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1、热岛效应与城市规划及城市设计王佳08 资源 2 班热岛效应与城市规划及城市设计王佳08 资源 2 班【摘要】热岛效应对城市环境带来的危害越来越引起人们的关注，现代城市规划和设计应对此给予足够的重视，在能源规划及能源政策、城市开发建设模式、交通规划与交通政策、绿化系统的规划设计等方面采取针对性措施，有效的减缓和控制热岛效应及其所带来的负面影响。【关键词】热岛效应；城市规划；城市设计【前言】城市热岛效应是城市气候最明显的特征之一。随着城市化的不断推进，城市热岛效应也随之越来越明显，越来越广泛。因此，针对城市热岛效应的影响及如何在城市规划中减小城市热岛效应的研究显得非常必要和紧迫。本文着重研究城市热
2、岛效应的原因和影响，以及对乌鲁木齐等地区的城市设计与规划中关于应对城市热岛效应的部分进行分析，从而得出城市针对城市热岛效应如何进行规划与设计做出一个总结。一、城市热岛效应的概念与成因1.1 城市热岛效应的概念城市气候最显著的特征之一就是热岛效应，人类很早以前就发现城市大气环境与乡村及山区具有不同的特点。 “1918 年，英国化学家 Lake Howard 在伦敦的气候一书中就论述了伦敦城市区的气温比周围农村高的现象，并把它称为城市热岛 。 ”（杨小波 吴庆书 城市生态学 （第二版） ）这是人类首次有目的、有文字记载研究城市热岛效应这一特殊气候现象城市气候最显著的特征热岛效应。人类很早以前就发现
3、城市的大气环境与乡村及山区具有不同的特点，也是人类首次关注和研究城市这一特殊气候特征的开端。Manley 于 1958 年首次提出城市热岛的概念。现在普遍认为， “城市热岛是指在气温上，城区气温高、郊区气温低的现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外的广阔地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表着高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。 ”（大众科技2008 年 12 月）热岛效应的危害是很大的，对于城市的绿化以及市民的健康都有很大的影响。而且随着城市化的不断进展，城市热岛效应也随之愈来愈明显。1.2 城市热岛效应的成因城市热岛
4、的形成，显然是与城市化的发展密不可分的，其形成的直接原因有以下四个： 首先，是城市下垫面（大气底部与地表的接触面）特性的影响。城市改变了自然界原有的下垫面，而改成了铺装地面、柏油马路、水泥路等等，此外还有各种建筑墙面等，它们共同改变了下垫面的热属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面的温度明显高于自然下垫面。而这样的改变必然会减少城市里的自然下垫面。城市的建筑、广场、道路等等大量增加，绿地、水体等自然因素相应减少，只剩下一些公园等非常稀少的自然下垫面。这样会大大的削弱自然下垫面缓解热岛效应的能力。第二，城市大气污染。城市中
5、的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等，它们使空气中的杂质增多，增强大气对地面辐射的反射作用，引起温室效应。这也同样加剧了城市热岛效应 第三，人工热源的影响。人类生产生活之中，会燃烧各种化石燃料，产生大量的热量。而且，随着城市化的发展，人口大量向城市涌入，导致城市人口密度增大，这也加重了城市热岛效应。二、城市热岛效应的影响2.1 城市热岛效应对人体健康的影响在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。 医学研究表明，环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度
6、高于 28 度时，人们就会有不舒适感；温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱；气温高于 34 度，并伴有频繁的热浪冲击，还可引发一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，高温还可加快光化学反应速率，从而提高大气中有害气体的浓度，进一步伤害人体健康。 严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作，还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此，研究削减城市热岛效应的技术方法，采取各种措施缓解热岛效应的影响，对于提高人们的生活质量，维持城市可持续发展具有重要的意义。2.2 城市热岛效应对环境的影响城区温度高，就容易造成空气上升，而郊区较冷的空
7、气又流向市区。如果郊区有工厂，那工厂中排出的污染物就会一并集中到城市的中心。这样下去，污染物就会长期的在城市中心滞留，这样会极大的破坏城市的环境质量。在“热岛效应”的影响下，城市上空的云、雾会增加，使有害气体、烟尘在市区上空累积，形成严重的大气污染。而且，城市热岛效应还会加剧天气变化的幅度，极端天气出现的频率和灾害力度也变得更大，而且城市热岛效应强度增加还会引起的关联气象效应。比如由“热岛效应”带来的城市“雨岛效应”、“雾岛效应”等等。这些气象效应都很容易造成城市的气象灾害。三、应对城市热岛效应的城市规划与设计城市热岛效应已经成为了制约城市发展的一个因素，因此在城市规划和设计中制定有效的城市规
8、划和城市设计的策略,并采取相应的措施是非常必要的。3.1 城市的能源规划在生产生活过程中，化石燃料的大量使用产生大量的热量，因此能源规划及能源政策在制定城市总体规划阶段的工作中非常重要。合理制定城市的能源规划是城市整体规划与设计的重要部分。可持续发展的观念并非仅仅是经济上的可持续发展,还应是生态环境的可持续发展,也应是社会整体的可持续发展。地球上的石油储备正一天天减少,据推测,随着亚洲的经济发展及生活水平不断向西方发达国家看齐,到 2015 年为止,全世界对石油的需求量即使保守推算每天亦将增加达 3000 万桶。尽快制定相应的能源规划及能源政策,尽可能利用不对环境造成恶劣影响,同时又能循环使用
9、的自然能源(又称绿色能源)来取代石油等化石燃料已经成为当务之急。3.2 城市交通规划与交通政策与城市开发建设模式密切相关的是城市的交通规划及交通政策。随着我国城镇居民生活水平的不断改善,私家车的普及程度也有了相当程度的提高。在西方发达国家,由于私家车的普及程度已达到相当高的水平,不少城市对其交通体系过分依赖汽车所带来的环境危害已有了较为深刻的认识,并采取了一系列的针对措施。如北京为了 2008 年奥运会，采取到了如下措施：“1、明确了 12 条城际“奥运快速通道”，确保奥运车辆优先通行，做到通过收费站无障碍行驶。2、全面加强对奥运通道交通运行的监测、预警与出行服务信息发布工作。实施“奥运快速通
10、道”全程监控，及时发布沿线公路交通流量、车辆速度、公路路况等交通运行状况。3、全力做好奥运车辆行驶途中的休息接待与服务工作。对奥运快速通道沿线的公路服务区，按照国际服务标准和风俗习惯进行改造和布置。4、做好公路交通应急处置的各项准备。由部牵头成立奥运公路交通服务保障省际协调小组，强化跨省应急处置工作，确保省际间无缝衔接。”（于鸿泽 周琳北京奥运会交通组织的经验）这些措施不仅改善了北京市的交通状况，更很好的改善了北京市的城市热岛效应。四、乌鲁木齐的城市规划与城市热岛效应在全球变暖的背景下,乌鲁木齐市气温和降水变化的周期性在时域中具有局部化特征,即某一周期性变化在某一时段明显,在另一时段则不明显,
11、表现为湿冷、干暖、干冷、湿冷、湿暖同步相互交替演变。50 年来乌鲁木齐市气候总体趋于暖湿,其降水增加的趋势明显大于温度升高的趋势,与全球及全国的增暖变湿趋势比较一致（屠其璞,邓自旺,周晓兰. 中国近 117 年年平均气温变化的区域特征研究. 应用气象学报, 1999, 10 (增刊)）4.1 城市建设用地更改乌鲁木齐市区城市建设用地平衡表面 积 （公顷） 占城市建设用地(%) 人均(m 2/人) 序号用地代号用 地 名 称 现状(1999 年)规划(2020 年)现状(1999 年)规划(2020 年)现状(1999 年)规划(2020 年)1 R 居住用地 4847.5 5812.1 29.
12、63 29.07 37.89 29.96公共设施用地 1868.8 2013.9 11.42 10.07 14.61 10.38商业金融用地 (492.1) (545.3) (3.00) (2.73) (3.85) (2.81)2 C其中 教育科研用地 (718.1) (752.4) (4.39) (3.76) (5.61) (3.88)3 M 工业用地 2984.0 3273.6 18.24 16.37 23.33 16.884 W 仓储用地 1177.1 1289.0 7.19 6.45 9.20 6.645 T 对外交通 1002.2 1088.6 6.13 5.44 7.83 5.62
13、6 S 道路广场 1043.9 1946.9 6.38 9.74 8.16 10.047 U 市政公用设施用地 983.1 1149.1 6.01 5.75 7.68 5.92绿地 1099.7 2040.5 6.72 10.21 8.60 10.518 G其中:公共绿地 （734.5） （1579.4） （4.49） (7.90) （5.74） （8.14）9 D 特殊用地 1355.1 1379.8 8.28 6.90 10.59 7.11合 计 城市建设用地 16361.4 19993.5 100.00 100.00 127.89 103.06（乌鲁木齐市城市总体规划 20002020
14、年）从上表可以看出，乌鲁木齐规划在 2020 年增大城市绿地面积将近 4 个百分比，同时，乌鲁木齐要大力建设防护林带，提高城区绿化覆盖面积，春夏秋季扩大道路洒水范围和增加洒水频度，这样通过增加自然下垫面的面积来减少城市热岛效应的影响。4.2 产业措施调整产业结构，调整工业布局，合理规划。市中心区附近的水泥厂必须外迁。关停新疆建材陶瓷厂、市地毯厂、永红针织厂等 13 家污染严重的企业。开发、利用、推广新能源，提高清洁能源所占比重。加快天然气管道输配系统建设和车用天然气及液化石油气汽车改装、加气站的建设，加大风电建设力度。加大治理汽车尾气力度，推广双燃料车、电喷发动机汽车等车型。提高现有能源的利用
15、率：包括热电联供，取缔小锅炉房，建设集中供热锅炉房和片区锅炉房，大力推广清洁能源，限制使用劣质煤，推广煤炭洗选加工及型煤。 （乌鲁木齐市城市总体规划 20002020 年）通过以上综合的对工业结构进行调整，从而将那些重型污染的企业予以关闭，减少工业对于空气的污染，从而净化大气，降低大气逆辐射，从而从工业角度来降低城市热岛效应。结语：城市热岛效应是城市气候最显著的特征之一，目前我国处于城市化飞速发展的阶段，因此我们对于减小城市热岛效应非常必要。城市热岛效应的产生和发展与城市化有着密切的关系，其成因主要是城市下垫面的性质、大气污染、人工热源。城市热岛效应对于人类健康和城市环境都有着很大的影响。我们
16、的城市规划与设计要考虑减少城市热岛效应，城市规划与设计要从产业、交通、土地建设等多种角度综合进行治理。我们要积极的引用国外或者国内先进地区的先进经验。然后转化成为符合我国实际国情的中国模式来推广到全国，服务于我国的城市化建设。参考文献：1、 城市生态学 （第二版） 杨小波 吴庆书 等 编著科学出版社 2006 年 9 月第二版，2009 年 8 月第 13 次印刷2、大众科技2008 年 12 月3、于鸿泽 周琳北京奥运会交通组织的经验4、屠其璞,邓自旺,周晓兰. 中国近 117 年年平均气温变化的区域特征研究. 应用气象学报, 1999, 10 (增刊)5、乌鲁木齐市城市总体规划 20002020 年
