关键词:
微气候
热舒适度
ENVI-met
规划设计
观山湖公园
摘要:
气候在风景园林的构建和发展历程中起着至关重要的角色。面对全球变暖、气候巨变等环境问题,较高的室外热舒适环境已成为公众日益关注的热点话题,而作为在城市中尤为重要的公共开放空间——城市公园是调节气候的关键。近年来,关于微气候的研究主要是围绕公园环境微气候效应在数值模拟技术的研究。本研究以观山湖公园为研究区,实地监测了公园不同季节/时节的微气候,探讨各类经过构成要素如何影响热舒适度,以及城市公园微气候效应与其对人类舒适度的影响存在某种程度的相关性。借助于ENVI-met软件工具,我们进行了详细的数值模拟。这有助于我们深入了解公园景观的各种构成元素及其比例,并进一步探索它们与城市公园绿色地带的微气候效应以及人们的舒适度之间的紧密关联。最后,基于地方性、综合性和人本性原则,对公园内热舒适性较差的民族大联欢广场的热舒适度进行了优化设计。主要研究结果如下。
(1)对观山湖公园进行实地监测,获取各样点各构成要素的微气候数据,从而对其进行数据研究与分析。在夏季和秋季,公园内微气候以及人体舒适度受构成要素的显著影响,具体表现为:夏季在空气温度、降温强度及人体舒适度有着显著的影响,增湿强度受到的影响差异不明显;秋季增湿强度极显著,其中水体要素与其他要素有着显著差异。夏季最低温度出现在水体,秋季的则出现在林地,而相对湿度的最低值出现部分夏季和秋季相同,夏秋两季的相对湿度最低值出现在硬质铺装。整体看降温增湿表现上,夏季降温林地最强,各类构成要素的降温强度依次是林地林地(-0.36±0.65℃),具体表现出林地(-0.36±0.65℃)>草坪(-0.51±1.54℃)>硬质铺装(-0.6±0.71℃)>水体(-4.21±1.02℃);秋季林地最强。而增湿效果中,夏季则是草坪最强。夏季的人体舒适度改善效果表现出各类构成要素存在显著差异(F=17.565,p<0.01)。研究结果表明,在秋季观察时段,人体舒适度指数THI<21.1,反映出人体处于一个舒适度状态。
(2)基于ENVI-met软件进行数值模拟与分析,为验证样地实测微气候值是否具有可行性,对温湿度的均方根误差RMSE值和平均绝对百分比误差MAPE值计算得分别得到对应数据,其中RMSE值为0.84℃和2.5%,而MAPE值则分别为2.4%和5.16%。这些数据为模型的预测性能提供了精确的量化指标。在公园面积不变的情况下,绿地覆盖率的增加对公园的降温增湿及人体舒适度有着积极影响。林地的覆盖范围增加,空气温度下降0.02℃,人体舒适度指数提升0.19作用;样地内绿地面积增加15%,空气温度降低0.05℃,人体舒适度指数下降0.29。总的来说,在绿地覆盖率增加的情况下,空气温度会有一定程度的下降,对人体舒适性来说,较硬质铺装效果更好。在样地内将15%硬质铺装转换替换为水体面积,结果显示会使人体舒适度降低0.26左右。在模拟研究面积不变的情况下,林地覆盖范围增加、绿地面积的增加或水体替代硬质铺装等改变都能使得空间的降温、增湿效果提高,人体舒适水平提高。
(3)在前述分析基础上,对观山湖公园分析发现民族大联欢广场的热舒适性较差,故选取该场地通过精确的现场测量与ENVI-met模拟仿真技术,获取了城市公园样地的详尽可视化信息,为后续的景观设计与优化提供了有力的数据支持。对植物、坚硬地面、水资源和草坪等多种空间配置的研究,特地针对城市公园的热舒适度进行了精细的优化设计。