠近綠洲水源處布局，沿平緩地形順勢(shì)建設(shè)，整體區(qū)域海拔較低且地勢(shì)平緩，有利于人的居住和自然風(fēng)導(dǎo)向；方案Ⅱ在方案Ⅰ城市布局基礎(chǔ)上向南北方向拓展，部分靠近山體的荒土對(duì)居住環(huán)境影響較大，建設(shè)用地密集；方案Ⅲ又在方案Ⅱ基礎(chǔ)上向東西方向拓展，更靠近水源，但遠(yuǎn)離了風(fēng)口帶。在微氣候模擬校驗(yàn)中，風(fēng)速明顯是方案Ⅰ最高。

城市要素方面，方案Ⅲ折算得分最高（1.348）。方案Ⅲ在建筑組團(tuán)上多為零散分布的中高層建筑，有利于風(fēng)廊形成；方案Ⅱ高層建筑多，因密集分布導(dǎo)致風(fēng)廊無(wú)法形成，城市建設(shè)區(qū)域風(fēng)速偏低；而方案Ⅰ由于建筑低矮且沒(méi)有完善的防風(fēng)沙措施，風(fēng)速較高，低矮建筑的PMV值最大，給人造成不舒適感。在開(kāi)放空間綠地和綠化所形成的下墊面中，方案Ⅲ占比最高，其PMV值在公共綠地空間、景觀廊道上相對(duì)較低（3.43），人體感覺(jué)較為舒適；并在高層建筑與街道綠化交叉區(qū)域達(dá)到最小（3.25），舒適感更強(qiáng)。另外，方案Ⅱ因建筑密集產(chǎn)生遮陰效果，與部分街道綠化發(fā)生交叉，PMV值為3.46，較為舒適。由此可見(jiàn)，要素系統(tǒng)評(píng)價(jià)和微氣候模擬結(jié)果一致，3 個(gè)時(shí)期的城市空間設(shè)計(jì)方案中，方案Ⅰ＜方案Ⅱ＜方案Ⅲ。

生態(tài)要素方面，方案Ⅲ折算得分最高（1.485）。方案Ⅲ增加城市道路綠化形成景觀廊道，使公園綠地與廣場(chǎng)綠地形成綠地斑塊，更靠近水源地，城市綠化覆蓋率達(dá)到41%；方案Ⅱ雖新建公園綠地等，但綠化范圍不廣泛，且未靠近水源地建設(shè)；而方案Ⅰ除農(nóng)田綠地和庭院綠化外，均無(wú)綠化。在微氣候模擬校驗(yàn)中：空氣溫度為方案Ⅲ＜方案Ⅱ＜方案Ⅰ；相對(duì)濕度為方案Ⅰ＜方案Ⅱ＜方案Ⅲ；且方案Ⅲ在綠化區(qū)域的PMV值最低，即舒適性最強(qiáng)。

總體來(lái)看，20 世紀(jì)70 年代的吐魯番城市基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模小，城市空間聚集較小且建筑組團(tuán)形式少，無(wú)過(guò)多城市綠化；隨著城市空間建設(shè)逐漸擴(kuò)大，城市開(kāi)始向水源地建設(shè)，增添城市綠化環(huán)境，城市的集中建設(shè)區(qū)為典型城市空間形態(tài)。在城市要素的細(xì)化指標(biāo)中，建筑密度、建筑組團(tuán)形式及開(kāi)放綠地空間極大程度地影響著人體熱舒適度，其中高層遮陰會(huì)造成人體舒適度的變化，應(yīng)重視高層建筑與植物的遮陰效果，通過(guò)對(duì)城市設(shè)計(jì)要素的控制來(lái)達(dá)成對(duì)城市公共空間的優(yōu)化。