广州街区营造舒适健康人居环境 引风入城造就“天然空调”

时间:2022-11-01 08:15:23来源:南方日报

上一股冷空气减弱后,广州气温快速回升,前段时间仿佛给人回到盛夏的错觉。

今年夏季以来,全球各地饱受酷热之苦。由高温带来的热射病引发了全国关注的背后,人们越来越意识到,气候变化成为全球可持续发展面临的最大威胁,也成为城市所面临的关键挑战。

广州作为全球亚热带地区人口与经济活动最集中、规模最大的城市之一,地处亚热带季风气候区,人口与建筑高度密集,加剧了城市“热岛效应”,加上长期的高温高湿,增加了制冷所需的资源能源消耗。

如何在湿热条件下营造舒适健康的人居环境,大自然又给了广州人哪些解题的思路?走进广州老城的街区,一同探寻为城市降温的智慧和秘诀。

通风廊道▶▶

引风入城造就“天然空调”

背山面海给予广州天然氧吧的气候条件,这里的人生喜爱亲自然。

然而,现代技术的发展让人们对舒适度有了新定义,特别是空调等应对气候的发明,在室内与户外形成了人为的气候界面,在室内越来越凉快的同时,也加剧了城市的“热岛效应”。

坚持人与自然和谐共生,人们是否能构建自主调节的“天然空调”?事实上它已经存在了。

一直以来,广州优先保护山水林田湖海多要素自然生态本底,有效地将现状市域国土空间开发强度控制在24%以内,森林覆盖率保持在42.3%,保护维育了大量生态空间。

有了良好生态环境,就有了自然通风的“家底”。自然通风减少热量积蓄,是城市降温最有效的途径之一,依托于自然禀赋,广州结合城市河流、绿地等开敞空间布局,对整体风环境进行WRF模拟研究,最终构建起市域六条主要通风廊道体系:洪奇沥水道—珠江西航道风廊、蕉门水道—南沙港快速—珠江前后航道风廊、狮子洋—帽峰山风廊、新塘—九龙大道—珠三角环线高速风廊、流溪河风廊、正果—钟落潭—白坭河风廊。

广州市城市规划勘测设计研究院低碳生态规划研究中心主任李晓晖说,通风廊道在合理的城市布局基础上,结合广州四季风向利用大气局地环流引风入城,充分发掘广州城背山面海的环境优势,创造天然的风控系统,让城市变得更加清新舒爽。“尽管风廊主要利用自然风力、地理环境等天然因素,然而它依然是经过网格式精密超算的产物。”

风廊的形成有赖于四季风向风速、城市建筑物分布、绿地水系、开敞空间等因素,在测算前先要对广州的热环境进行研究,一般来说,城市建成区的温度较高,而山林海是冷源地,可以向城市输送较凉爽的空气。引风入城就是要借助自然之力,将上述三类冷源地形成三股风以局地环流形式吹入城市。

五年来,随着城市规划对通风、开敞空间的日益重视,在气象部门的数据支持下,广州通过引入大尺度城市空间流体力学模拟,和市域城市地表建成环境数字化建模技术,摸清了宏观和中观的城市风速分布规律,为构建风道提供技术支撑。

有风道,还要风吹得进城。在此基础上,广州将引风入城和保持生态系统稳定及服务需求综合权衡,在城市生态开敞空间网络基底下,科学合理规划建筑物布局,尽量减少在建设中形成“屏风楼”等阻碍引风入城的布局,并以水绿结合建筑开敞空间方式控制风道。

“我们在南沙做过研究,同样开发强度的两个小区,采用的降温措施不同,温度的区别在0.5℃到0.8℃之间。”李晓晖以海珠湿地为例阐释,海珠湿地可收纳约200万立方米雨水,能调节周边城区内涝50方公里,湿地周边PM2.5均浓度为25微克/立方米,比广州全市均水低20%左右,湿地周边均气温也相对低0.5℃—1℃。

水资源、绿地资源是广州城市降温依赖的重要自然资源,也在城市中构成诸多冷源,形成了广阔的开敞空间,为引风入城提供空间便利条件。

“微小气候”▶▶

利用温差变化实现通风换气

岭南气候在一定程度上定义了广州的城市文化与风貌、市民的生活与活动方式,夏季高温或多或少阻挡人们享受户外生活、感受城市“火气”的脚步,但走进街区里往往能够感受到凉爽。

这是因为,传统聚落通过山水、巷道、建筑中庭,形成了一套微妙复杂的季节通风、日夜间通风的被动式系统,利用季候风及自然或人工材料,营造了一定范围内的“气候系统”。

李晓晖解释,在岭南民居空间布局中,通常采用梳式布局和密集式布局,在面布置中采用厅堂、天井、廊道和冷巷相结合的方法来组织自然通风。利用热压的温差变化造成空气密度不均来形成冷热空气的交换,从而达到通风换气的目的。

顾名思义,梳式布局村落内的建筑组合,都像梳子一样南北向排列成。在梳式布局中由冷巷和院落编织成一体,村落建筑呈梳子状南北向排列成行,形成了“池塘—广场—村居—山林”的整体系统,从而对居住环境微气候进行调节,在微空间里营造宜居的小气候。

在华南理工大学建筑学院副教授、象城建筑主创建筑师徐好好看来,传统村落往往追求山水格局,人们常能见到村前池塘村后山林的梳式布局,能为村落营造出良好的热舒适环境。其中,山林是温度较低的冷源,可以向村落里输送凉爽的风,而池塘、河流等水源也可以起到降温的作用,因而在村前村后能产生局部微气候,梳式布局使村落内部拥有相对稳定的居住环境。

在老城区,传统街区有碍于空间尺度的局限,常因建设密度高致使建筑物阻碍通风,永庆坊二期便是典型的高密度老街区。作为可持续发展城市降温试点项目,广州利用永庆坊微改造契机,运用梳式布局的原理,营造街区“微小气候”,采用遮阳、通风、隔热、喷雾等技术措施,同时在部分建筑屋顶和外墙使用反射涂料,以降低辐射强度,提升了街区的清凉感和舒适度。

“从梳式结构的空间布局来看,过去人们建造住宅时比较注重考虑周围的自然环境条件,如今,技术的发展一定程度上降低了居住区对环境的要求,新材料的使用帮助解决了建筑的耐热、防潮等问题,但客观上我们依然要对空间尺度、“微小气候”、建筑布局等因素进行通盘考量,处理好建筑与周围环境的关系。”徐好好说。

遍布广州老城区的西关大屋、竹筒屋、骑楼街,无不营造出凉爽宜人的感受,仿佛置身于另一种气候空间,但在城市中心城区尤其人口密集的商务区,市民反馈降温的效果并不明显。

对此,李晓晖解释,事实上,从城市整体空间来看,十年来广州一直处于升温趋势中,特别是建设用地的升温趋势明显。城市气候环境受宏观、微观不同空间尺度影响,但在城市中更小尺度的不同地区,其温度变化规律也不全然相同,“微小气候”发挥了很重要的作用。

传承智慧▶▶

被动式通风降温富有岭南特色

“五岭北来峰在地,九州南尽水浮天”,得天独厚的自然条件造就了广州依山傍水、通江达海的城市格局。

正因为山水交融,江海交汇,广州城市建设自古以来就有顺应自然条件、传承广府历史的传统,并形成了独具特色的民间智慧。

“传统绿色营建智慧是基于人们对绿色建筑的一般意义上的价值认知,对传统乡土建筑的绿色设计手法进行总结和评价,判断建筑在使用过程中,是否能够较好地满足通风、采光、温湿度等需求,并减少对环境的影响。”广州市规划协会副会长兼秘书长黄鼎曦说,在广府城镇里,人们营造适应气候的冷巷、骑楼、内天井等精致的小空间就是这些绿色智慧的结晶之一。

冷巷通常为以建筑的排列组合围合出的一条较窄的巷道,或是在民居空间内某一侧留出的一条廊道,因巷道中空气流通时起到显著降温作用,吹到身上倍觉凉快,故称冷巷。

冷巷作为一种被动降温适宜技术,其降温技术主要有三点:遮阳通风的窄通道、蓄冷墙、夜间通风;外部冷巷因狭窄,受太阳辐射较少,两侧实墙是良好的蓄冷体,且能与天井之间形成良好有效的通风,起到气候缓冲的作用;内部冷巷有楼板或屋顶作为热缓冲层,遮阳更充分,得热更少。

老城市最大的一个特点就是生活环境,人和人之间的距离会更加的紧密。徐好好以泮塘五约为例阐释:“房子高度集中在一起,小巷子里房屋巷道全部串联后,就能形成入风的通道。房屋普遍就是一层两层,制造很多不被太阳直晒的区域并且具有良好的通风能。”但同时极具智慧的一点是,在必要的时候,地面上也可以晒到太阳,把岭南常有的湿气排走,在阴的同时做到凉。

纵观全国,这些绿色营建的智慧因应各地风俗气候,以不同方式延续至今。不仅是岭南水乡,长三角地区也通过水资源利用,传承建筑文脉的绿色营建也颇具特色。“傍水而立,比比皆是,有的在邻水一面广设漏窗,有的设檐廊形成半开敞的空间,也有建筑在水面上直接伸出台等,都是通过水面起到通风降温的作用。”黄鼎曦分析道。

时至今日,传统建筑的气候适应智慧在现代城市空间中得到了传承,并融合现代生活需求与建筑特征,发展出垂直冷巷、室内园林、立体架空园林等具有岭南特色的现代建筑空间,降低建筑能耗,营造舒适宜人的建筑空间,提升城市建筑品质,增添城市特色。

此前,广州与世界银行合作开展“中国可持续发展城市降温项目”试点开启“酷城”行动,推介了居住、商业、工业、历史街区四种典型街区应对炎热高湿气候的设计模式。其中,历史街区以“岭南”为核心,以统筹保护传统风貌与提升室外热舒适为重点,鼓励传承与创新岭南被动降温、通风、隔热智慧。

中国工程院院士,华南理工大学建筑设计研究院董事长、首席总建筑师何镜堂这样评价道:传统岭南建筑顺应气候特点,发展出通透开敞的建筑布局、轻慢简洁的建筑造型以及灵活实用的建筑细部,如“梳式布局”、冷巷、趟栊门等是传承至今、极具岭南地域特色的被动式建筑通风降温智慧。城市降温理念的最终目标是改善城市居民的健康,与岭南传统建筑“崇尚自然、天人合一”的文化价值取向相契合,体现当代广州地域、文化与时代。(南方日报记者朱伟良郎慧 实生丁玉洋)

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