城市气候与城市规划设计

《城市气候与城市规划设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市气候与城市规划设计（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、城市气候与城市规划设计孙杰（城市与环境学院 10 城 31 10253011 ） 摘要：城市气候是城市环境的重要影响因素。 城市气候是指在大气候或区域气候的背景条件下， 由于城市化的影响而形成的一种局地气候或小气候。城市规划与城市气候有着紧密的关系，城 市建设必须以科学规划为先导，以气候规划为依据，才能为城市可持续发展与生态城市建设提 供有力保障。关键词： 城市规划；城市气候；气候因子当今世界，随着城市的数量增多以及发展规模不断扩大，城市生态环境问题 越来越多的影响到一个城市的发展，它不仅对城市的环境质量和人们的健康造成影 响，也对城市的经济生产产生了影响。人们开始对重视城市气候在城市规划中应

2、用 的思考。如何改善城市生态环境质量，促进城市的可持续发展和建设生态城市，成 为社会关注的焦点。本文对城市气候现状进行了分析，就在城市规划过程中应考虑的城市气候因子， 以及这些因素对城市规划的影响进行探讨。1. 城市气候现状分析 城市中的楼房、道路等各种建筑构成有别于郊区自然界的特殊性质的下垫面； 城市中人口密集，居民活动与生产活动对气候的影响比郊区乡村要显著得多。城市 气候就是以大气候为背景， 在城市下垫面和居民活动的共同影响下形成的。 总体上， 城市气候呈现出“五岛”的特征，即“热岛” 、“湿岛”、“干岛”、“雨岛”和“混浊 岛”。1.1 气温高，形成“热岛” 城市热岛效应是指城市中的气温

3、明显高于外围郊区的现象。资料表明：城市与 外围郊区的温度差白天可达 1C3C,夜晚可高达3C5C,甚至更多，在温度 的空间分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。热岛效应是由 于人们改变城市下垫面而引起的综合现象,在冬季最为明显,夜间比白天明显,是 城市气候最明显的特征。城市热岛效应形成的原因主要是：（1）城市下垫面对太阳辐射的吸收率大,反射率小。城市内的大量的建筑物 和道路构成以砖石、水泥和沥青等材料为主,这些材料的热容量、导热率要比郊区 自然界的下垫面大的多,所以尽管城市日照弱,但也能吸收较多的热量。（2）大气逆辐射强。城市大气污染使得城市内空气质量下降， 烟尘、SQ、NQ、

4、 CO 等含量增加,这些物质都是红外辐射的良好吸收者,致使城市大气吸收较多的 红外辐射而升温，就像保温层般半覆盖在城市上空。（ 3）人为的生产、生活释放出较多的热量。城市中拥有大量的锅炉、加热器 等耗能装置以及各种机动车辆。这些机器和人类生活活动都消耗了大量的能量，大 部分以热能形式传给城市大气空间。（4）水分蒸发耗热少。地面没蒸发 1g水，下垫面失去2.5kJ的潜热。然而城 市的雨水，大部分经过排水装置流入地下，地表水分少，蒸发少，所以城市的潜热 大，温度也高。（ 5）城市的风速小。城市密集的建筑群、纵横的道路桥梁、构成较为粗糙的 城市下垫面，因而对风的阻力增大，风速减低，热量不易散失。1.

5、2 雾多，降水多，形成“湿岛” 、“雨岛”城市降水较外围郊区多一些，且在降雨时及停雨后，因城市热岛效应使蒸发量 比郊区大，空气中水汽含量比郊区多，形成湿岛效应。除雨天湿岛外，湿岛类型还 有凝露湿岛、雾天湿岛、凝霜湿岛和雪天湿岛，在此不多做介绍。造成城市雾多、降水多的原因主要是：（1）城市热岛效应加强热力对流，促进对流降水的产生。（2）城市空气污染严重，空中悬浮颗粒物多，遇到暖湿气流，凝结核多，易 形成降水天气，甚至易形成局地暴雨。（3）城市下垫面粗糙，阻碍降水天气的移动，使得降水时间延长。1.3 相对湿度小，形成“干岛” 随着城市的发展，城市相对湿度有逐年减小的趋势，城市干岛效应也越来越明 显

6、。以上海为例，平均相对湿度从 1941-1950 的 80.9%下降为 1971-1980 的 78.6%造成城市相对湿度小的原因主要是：（1）城市下垫面的不透水性，使降水迅速变成径流。（2）植物覆盖面积小，是蒸发和蒸腾作用大为减小。（3）城市近地层垂直对流交换强，有利于水汽向高层输送，使得城市的湿度 减少。（4）城市机动车辆和燃烧过程中所排放的碳氢化合物，又会减少空气中的水 汽的含量1.4 大气污染严重，能见度低，形成“混浊岛” 城市空气混浊因子比郊区多，大气能见度较差，晴天也较少见，故称混浊岛。 城市大气的严重污染，不仅会影响到城市本身，而且可随盛行风飘到远方，造成较 大范围的影响。造成城

7、市大气污染严重，能见度低的原因主要是： （1）城市中大量燃料的燃烧、机动车辆的尾气排放是造成大气污染的主要原 因。（2）城市的相对湿度低，扬尘多，造成城市悬浮颗粒多。（3）城市内部风速较小，阻碍了污染物的扩散。2. 城市气候与城市规划设计 城市气候条件与城市规划有着紧密的联系，是影响城市规划设计的只要因素之 一。正确认识城市气候特征，对城市科学选址、城市规划设计、合理布局有着十分 重要的意义，能够有效地保障人类的安全、维护环境的健康。一个好的城市规划， 可以减少城市的大气污染，提高城市空气质量，降低城市热岛效应，改善和美化居 住生活环境。1984年 11月26-30 日世界气象组织在墨西哥城召

8、开“城市气候及其应用技术 会议” ,对城市气候的特征及其形成机制，对如何根据当地气候条件进行合理的城 市规划布局，城市建筑和城市环境保护等问题做了比较深入的研究。根据国内外气 候气象专家研究成果，城市规划设计者应适当考虑的气候因子主要有风、气温和日 照。2.1 风与城市规划设计 风是城市规划中药考虑的最重要的气象因子。良好的自然通风条件，可使工业 区的布置能够对居住区产生最小的污染。风能把有害物质输送走，同时还能起到稀 释空气中化学物质的作用。所以掌握风的时空变化规律，对规划城市工业区（或城 市污染区）和生活居住区布局是特别重要的。一直以来，我国城市规划布局都是以年均风向频率玫瑰图作为确定城市

9、工业区 和生活居住区相对位置的依据。一般认为，在城市规划中，应该把工业区放置于盛 行风的下风向，居住区放置于盛行盛行风向的上风向。但近年来，国内外许多城市 气象工作者研究发现，这种单一的依据存在着明显的偏差。中国气象局朱瑞兆先生 对我国城市气候研究后得出结论，如从某城市年均风向频率玫瑰图看，全年盛行南 风，但实际上夏季盛行南风， 冬季北风的风向频率也很高， 形成冬夏对吹的局面 。 如果按常规仅依据年均风向频率玫瑰图 , 将工业区布置在南部下风区，到冬季，生 活区必将饱受大气污染之苦。因此，工业区应选择最小风向频率方向，只有这样才 能使从该方向来的污染机会最小。另外 , 对于高大建筑，还应考虑近

10、地层风随高度的变化。我国城市都处于北半 球，根据地转偏向力原理，风随高度增加一般有右偏的趋势，风速随高度增加而增 大。风压是建筑设计的基本荷载之一，其取值大小对建筑工程，特别是对高层建筑 和高耸构筑物的经济与安全有着密切的关系。风压是垂直于风向的单位面积上所受 到的压强 , 单位是 kN /m2 ，用风速估算风压常用的关系式为：W = V2/ 1600式中 W 为风压 , V 为风速。可见风压与风速的平方成正比。2.2 气温与城市规划设计近几年，随着城市人口不断增加 , 城市规模不断扩大，市中心高大建筑群日益 密集，人工热源的排放、大面积的混凝土路面和建筑群放出大量的热量，改变了局 地环流和热

11、量收支，使城市温度高于郊区，称为城市热岛。城市中热的空气产生上 升运动，四周郊区较冷空气流向城市中心，称为城郊风。城郊风成为市区受城郊污 染源污染的一个原因。因此，城市规划设计应采取相应的措施，比如通过植树形成 防护林带、增加城市绿化面积和适当引入水系等，降低城市热岛效应，改善和美化 居住环境。2.3 日照与城市规划设计室内光照能杀死细菌或抑制细菌发育， 满足人体生理需要， 改善居室微小气候。 为了保证室内有必要的日照时间，应使建筑物群内每一栋建筑保持适宜的朝向和间 距。日照是影响房屋朝向的因素之一，北半球中高纬地区房屋多座北朝南，楼间距 至少应从满足楼底层的日照考虑。建筑日照间距，是由建筑用地地形、建筑朝向、 建筑高度以及当地的地理纬度和日照标准等诸因素确定的。平坦地面日照间距计算 公式为：D0=Ho x ctg (h)x cos (A)式中，DO为日照间距，Ho为前栋建筑物计算高度，h为太阳高度角，A为后栋建筑 物墙体法线与太阳方位的夹角。当建筑物为南北向平行布局时，可用上式计算。按 照城市居住区规划设计规范要求，城市房屋间距应以冬至日底层窗台面 ( 房子 最底层窗户，指距室内地坪0.9 m高的外墙位置),日照时间不得低于2h为最低标 准。参考文献：