气候适应性角度下河道空间城市设计的分析

有 静 杨 静

（卢氏县河山水利设计有限公司，河南 三门峡 472200）

在历史长河中，人类都有傍水而居的习惯，因此在河道沿线则建立了多座城市。水，可以被理解为是一座城市的命脉，它对于城市品格的塑造起到了推动作用，以其蜿蜒的状态提升了城市的灵动美感。对于我国的多数南方城市而言，河道的分布密度高，它们多数都承载了百余年乃至千年的记忆，而在当前的社会背景下，为了进一步推动城市的发展，有必要做好河道空间改造工作，进一步改善城市人居环境。

1 案例概况

关于本文所探讨的河道，其受到了外界盛行风以及热辐射等多重因素的影响，对此引入了Envimet 软件而展开分析工作，重点围绕风环境以及人体舒适度而进行分析，将改造前后做以对比，提出一些符合当地气候的可行改进策略，进一步给出优化模式。

为了持续提升城市的整体质量，当地政府早在2010 年亚运会前期便展开了相关工作，受当时滨水改造工程的影响，河道空间已经得到了一定的优化。关于本文所探讨的一期工程，它采取了揭盖复涌等措施，从而恢复了往日“一湾溪水绿”的状态。该区域内的用地情况较为复杂，分布有大量的居民区与商业区，且各个街区的密度较大，由于建筑形体的制约作用，遮挡通风廊道现象严重，区域内普遍表现出通风不畅的问题。如图1、图2 所示，分别为一期改造后总平面图及改造后图片。

图1 一期改造后总平面图

图2 改造后图片

2 研究模型建立

2.1 指标与方法

考虑到环境的不同，应对各类型展开对比性分析，进一步做出综合性评价。此处引入了慕尼黑人体热量平衡模型，以此为基础进一步得到了生理等效问题，建立在某一室内环境之中，此时人的体感温度将与典型室内热状态下所对应的温度达到相适的状态[1]。这样的方式一方面考虑到了气候参数，另一方面则兼顾了参数对于舒适度的影响，与此同时皮肤温度等相关内容都可以基于模型计算的方式而得到。

主要基于下述的三大环节而展开研究工作：1） 做好对改造后的现场气候勘察，此后将得到的结果导入到ENVIMET 之中，以便做进一步的校对分析，需要注意的是，此过程中边界条件的设定尤为关键；2） 围绕改造前后的风环境展开分析；3） 在上述的基础上做进一步的总结，提出可行的优化策略，且对方案的实际应用效果进行校验。

2.2 模型设计

为了便于分析，引入了ENVI-MET 这一知名的微气候模拟软件，它建立在CFD 模型的基础之上，能够对风热耦合展开计算分析，使其满足方案既定的要求。所选取的模型规格为650m×600m，对其进行网格化处理，单个网格均为5m×5m×3m。此后设置边界约束条件，以便展开数据的分析与校验工作，使其能够精准的反映出实际情况。如图3 所示，为分析模型示意图。

图3 分析模型示意图

3 河道空间对城市微气候的影响

伴随着城市的持续发展，城市物理问题尤为突出，最为常见的有热岛效应，对于河道而言则出现了空间混乱的问题，加之人类活动频率较高，所以基于合理的方式最大化的利用河道空间已经成为了迫切需要解决的问题。在本次研究工作中，重点考虑到人体舒适度这一问题，从而探讨出可行的空间优化策略，综合考虑到气候性目标，深度寻求滨水空间对于人居环境的影响机制。为了进一步展开研究，参阅了大量有关于河道空间的研究资料，得知河道空间会对城市微气候带来直接影响，并总结出如下几点原因：

1） 河道自身对气候产生的影响。对于带状滨水空间而言，它已经成为了城市极为核心的通风廊道，以滨水带为基础，加之河流的影响，可以打造出“水—绿”复合的方式，它可以有效缓解城市热岛效应，在整个城市小气候调节工作中发挥出不容忽视的作用。水体可以被视为下垫层，它的比热容处于较大值水平，白天虽然会受到日照的影响，但升温速度较慢，因此能够发挥出良好的降温效果[2]。

2） 河道给城市尺度带来的影响。在河道的影响下，会使得城市街区的布局发生改变，它能够在原本密集的城市肌理中起到点缀的作用，提升了风的对流效果，且具有优良的散热性能，能够实现对环境以及气候的有效调节。对此相关人员展开了大量的研究，表明在河道水体的影响下，会给环境带来降温增湿的效果，而这又与水体面积、布局等因素有着密切的关联。

3） 沿河道公共空间带来的气候改变。以河道为基本骨架，在其沿线区域设置了一定数量的公共活动空间，主要以点状以及带状的形式为主，在此影响下能够形成疏散风，进而缓解城市热岛效应[3]。但对当前河道空间设计现状进行分析得知，普遍存在大型公共空间衔接不足的问题，且滨水空间与城市表现出失联的现象，虽然设置有一定规模的绿植，但植被的设置合理性欠佳，在对下垫面进行处理时所采取的方式也不够优良。对此，行业内的多数学者均以城市滨水带作为基本对象，探讨通风道对于热岛效应的影响机制。在经过大量的研究后，虽然取得了一定的研究成果，但主要局限在河道水环境系统的优化这一层面，即它的局限性较强，所得到的方法只适用于部分滨水城市，要想广泛应用于各城市中依然不具可行性。考虑到此问题，本文展开了实测工作，引入例如行业内先进的CFD 数值模拟技术，以所得到的数据为基础展开有关于微气候的分析，旨在给相关人员提供一些可行的参考，从而提升河道城市空间优化策略适用性的效果。

4 建立气候适应性评价比较机制的必要性

若从整个城市微气候环境这一大层次进行分析，城市河道将是其中极为重要的资源与环境载体，基于上述的分析可以得知，在面对不同区域展开改造时，伴随着设计方法的改变，所反馈出的河道对微气候的影响将会存在差异，如果所采取的处理方式不当，则会在局部空间内引发人体舒适感欠佳的问题，且该地区为典型的高湿高热高辐射气候，因此在设计过程中必须进行模拟评价。将河道空间作为突破口，探讨其对于城市生态格局等因素所带来的影响，明确各要素与城市微气候之间的关系，综合采用了图底分析手段，进一步进行了校验，以便得出最为可行的方案，改善河道对周边微气候的调节效果。

5 结语

作为城市的组成部分之一，河道空间会对区域内的微气候带来直接影响，为了提升河道空间所带来的调节机制，需要以实测为基础，综合引入计算机模拟分析得到方式，从多个角度切入，总结城市河道空间改造过程中所存在的一些问题，进而得到有关于河道空间对于气候影响的评价机制，以此为引导建立人体舒适度模型，基于此途径展开分析并得到可行的优化策略，最终达到提升城市建设质量的效果。