极端高温背景下的城市可持续降温规划策略研究

极端高温背景下的城市可持续降温规划策略研究
摘要:随着全球气候变暖的加剧,未来频繁的极端高温天气将不是新鲜事,因此从长期性的视角提供系统的城市降温策略具有重要意义。文章聚焦于长期性与系统性的降温规划,通过宏观层面蓝绿基础设施的质量与数量提升、降温廊道和降温场所体系的规划,全面改良城市热环境;中观层面减少机械制冷的需求,通过建筑和街道布局的改善促进自然通风、打造会呼吸的下垫面和优化社区绿地植物配植方式等改善社区气候适应性;微观层面提出可反射材料的应用、建筑屋顶绿化等建筑尺度的被动式降温策略,提升人体热舒适度。最后提出几点实施路径保障降温策略的落地。
吸附剂再生关键词:极端高温,降温规划,规划策略
1引言
今年夏天,全世界很多城市都出现了持续的高温热浪天气,一些城市的气温打破历史记录,对经济社会和人们的生产生活造成了诸多影响,甚至导致很多居民死亡。2021年11月第26届联合国气候变化大会上,联合国环境规划署发布了《战胜高温:城市可持续降温手册》,指
出:本世纪末若温室气体排放继续保持高水平,许多城市的温度可能会上升4℃。随着气候变化和城市化快速发展,极端高温天气未来将会愈发频繁,采取措施为城市降温具有非常重要的意义。
欧美等发达国家在应对极端高温天气方面已形成较多的理论研究和规划实践,对高温热浪的应对经历了从应急性的灾害响应规划,到关注通过长期性的规划策略来实现被动式降温的过程。理论研究方面聚焦于自然环境、建筑特征、健康危害和人口社会经济特征等与高温热浪的关系,并基于情景模拟的方式对其进行更深入的研究;实践方面,英国形成了气候适应规划与灾害应急规划相结合的规划体系,通过一系列的防灾措施来提升城市气候适应性,如高温灾害风险区的划定、被动式降温策略、多方式提升城市绿化等;而美国等北美地区城市则更加重视高温期间的避灾措施,如建立高温—健康预警系统、成立高温应急委员会、开设专门的“高温热线”和建设集中的降温中心等。
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过去我国对降温规划和如何应对高温热浪不够重视,相关研究较少。毛蒋兴等梳理了城市降温通道构建的技术路径,以南宁降温通道的构建为例进行了实证[1];苏王新等从景观、类型和落斑块尺度上分析蓝绿基础设施降温效应及其关键影响因素[2];王昕宇等提出整
体层面制定长远的、常态化的防灾规划和多主体参与的高温应急规划两个维度的防灾策略氢气炉[3]。综上,国内外对城市降温规划的研究还不够系统,国内更是少有对可持续降温策略的系统总结。本文基于对降温规划特征的总结,从城市尺度、社区尺度和建筑尺度三方面提供可持续降温的规划策略,以期为提升城市的气候适应性和抗灾能力提供借鉴。
2城市降温规划的特点
从国内外应对高温热浪的规划实践和处理措施来看,城市降温规划兼具长期性和应急性两大特征。
长期性是指所谓可持续降温不是一蹴而就的过程,不应局限于高温热浪期间的降温措施,而是一项长期性的工作,需要从城市发展理念的高度就树立降温的观念,从多尺度多角度的城市规划维度去提升城市韧性和气候适应能力。
应急性主要形容在高温热浪发生的当下城市需采取一系列降温减灾措施。考验的是城市应对极端高温天气时的快速反应和应对能力,需要制定分工明确的高温应急响应规划,指导市民采取及时有效的避暑防灾措施,同时也是对城市长期以来降温规划效果的考验。
3城市降温规划策略
3.1城市尺度
3.1.1蓝绿基础设施,基于自然的降温方案
随着夏季极端高温天气逐渐成为常态,城市降温应纳入城市长期的行动战略中去。城市绿地和水体是城市最重要的降温要素之一,蓝绿基础设施的规划是一种基于自然的高温解决方案。根据今夏欧洲航天局制作的城市热差异卫星图像可知:城市公园和水体丰富的地区,地表温度比其他地区要低几度,如英国海德公园比伦敦其他城市化地区的气候更温和,且其冷却效应蔓延到了周边街道;在印度,被绿树成荫的街区包围的印度门比河对岸的城市街区温度低12℃等。越来越多的城市靠城市绿化来抵御夏季的炎热,因为树木不仅可以遮阴,还可以通过蒸发水分来降温;而河流、水库等蓝空间也可通过水分蒸发使城市冷却。另外有研究显示分散布局的绿地相对于集中大面积绿地更有利于城市整体温度的降低。因此增加城市空间中蓝绿基础设施的比例并使其均衡分散布局更有利于减缓城市热岛效应,抵御高温天气的危害。
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3.1.2降温通道,引风入城
在城市中建立连接绿斑块的廊道能最大化绿空间的降温效果。降温通道规划是一种被动式城市降温措施,主要通过自然通风、促进空气对流带走热量,通过也可通过廊道内的植物蒸腾作用降低空气温度。降温通道的规划要素主要包括绿地、水体、道路和建筑。宏观层面一方面可通过优化绿地、水体的空间布局来塑造降温廊道,另一方面尽量使城市道路走向与夏季主导风向尽量一致,同时通过增加行道树进一步强化降温效果。微观层面可通过建筑体组合的设计来引导风向。最后是降温通道的规划步骤与实现路径,首先要基于详实的现状基础研究,摸清影响城市风热环境的主要不利要素和降温通道规划的潜力地区;其次要建立实体模型,对规划前后城市风热环境进行模拟,并基于模拟结果不断修正降温通道以达到最佳降温效果;最后要通过多层次的规划设计指引等方式确保降温通道的落地。
3.1.3降温场所体系,纳凉有去处
降温场所是指高温热浪期间能够供市民乘凉避暑的场所,是直接缓解高温危害的主要途径。国外已有很多降温场所规划的案例,如芝加哥建立24小时降温中心、多伦多为高温弱势体提供免费乘车券,接送其前往降温中心、费城每年都会通过统计降温场所与弱势人
的分布情况来优化降温场所的空间布局等[3](图1)。为提升市民尤其是灾害弱势体的高温适应能力,应通过增存并举的方式构建分级分类的降温场所体系,充分利用存量公共资源,如大型购物中心、图书馆、博物馆、地铁站和邻里中心等,鼓励或奖励这些公共设施划定一定区域的纳凉场所供市民使用。梳理现有的公共设施、商业设施、交通设施、人防空间和公园等潜在降温场所,分析其可达性和均衡性,然后针对性的补充建设一些专门的降温中心,并探索降温中心在其他季节弹性使用的方式。最后要划定并绘制城市高温风险区高温风险区是指当在灾害发生时,受灾范围和程度都较大的区域)(图2)、绘制降温场所分布图,并向公众发布,方便市民就近选择降温场所,提升市民高温适应能力。
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图1 费城市降温中心分布图                图2 高温风险区划定
来源:参考文献[3]                        来源:参考文献[3]
3.2社区尺度
3.2.1优化建筑和街道布局促进自然通风
通过规定建筑空间组合和建筑朝向的方式塑造社区通风廊道来促进自然通风,减少机械制冷设备的使用。如建筑布局采用点式和短板式结合的行列式布局方式,将风引入社区内部流动;缩窄建筑面宽避免由于“屏风楼”的产生阻挡自然风的流动;建筑高度呈南低北高的趋势、建筑组合开口朝向夏季风主导风向等方式促进自然通风。
3.2.2打造会呼吸的社区下垫面
城市下垫面的性质与地表温度有着显著的关系,根据相关研究,嵌草砖、大理石和草地具有较好的降温作用,且这种降温作用在夏季最明显[4];因此在城市和社区下垫面材质选择时要减少沥青、水泥等的使用,使用嵌草砖、草地等透水性的铺装材料,塑造可呼吸的社区下垫面。国外一些城市如麦地那瑟法瑞纳区,由于其小巷使用的是更具渗透性的铺装—混凝土石,使其比城市平均温度低8°C,因而减轻了夏季高温的危害。另外也可选择高反射率的铺装材质,通过反射太阳辐射降温。
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3.2.3提升社区绿量和优化绿化方式
降低城市温度最有效和最可持续的手段是种树,树木可通过树冠阻挡太阳辐射和绿叶的蒸腾作用使周边空气温度降低。据估计,美国城市树木覆盖所提供的降温服务每年价值53至121亿美元。在全球范围内,若每年投资1亿美元用于城市街头种树,将有助于将夏季最高温度降低1℃。因此提升社区绿化率,采用屋顶绿化、垂直绿化、场地绿化和道路绿化等多种方式绿化是社区被动式降温的重要举措。绿化的降温效益也随树种搭配类型的差异有所不同,社区绿地类型主要有乔灌草型、灌草型和草坪型三大类,其中乔灌草型的降温增湿效果最显著,灌草型次之,草坪型最差[5]。建议社区绿化中采用乔木为主,灌木和花草相结合组成乔灌草多复层结构的绿化形式,并在当地树种选择合适的植物进行配植,为社区提供凉爽舒适的居住环境。

本文发布于:2024-09-22 17:32:32,感谢您对本站的认可!

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标签:降温   城市   高温   规划   建筑   社区
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