宋金帆，方 巖，鄧稼棟，崔靖軒

(河南科技大學(xué) 建筑學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471000)

1 引言

街道作為城市的主要通風(fēng)廊道，對(duì)于緩解城市通風(fēng)、緩解空氣污染、降低城市能耗等氣候問(wèn)題有著重要作用。老城區(qū)位于洛陽(yáng)市城市區(qū)中東部和北部，是洛陽(yáng)最早的建成區(qū)，也是洛陽(yáng)市六大主城區(qū)之一，全市的經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)中心。老城區(qū)東西大街、南大街與興華街共同形成了老城的“十”字街格局，是洛陽(yáng)老城保存較為完整、最具洛陽(yáng)傳統(tǒng)風(fēng)貌代表性的歷史街區(qū)。而西大街是“十字街”中保存最為完整的街道，其街巷空間、民居院落、傳統(tǒng)店鋪、古樹(shù)古木、文物古跡、河道等得到了較好地保存，建筑以明清風(fēng)格為主，有著較高的歷史、文化、藝術(shù)、科學(xué)價(jià)值以及情感價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。西大街不僅作為居民生活、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的場(chǎng)所，也是國(guó)內(nèi)外游客在洛陽(yáng)觀(guān)光購(gòu)物的最佳去處，因此街谷舒適性的重要性也不言而喻。

為此，本課題選取洛陽(yáng)市老城區(qū)西大街，針對(duì)其冬季微氣候展開(kāi)實(shí)測(cè)分析，通過(guò)研究街谷形態(tài)、街道界面、街道走向、溫度及濕度等要素，探討西大街街谷空間形態(tài)與熱環(huán)境因子之間的關(guān)聯(lián)性，并為營(yíng)造街道良好的熱環(huán)境、促進(jìn)城區(qū)綠色發(fā)展等提供數(shù)據(jù)支撐。

2 調(diào)查實(shí)施

2．1 實(shí)測(cè)方案

由于西大街整條街谷下墊面、街道走向較一致，本次實(shí)測(cè)選取西大街的溫濕度作為其熱環(huán)境氣候因子；選取空間位置、空間形態(tài)、街道/廣場(chǎng)橫斷面寬度、D:H、綠化形式等空間形態(tài)因子進(jìn)行實(shí)測(cè)研究。

通過(guò)實(shí)地踏勘，在西大街選擇典型觀(guān)測(cè)點(diǎn)，并制定移動(dòng)觀(guān)測(cè)路線(xiàn)，以麗景門(mén)為起點(diǎn)，八角樓為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，來(lái)回一個(gè)共享單車(chē)車(chē)程做為一個(gè)測(cè)量階段。移動(dòng)溫濕度觀(guān)測(cè)點(diǎn)分別選在西大街的麗景門(mén)(起始)、不翻湯店鋪周?chē)男V場(chǎng)(中間)、西大街與南北向街道的交叉口以及十字街交叉口(末端)等9個(gè)典型位置。

測(cè)試的儀器運(yùn)用日本TANDD高質(zhì)量TR-72WF溫濕度記錄儀進(jìn)行車(chē)行實(shí)測(cè)。為便于更好地研究微氣候?qū)π腥说挠绊?，將儀器架設(shè)在1.0 m車(chē)行高度處哈羅單車(chē)車(chē)把上。

為保證移動(dòng)過(guò)程的穩(wěn)定性，將溫濕度儀固定在自行車(chē)上，車(chē)速控制在0.5m/s以下，在10點(diǎn)、12點(diǎn)、14點(diǎn)、16點(diǎn)和18點(diǎn)每個(gè)整點(diǎn)，從觀(guān)測(cè)點(diǎn)1和觀(guān)測(cè)點(diǎn)9各持一個(gè)溫濕度儀同時(shí)開(kāi)始實(shí)測(cè)5 min，之后對(duì)向騎行，并盡量保持直線(xiàn)勻速行駛，以減小運(yùn)動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，在到達(dá)每處測(cè)試點(diǎn)時(shí)，分別停留5min以等待測(cè)試結(jié)果趨于穩(wěn)定后，記錄該觀(guān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度等氣象數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)前進(jìn)。

整個(gè)實(shí)測(cè)過(guò)程時(shí)間在30 min以?xún)?nèi)，本論文將移動(dòng)實(shí)測(cè)時(shí)間內(nèi)的9個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)等同于同時(shí)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在實(shí)測(cè)過(guò)程中采用的兩個(gè)TR-72WF溫濕度儀經(jīng)實(shí)測(cè)對(duì)比，兩個(gè)溫濕度儀的誤差在儀器精度范圍內(nèi)。

2.2 實(shí)測(cè)時(shí)間及地點(diǎn)

時(shí)間：2018年12月29日至2018年12月31日；地點(diǎn)：洛陽(yáng)老城區(qū)的西大街9個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)；所測(cè)步行街在區(qū)域的位置及平面形態(tài)，參見(jiàn)圖1。

圖1 觀(guān)測(cè)點(diǎn)分布

3 影響西大街微氣候的相關(guān)因素分析

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括兩部分：西大街空間形態(tài)特征信息數(shù)據(jù)(表1)和西大街熱環(huán)境氣候數(shù)據(jù)。將不同時(shí)間段內(nèi)西大街的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到不同時(shí)間段內(nèi)西大街的溫度、濕度分析圖，進(jìn)而對(duì)西大街溫度、濕度進(jìn)行整體分析，并結(jié)合各測(cè)點(diǎn)分布及空間特征對(duì)測(cè)點(diǎn)熱氣候環(huán)境進(jìn)行比較分析。

表1 觀(guān)測(cè)點(diǎn)空間形態(tài)特征信息

3.1 西大街分時(shí)段溫度實(shí)測(cè)分析

依據(jù)前后3 d的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行西大街各觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度變化分析(圖2)，在10:00～10:30測(cè)試時(shí)段，溫度最高的為觀(guān)測(cè)點(diǎn)1(圍合式廣場(chǎng))，溫度最低的為觀(guān)測(cè)點(diǎn)5(T型交叉口)，各觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度比較如下：觀(guān)測(cè)點(diǎn)1>觀(guān)測(cè)點(diǎn)7>觀(guān)測(cè)點(diǎn)4>觀(guān)測(cè)點(diǎn)2>觀(guān)測(cè)點(diǎn)9>觀(guān)測(cè)點(diǎn)8>觀(guān)測(cè)點(diǎn)3>觀(guān)測(cè)點(diǎn)6>觀(guān)測(cè)點(diǎn)5；觀(guān)察12:00～12:30測(cè)試時(shí)段，發(fā)現(xiàn)各觀(guān)測(cè)點(diǎn)間溫差變小，測(cè)試點(diǎn)4與測(cè)試點(diǎn)1的溫差可達(dá)2.3 ℃，各觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度差別順序略有變化，由低到高依次是：觀(guān)測(cè)點(diǎn)4<觀(guān)測(cè)點(diǎn)5<觀(guān)測(cè)點(diǎn)3<觀(guān)測(cè)點(diǎn)6<觀(guān)測(cè)點(diǎn)2=觀(guān)測(cè)點(diǎn)7<觀(guān)測(cè)點(diǎn)9<觀(guān)測(cè)點(diǎn)8<觀(guān)測(cè)點(diǎn)1；在16:00～16:30測(cè)試時(shí)段各觀(guān)測(cè)溫度比較如下：觀(guān)測(cè)點(diǎn)5<觀(guān)測(cè)點(diǎn)3<觀(guān)測(cè)點(diǎn)2<觀(guān)測(cè)點(diǎn)4<觀(guān)測(cè)點(diǎn)1<觀(guān)測(cè)點(diǎn)6<觀(guān)測(cè)點(diǎn)8<觀(guān)測(cè)點(diǎn)9<觀(guān)測(cè)點(diǎn)7。

圖2 西大街各觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度分析

縱觀(guān)3個(gè)時(shí)間段的西大街各觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度分析圖，發(fā)現(xiàn)西大街的高溫主要出現(xiàn)在街谷東部，而低溫主要出現(xiàn)在街谷西部，這主要是由于西大街東部的觀(guān)測(cè)點(diǎn)街谷橫斷面較寬，受光面相對(duì)西部偏大，且多為十字形交叉口，而西部觀(guān)測(cè)點(diǎn)的街道空間相對(duì)狹窄，多為T(mén)型交叉口，其積溫能力低于東部觀(guān)測(cè)點(diǎn)。其中1號(hào)觀(guān)測(cè)點(diǎn)(廣場(chǎng))的溫度變化幅度最小，而位于十字形交叉口的各觀(guān)測(cè)點(diǎn)中觀(guān)測(cè)點(diǎn)9的D∶H值相對(duì)其他的觀(guān)測(cè)點(diǎn)較大，溫度變化幅度最大。

3.2 西大街分時(shí)段濕度實(shí)測(cè)分析

如圖3所示，10：00～10：30測(cè)試時(shí)間段內(nèi)，街谷濕度較高的地方主要分布在街谷的中部廣場(chǎng)地帶，廣場(chǎng)(觀(guān)測(cè)點(diǎn)4)處的濕度顯著高于其他觀(guān)測(cè)點(diǎn)。濕度從觀(guān)測(cè)點(diǎn)2起，隨著路線(xiàn)向南方向移動(dòng)并逐漸增高，在觀(guān)測(cè)點(diǎn)4達(dá)到最高值，離開(kāi)廣場(chǎng)后隨著測(cè)試點(diǎn)路線(xiàn)繼續(xù)向南移后，濕度開(kāi)始逐漸降低；12：00～12：30時(shí)段場(chǎng)地濕度分布較均勻，濕度較高的測(cè)試點(diǎn)主要分布在場(chǎng)地的廣場(chǎng)附近與D∶H值較小的空間。觀(guān)察街道的濕度分布可發(fā)現(xiàn)，廣場(chǎng)的濕度略高于其他部分，觀(guān)測(cè)點(diǎn)8的濕度最大，結(jié)合場(chǎng)地特征可知，觀(guān)測(cè)點(diǎn)8的D∶H值最小，在中午水蒸氣蒸發(fā)速度急劇加快的情況下，觀(guān)測(cè)點(diǎn)8在場(chǎng)地形成一定程度的建筑陰影，通過(guò)降溫的方式降低水蒸氣的蒸發(fā)速度，一定程度上降低了街谷空間的局部濕度，從而保持一定的空氣濕度；在16：00～16：30的時(shí)段內(nèi)，場(chǎng)地濕度分布較均勻，唯有觀(guān)測(cè)點(diǎn)7有起伏，各觀(guān)測(cè)點(diǎn)濕度值相差不超過(guò)3%。

圖3 西大街各觀(guān)測(cè)點(diǎn)濕度分析

由各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的平均值可看出，早上街谷的平均濕度最大，16點(diǎn)街谷的平均濕度最小，早晨濕度大的觀(guān)測(cè)點(diǎn)主要分布在街谷的中部，中午開(kāi)始向東側(cè)移動(dòng)，太陽(yáng)西落后(18點(diǎn))，各觀(guān)測(cè)點(diǎn)之間的濕度變化幅度較小。對(duì)比西大街各觀(guān)測(cè)點(diǎn)濕度，發(fā)現(xiàn)早上10點(diǎn)時(shí)段濕度明顯高于其他時(shí)段，而濕度最高值出現(xiàn)在觀(guān)測(cè)點(diǎn)4，說(shuō)明綠植對(duì)濕度的影響高于其他空間形態(tài)因子。

3.3 西大街街道空間形態(tài)與熱環(huán)境因子分析

通過(guò)西大街街道空間形態(tài)與溫濕度相關(guān)分析圖(圖4)可以看出圍合式廣場(chǎng)的平均溫度最高，開(kāi)放式廣場(chǎng)的平均溫度最低，平均濕度最高，而位于十字形交叉口附近的觀(guān)測(cè)點(diǎn)平均濕度最低，T型交叉口的溫濕度均在中列。鑒于TR-72WF溫濕度儀的測(cè)量分辨率溫度為0.1 ℃、濕度為1%，可見(jiàn)街谷空間形態(tài)對(duì)溫度的影響要大于對(duì)濕度的影響。

圖4 西大街街道空間形態(tài)與溫濕度相關(guān)分析

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，西大街街谷空間形態(tài)與溫濕度之間具有耦合關(guān)系，濕度變化主要與綠化形式有關(guān)，溫度變化在D∶H介于0.7～0.8(觀(guān)測(cè)點(diǎn)6和8)之間時(shí)，不同觀(guān)測(cè)點(diǎn)溫度情況基本一致，說(shuō)明道路交叉口形式及道路寬度不同對(duì)溫度變化影響不大；D∶H介于0.8～1.2(觀(guān)測(cè)點(diǎn)3、6和7)之間，道路寬度基本一致，十字形交叉口(D∶H=1)平均溫度最高，變化幅度也最大；D∶H=1.5時(shí)(觀(guān)測(cè)點(diǎn)2和5)，街谷較寬的T字型交叉口溫度變化幅度較大；D∶H介于2.6～3.3(觀(guān)測(cè)點(diǎn)1、4和9)之間時(shí)，圍合式廣場(chǎng)溫度變化幅度最小，開(kāi)放式有綠植的廣場(chǎng)平均溫度最低，而十字交叉口的溫度變化幅度最大。

本研究只針對(duì)西大街冬季熱環(huán)境中的溫濕度因子進(jìn)行實(shí)測(cè)，得出的結(jié)論僅做參考。