侯鳳武 陸炳燕 孫 健

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075024)

基于Ecotect分析的太陽輻射對于住區(qū)景觀植物選擇的引導(dǎo)
——以張家口文華苑住宅小區(qū)為例

侯鳳武 陸炳燕 孫 健

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075024)

景觀設(shè)計(jì)師在住區(qū)景觀設(shè)計(jì)中往往會忽略植物對于自身生長條件的要求，或者并不明確基地中由于建筑的影響造成的對植物生存環(huán)境的確切邊界.本文以張家口文華苑小區(qū)作為分析的樣本，通過Ecotect軟件分析為其在景觀植物設(shè)計(jì)中的用地邊界提供相應(yīng)的建議.

張家口住區(qū);太陽輻射;植物習(xí)性;Ecotect

在景觀設(shè)計(jì)中包含了地形、植物材料、建筑物、鋪裝、景觀構(gòu)筑物、水體等設(shè)計(jì)要素.設(shè)計(jì)師首要考慮的因素是景觀的美學(xué)和植物對于建筑的影響，例如遮陽、減少噪聲和調(diào)節(jié)微氣候.而植物區(qū)別于其它幾項(xiàng)設(shè)計(jì)要素的最大特點(diǎn)就是植物具有生命，能生長并且還因?yàn)榧竟?jié)的不同而展現(xiàn)出不同的生命姿態(tài).理性的正視植物的生長性可以讓設(shè)計(jì)原有意圖更好的表達(dá).

一般來說，在設(shè)計(jì)中對植物品種選定之后，出于對費(fèi)用、植物易于移植以及成活率等方面考慮.幼苗植物成為設(shè)計(jì)師的首選目標(biāo)，但是幼苗要達(dá)到設(shè)計(jì)之初的理想效果，往往要花費(fèi)上數(shù)年的時(shí)間.如果我們忽視植物本身的習(xí)性和生長特點(diǎn)，會造成住區(qū)內(nèi)的景觀植物生長緩慢或者后期需要人工時(shí)常性的修剪保護(hù)，甚至大面積的死亡.這不僅無形之中增加了人工成本和資源浪費(fèi)，也無法保證再次種植時(shí)與原有的設(shè)計(jì)意圖相符合.由此可見，植物的生長習(xí)性以及整個(gè)住區(qū)太陽輻射環(huán)境對于住區(qū)景觀植物設(shè)計(jì)又有著非常重要的作用.

1 太陽輻射對景觀植物的生長影響

拉爾夫·L·諾萊斯曾寫到：“太陽是所有生命的源泉，我們對世界的觀感，我們的溫暖，我們的能源，以及我們生活的節(jié)奏全部來自她的恩賜.她的腳步挪移告知我們時(shí)間和空間的存在，以及我們在宇宙中的位置……因此，確保植物對陽光的合理利用直接關(guān)系到整個(gè)住區(qū)景觀環(huán)境的品質(zhì)[1].”太陽輻射所產(chǎn)生的能量對植物的生長有利也有弊，對太陽輻射能量的合理利用是提高植物生長的一種有利渠道.也是確保植物資源不浪費(fèi)的一種手段.

1.1 太陽輻射光譜對植物生長的影響

太陽輻射光譜按照波長可為可見光譜段(波長0.4～0.7 μm)、紫外線譜段(波長0.4 μm以下)、紅外線譜段(波長0.7 μm以上).可見光譜段是綠色植物進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物質(zhì)的原料，即在白光下植物才能正常的生長發(fā)育，對植物的生長起著重要的作用.而白光中不同波長的光對植物的作用也各不相同.例如，紅光有助于植物葉綠素的形成，促進(jìn)二氧化碳的分解與碳水化合物的合成，藍(lán)光則有助于有機(jī)酸和蛋白質(zhì)的合成[2].所以可以根據(jù)太陽能輻射量的分布狀態(tài)調(diào)整不同區(qū)域內(nèi)景觀植物的生長速度，以便減少后期人員維護(hù)和保護(hù)的成本.

1.2 光照強(qiáng)、弱度對植物生長的影響

光照強(qiáng)、弱度對植物的生長發(fā)育速度有直接影響作用.一般情況下，植物光合作用的強(qiáng)度也會隨光照強(qiáng)度的增加而增加.在光照強(qiáng)度較弱時(shí)，植物光合作用制造有機(jī)物質(zhì)達(dá)不到植物所要吸收的量，就會對植物的生命造成影響.在光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，植物光合作用的強(qiáng)度則不會再度隨著光照強(qiáng)度的增加而增加.而在光照強(qiáng)度超過飽和度時(shí)，就會對植物的原生質(zhì)起到破壞作用，引起葉綠素分解，或者使植物水分過度流失，造成光合作用減弱或者是停止.根據(jù)不同的植物對于光照強(qiáng)、弱度的不同需求，分為喜光植物、耐陰植物、中性植物三種類型.而太陽輻射量的太小同樣也可以區(qū)分這三種植物類型的適宜生存區(qū)域.喜陰的植物適合種植在太陽輻射能小于3 MJ/m2d的區(qū)域范圍；喜光的植物適合種植在太陽輻射能大于6 MJ/m2d的區(qū)域范圍，而介于兩者之間的區(qū)域范圍適合于種植中性植物.

2 文華苑小區(qū)太陽能輻射模擬分析

2.1 基地選擇

模擬的對象選擇張家口市高新區(qū)中興北路街道南端的文華苑住宅小區(qū)，以高層住宅為主(分為11層、13層和14層三種不同樓層)，住區(qū)占地面積68 km2.住區(qū)西側(cè)、北側(cè)和東側(cè)蒞臨街道.南側(cè)為正在開發(fā)的公共建筑用地，東北側(cè)為一2768 km2大的未開發(fā)的空地.由于張家口城市未來的發(fā)展方向會逐漸向南靠攏，而這個(gè)小區(qū)位于張家口市的南端距離張家口南火車站不超過1000 m，所以這個(gè)樣本的分析可以為張家口未來的城市住區(qū)中的景觀植物選擇提供相應(yīng)的參考.

2.2 軟件模擬

Ecotect軟件最初應(yīng)用于生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于建筑物理方面的分析.而Ecotect軟件對景觀設(shè)計(jì)方面的分析還處于初級階段.通過Ecotect軟件中模擬日照輻射的功能，模擬整個(gè)小區(qū)范圍內(nèi)的日均輻射標(biāo)準(zhǔn)值(Average Daily PAR)，從而得出不同日均輻射標(biāo)準(zhǔn)值(Average Daily PAR)的范圍，進(jìn)而為不同植物類型的設(shè)計(jì)提供相關(guān)邊界的限定.

氣象數(shù)據(jù)的來源選自朗斯維與勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室合作研究建立了我國26個(gè)城市的典型氣象年逐時(shí)氣象資料.由于這組數(shù)據(jù)的原始資料都是通過國際上共享的各個(gè)機(jī)場的氣象資料進(jìn)一步計(jì)算得出，而張家口市機(jī)場的位置距離所要模擬的住區(qū)較近，所以這組氣象數(shù)據(jù)很大程度上能為這些城市住區(qū)的景觀設(shè)計(jì)提供相應(yīng)準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)分析.

圖1 高度為3500 mm計(jì)算網(wǎng)格

張家口市區(qū)，植物生長的時(shí)間區(qū)間一般在四月初到十月底，并將其設(shè)定為年計(jì)算區(qū)間.每天的計(jì)算時(shí)間設(shè)定為上午9∶00到下午17∶00.而植物類型的不同，導(dǎo)致的高度也有區(qū)別.為了方便計(jì)算將喬木所接受輻射高度設(shè)定為3500 mm，如圖1所示.灌木設(shè)定為600 mm，如圖2所示.地被設(shè)定為100 mm，如圖3所示.通過Ecotect軟件模擬計(jì)算出這個(gè)小區(qū)日均輻射標(biāo)準(zhǔn)值(Average Daily PAR)，得出不同日均輻射標(biāo)準(zhǔn)值(Average Daily PAR)的區(qū)域，可以為不同類型景觀植物的選擇和邊界提供給相應(yīng)的依據(jù).

圖2 高度為600 mm計(jì)算網(wǎng)格

圖3 高度為100 mm計(jì)算網(wǎng)格

2.3 植物適合的種植種類

通過Ecotect軟件模擬得出的數(shù)據(jù)結(jié)果，并根據(jù)太陽輻射對植物的生長的影響，對文華苑住宅小區(qū)內(nèi)的景觀植物種植的區(qū)域有了一定的了解.根據(jù)圖2-2可知，在5.10 MJ/m2d—5.0 MJ/m2d區(qū)域適合種植喜光的植物，在0 MJ/m2d—3MJ/m2d區(qū)域適合種植喜陰植物，在3 MJ/m2d—5.10 MJ/m2d區(qū)域適合種植中性植物.如表1所示：

表1

通過表1，我們可以看到喜光植物和中性植物在種植設(shè)計(jì)方面的可選性比較多，不管是喬木類、灌木類還是地被類植物都比喜陰植物的可選性要多.結(jié)合圖2-1、2-2、2-3可知，在文華苑小區(qū)里，喜陰植物種植區(qū)范圍內(nèi)可以選擇種植低矮的灌木類植物和地被類植物，這兩種屬性的植物種類選擇比喬木類植物多，可選的植物種類比較多，植物搭配的方式就比較豐富.

景觀設(shè)計(jì)師對植物種類的選擇時(shí)，會因地區(qū)氣候環(huán)境的不同而有所限制.但在景觀種植設(shè)計(jì)時(shí)，其實(shí)設(shè)計(jì)師最先考慮的不是先確定設(shè)計(jì)中植物的具體名稱，而應(yīng)該先根據(jù)植物的生長習(xí)性選擇其適合的種植范圍，然后選擇能在這一定生長范圍內(nèi)的植物屬性類型，再在這類型植物里選擇合適的植物種類進(jìn)行植物搭配并確定要種植的植物名稱.這樣的“逆向設(shè)計(jì)”可以幫助我們實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，達(dá)到節(jié)能減排的效果.

3 總 結(jié)

軟件模擬為設(shè)計(jì)帶來了一些可視化的效果，在方案實(shí)施前，設(shè)計(jì)師開始結(jié)合軟件對景觀設(shè)計(jì)進(jìn)行各方面的分析，對方案有了一次“預(yù)演”.運(yùn)用Ecotect生態(tài)模擬分析軟件進(jìn)行分析，目的是為Ecotect提供在住區(qū)景觀分析中的一種應(yīng)用，為景觀設(shè)計(jì)師在景觀設(shè)計(jì)分析過程中提供直觀的有參考價(jià)值的分析.設(shè)計(jì)不再只是依賴于過去的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還可以利用軟件模擬分析對景觀環(huán)境做出科學(xué)的分析，使景觀設(shè)計(jì)本身更加一目了然.節(jié)能減排、合理利用資源是當(dāng)代社會的責(zé)任，而軟件模擬設(shè)計(jì)的方法更是為這個(gè)時(shí)代責(zé)任提供了幫助.

[1]王真琦.Ecotect軟件在園林被動式生態(tài)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].東北林業(yè)大學(xué),2011

[2]張德順.景觀植物應(yīng)用原理與方法[M].中國建筑工業(yè)出版社，2012

[3]賈立平.太陽輻射與植物生長發(fā)育的關(guān)系[J].2004

The Guidance of Solar Radiation on the Selection of Residential Landscape Plants based on Ecotect Analysis ——A Case Study of Wenhuayuan Residential District of Zhangjiakou City

HOUFeng-wu,LUBing-yan,SUNJan

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou,Hebei 075024)

In the landscape design of residential architecture,designers often ignore the plants’ requirements for their own growing condition,or they can not make clear the exact boundaries of the plants’ living environment due to the influence of buildings.In this paper,taking Wenhuayuan District of Zhangjiakou City as an example,through the analysis of Ecotect software,some suggestions are provided for the land use in landscape plant design.

Zhangjiakou residential area;solar radiation;plant habit;Ecotect

2016-12-22

2022中國冬奧會崇禮滑雪場景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究，項(xiàng)目編號：1411048l-3

侯鳳武(1978-)，男，副教授.

陸炳燕(1990-)，女，在讀碩士研究生.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.02.016

TU 21

A