城市道路肌理形态多维指标的微气候影响分析.doc

城市道路肌理形态多维指标的微气候影响分析
姜允芳 韩雪梅 石铁宋 丹然 摘要:不同历史背景和规划理念下形成一个城市的不同道路肌理形态,不同的道路肌理形态又影响作用于城市微气候因子而形成了独特的局地微气候,以上海老城厢、古北社区、取包括下垫面水泥、沥青、水体、绿化植被,以及建筑物布局等数据信息,建筑高度是通过建筑层数乘以每层的高度,这里默认层高为3m,通过地图和现场勘察获取建筑层高,图1为卫星影像图和区域道路网络的叠加,可以清晰地看出4个案例选择区域的空间肌理形态结构和路网空间结构。
4个区域的城市道路肌理和空间格局相关指标情况见图1和表1.(1)老城厢位于上海中心城区,具有独特的老城厢低容积率高密度的空间格局,其道路网络复杂,路网密度大,道路狭窄弯曲,交叉路口多且非正交,其中,市区性交通道路宽度可达40m,内部主要街道宽度为7~,而里弄宽度多为3-5m,内部建筑为传统的里弄形式,层高在2-4层,(2)古北社区位于上海市长宁区,街区形式为典型的开放围合式,建筑由多层和高层围合构成周边式围合开敞空间和行列式两种形态布局模式,其区内主要道路大体呈格网状分布,具有良好的交通通达性,绿化形态为大型和小型斑块绿地分散布局,(3)安亭新镇位于上海西部嘉定区,占地5km2,而本研究的范围为安亭新镇西区2km2以内,主体街坊为周边围合式,建筑层高为4-5层,其道路格局呈不规则环状网络布局,内部道路呈“井”字道路并形成风车形的路网结构,主干道宽度为28~40m,街坊内部路为15m,路网和绿化相交成网状,(4),,新江湾城规划主要是打造生态型的花园城市其主体道路格局为尺度较大的倾斜方格网模式,绿化形态为集中大型绿地和绿网结合,

目前,数值模拟方法成为研究城市微气候的有效方法,其中ENVI-met是1998年德国的Bruse和Fleer教授开发的一种基于三维流体非静力模型的数值模拟软件,能够在不同中尺度或微尺度条件下模拟城市地表一植被一空气的微气候相互作用,本文研究范围是局地尺度的城市微气候,区域面积在1-2 km2范围内,采用的是ENVI-,模拟日期是2017年7月23日,气象数据采用的是23日当天虹桥气象站监测的气象数据(htips://www,wunderground,com/),地面粗糙度反映了地面与空气的摩擦力,4个区域表面主要为混凝土,,由于每个区域的规模大小、特征不一样,因此,建模时的网格设置和参数设置也不一样,详细的参数设置见表3.

(1)道路形态指标
在城市中观尺度道路整体网络形态指标方面,选取了道路宽度、走向、间距、道路连接度作为空间形态指标,道路宽度根据道路等级来划分,分为干道和支路,道路走向分为东西走向和南北走向,道路间距是城市道路交叉口之间的距离,通过测量计算出4个区域各道路的平均间距,道路连接度是衡量道路网络化程度的指标,连接度越高,说明道路网络程度越高,具体计算公式为公式中,β为连接度系数,L为路网总路段数,V为路网节点数。
在微观街道构成要素影响作用方面,研究道路构成的特征因子包括道路贴线率、道路高宽比(H/w)、道路的天空开阔度(sVF),
具体指标计算方法如下:
①天空开阔度(SVF)指的是地面上指定一点可见天空与整个天空圆顶的比例,可以表征所研究区域地面所吸收太阳辐射的能力,这个指标通过ENVI-met软件根据研究区域的实际情境进行模拟计算,得出各点的SVF平均值。
②道路贴线率(t)是道路临街建筑物的长度与道路红线长度的比值,表征道路建筑物的连续程度,根据上海市道路网这个指标的统计分析情况,在本研究中分为5个等级,t≤;。
③道路高宽比(H/w)是道路两边建筑物高度与道路宽度之间的比值,表征道路的开阔度情况,
(2)气象要素指标与热舒适性指标
在微气候状况描述方面,研究讨论了道路肌理空间的空气温度、风速和热舒适性指标,空气温度、风速采用道路空气温度和风速的平均值,热舒适性指标采用预测平均热反应(PMV)数值,用以表示人体热量预算差异,通常说来,PMV的值在4-+4的范围内,当PMV值在2-+2的范围内,表示热舒适性比较好。
在道路间距和街道三维空间形态指标的微气候效应关联分析过程中,为了减少每一个研究区域不同景观环境的影响作用,关联指标采用了空气温度差、风速差、PMV差值,由于道