0 引言

城市戶外空間承載居民的日常交往活動(dòng)[1]。無論是居住區(qū)還是商業(yè)街區(qū)、高校校園等公共空間，環(huán)境的舒適性都會(huì)影響使用人群的生活質(zhì)量[2-5]。舒適的微氣候環(huán)境是戶外公共空間吸引人的重要原因，可以優(yōu)化城市居民的生活體驗(yàn)[6]，增進(jìn)身心健康[1,7]。但迄今為止，國內(nèi)對(duì)微氣候與人體舒適性關(guān)系的研究大多只集中于室內(nèi)空間，對(duì)戶外環(huán)境的研究則方興未艾[8]：有針對(duì)空調(diào)公交車[9]、生態(tài)住宅[10-11]和展覽館[12]等室內(nèi)空間微氣候的研究，也有一些針對(duì)住區(qū)[1,13]、城市街區(qū)[3]等室外空間的研究，但鮮少以校園為研究對(duì)象。實(shí)際上，在校園密集區(qū)域，氣候環(huán)境不僅直接影響師生生活品質(zhì)，校園綠地作為城市綠地的一部分，對(duì)周邊街區(qū)微氣候也有所影響。近年來，隨著建筑節(jié)能成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)[14]，“綠色校園”[15]在國際引起廣泛關(guān)注；《綠色校園評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51356—2019）作為我國開展綠色校園評(píng)價(jià)工作的技術(shù)依據(jù)，已于2019 年發(fā)布。大學(xué)校園作為“微型城市”，反映并影響著城市發(fā)展[16]，因此，有必要開展校園微氣候研究支撐的微更新。

1 校園微氣候研究現(xiàn)狀

在已有的校園微氣候研究中，部分學(xué)者通過風(fēng)、光、熱等客觀因素進(jìn)行綜合計(jì)算評(píng)價(jià)[17]，也有學(xué)者基于人體舒適度相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)[18]。美國暖通工程協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE Standard 55 將人體舒適性定義為：在主觀感覺反應(yīng)和客觀生理反應(yīng)的共同作用下，對(duì)熱環(huán)境感到滿意的意識(shí)狀態(tài)[19]?？梢?，人體舒適度是表征微氣候的重要指標(biāo)，對(duì)其研究需要回歸“人”并關(guān)注“人”的感受。本次校園微氣候研究吸取前人經(jīng)驗(yàn)，通過問卷調(diào)查收集主觀舒適度數(shù)據(jù)[8]，并將環(huán)境客觀數(shù)據(jù)和主觀數(shù)據(jù)結(jié)合，從而向校園微氣候更新領(lǐng)域進(jìn)一步探索。

區(qū)域氣象數(shù)據(jù)一般通過中國氣象局或地區(qū)氣象站公布的數(shù)據(jù)庫獲取，也可通過設(shè)立符合標(biāo)準(zhǔn)的小型氣象站進(jìn)行觀測(cè)獲取。微氣候數(shù)據(jù)中的風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)一般可通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)[20]或CFD 模擬獲取[21]；且相比于傳統(tǒng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，CFD 模擬更加高效環(huán)保、受限較低。本次研究對(duì)象為大學(xué)校園，空間尺度上屬于中觀層面，故采用與其相適應(yīng)的CFD-PHOENICS中的FLAIR 模塊進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬；光熱環(huán)境則使用Ecotect 中的Solar Insolation 進(jìn)行模擬計(jì)算[22]。

20 世紀(jì) 80 年代及以前，國內(nèi)關(guān)于舒適度的研究始終處于定性描述階段，直到90 年代才取得了定量方面突破[16]。利用舒適度指數(shù)評(píng)估微環(huán)境，可將其細(xì)分為計(jì)算指數(shù)和經(jīng)驗(yàn)指數(shù)[6]。其中，計(jì)算指數(shù)基于人體熱平衡方程進(jìn)行計(jì)算，如：PMV、SET、OUT_SET、PET、UTCI 等；經(jīng)驗(yàn)指數(shù)則通常通過問卷調(diào)查，調(diào)研對(duì)象主觀感受評(píng)估得出，包括：TSV、TCV、MTSV、DS、DW 等。人體舒適度（SSD）是以人類機(jī)體與近地大氣之間的熱交換原理為基礎(chǔ)，從氣象角度評(píng)價(jià)不同氣候條件下舒適感覺的一項(xiàng)生物氣象指標(biāo)[23]，許多學(xué)者推薦其作為微氣候研究中評(píng)價(jià)人體舒適度的指標(biāo)[20-21]。

總體來說，已有的微氣候研究包含不同尺度研究空間，涉及不同類型的研究對(duì)象，涵蓋不同地區(qū)和氣候帶。這其中，與校園微氣候相關(guān)的研究少之又少。國內(nèi)針對(duì)校園微氣候的研究主要集中在局部實(shí)地氣象測(cè)驗(yàn)、校園環(huán)境模擬或室內(nèi)空間，如：評(píng)估校園不同綠地類型對(duì)校園小氣候的改善作用[24]，針對(duì)宿舍區(qū)的風(fēng)環(huán)境進(jìn)行CFD 模擬優(yōu)化[25-26]等。本文將以同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)為例，對(duì)校園微環(huán)境進(jìn)行CFD 模擬，并通過問卷調(diào)研結(jié)合舒適度主觀評(píng)價(jià)，將微氣候模擬與舒適度結(jié)合，并基于對(duì)比分析結(jié)果，嘗試在舒適度較低區(qū)域通過微更新來提升、改善校園公共空間，進(jìn)一步探討營造舒適校園微環(huán)境的可行性。

2 研究方法

2.1 研究思路

本次研究以校園微環(huán)境更新為目的，一方面，以收集氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)校園微氣候進(jìn)行CFD 模擬，包括利用PHOENICS 進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬與利用Ecotect 進(jìn)行熱輻射模擬；另一方面，針對(duì)校園微氣候舒適度進(jìn)行問卷設(shè)計(jì)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)放問卷、收集數(shù)據(jù)，并利用SSD公式進(jìn)行人體舒適度計(jì)算。之后，在綜合考慮CFD 模擬結(jié)果及基于問卷數(shù)據(jù)計(jì)算的人體舒適度的基礎(chǔ)上，選取校園內(nèi)兩處地點(diǎn)進(jìn)行微更新，并在更新后再次進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證微更新對(duì)于提高人體舒適度的有效性；最后，對(duì)此研究進(jìn)行總結(jié)討論（圖1）。

2.2 研究區(qū)域概況

同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)位于上海市楊浦區(qū)四平路，占地面積約60 000 m2。校園內(nèi)建筑類型多樣且跨越多個(gè)年代，既包括多個(gè)上海市歷史保護(hù)建筑，也有建于百年校慶時(shí)高達(dá)100 m 的綜合樓。校園內(nèi)植被豐富，道路兩側(cè)多種植高大喬木；最大水體為三好塢，由其引出的河水貫穿校園（圖2、3）。

2.3 CFD 模擬方法

2.3.1 數(shù)據(jù)來源及處理

圖1 基于微氣候模擬與人體舒適度評(píng)估的校園微更新研究思路

圖2 同濟(jì)大學(xué)區(qū)位圖

圖3 同濟(jì)大學(xué)平面圖

本次研究模擬階段的數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)《中國地面累年值月值數(shù)據(jù)集》及《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》。為了研究同濟(jì)校園內(nèi)四季人體的不同舒適度，筆者分別從四季中選取氣候最具代表性的月份進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，即1 月、4 月、7 月、10 月（表1）。

模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性檢驗(yàn)階段，所需數(shù)據(jù)來源于同濟(jì)大學(xué)所收集的赤峰路65 號(hào)氣象監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)。該監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)由若干工作單元每隔30 min 進(jìn)行1 次觀測(cè)，并實(shí)時(shí)傳送給觀測(cè)者。筆者從中選取了2018 年—2019 年的1 月、4 月、7 月、10 月數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值計(jì)算，以進(jìn)行后續(xù)微氣候模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性檢驗(yàn)（表2）。

將上述氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入Ecotect 中進(jìn)行可視化，得出4 張分析圖。①圖4 顯示出上海氣候的主要類型，即寒冷、潮濕、濕冷。②從圖5 可知，單從溫度來看，5 月—9 月為溫度最適宜的時(shí)間；從太陽輻射量來看，5 月和9 月的太陽輻射量最高。③從圖6可以看出，秋冬季節(jié)的太陽輻射量高于春夏季，其中，6 月—8 月的紅色區(qū)域代表最熱月，12 月—次年2 月的藍(lán)色區(qū)域代表最冷月。④從圖7 可以得知，無論從年平均太陽輻射量，還是從過低/過高輻射月來看，東南向都為上海地區(qū)建筑的最佳朝向。

2.3.2 模擬過程

同濟(jì)大學(xué)四平校區(qū)東西向長約840 m，南北向?qū)捈s670 m，考慮到周邊建筑影響與模擬的便捷性，在前期將建模范圍向四周擴(kuò)展約300 m，并對(duì)校園建成環(huán)境簡化處理，將建筑物和綠化分別用形態(tài)相仿的立方體代替（圖8）。

采用PHOENICS 軟件對(duì)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行分析，運(yùn)行過程中的模擬參數(shù)設(shè)置如下：長寬均為校園模型原邊長4倍，高度為原高度3 倍，最終范圍為x-4 800，y-4 000，z-300；網(wǎng)格邊長2 m，在x，y，z方向上數(shù)量分別為2 400，2 000，150；風(fēng)參數(shù)的設(shè)定所用數(shù)據(jù)為上海1 月、4 月、7 月、10 月的平均氣壓氣溫、地面溫度、平均風(fēng)速與頻率最大的風(fēng)向。

運(yùn)用Ecotect 軟件對(duì)太陽輻射進(jìn)行分析，模擬范圍與風(fēng)環(huán)境模擬相同，參數(shù)設(shè)置為：網(wǎng)格數(shù)x-200，y-160，z-16，使用上海CSWD 氣象數(shù)據(jù)。

2.4 調(diào)查問卷方法

從“以人為本”的思想出發(fā)，充分考慮不同環(huán)境中使用者的主觀感受，設(shè)計(jì)同濟(jì)校園微環(huán)境舒適度問卷，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)放、回收問卷。在問卷得出主觀結(jié)論和軟件模擬得出客觀結(jié)論的基礎(chǔ)上，總結(jié)對(duì)校園微環(huán)境氣候的評(píng)估，指導(dǎo)后續(xù)微更新設(shè)計(jì)。

2.5 人體舒適度評(píng)估方法

人體舒適度計(jì)算公式為：

式中，t表示氣溫；f為相對(duì)濕度；v表示風(fēng)速。

SSD共分為9 級(jí)（表3）。當(dāng)數(shù)值介于60～70 之間時(shí)（5 級(jí)），人體感覺最為舒適[24]。

表1 上海氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表2 同濟(jì)大學(xué)赤峰路65 號(hào)氣象監(jiān)測(cè)站氣象數(shù)據(jù)平均值

圖4 焓濕圖

圖5 逐月平均氣溫與熱舒適區(qū)間

圖6 年直射太陽輻射量

圖7 最佳建筑朝向

圖8 同濟(jì)校園及周邊簡模

3 模擬結(jié)果分析

3.1 CFD 模擬結(jié)果

3.1.1 風(fēng)環(huán)境分析

一般認(rèn)為，室外風(fēng)速＞1 m/s時(shí)，人們感覺是舒適的；而室外風(fēng)速＞5 m/s 時(shí)，則不利于活動(dòng)，故1～5 m/s 為理想風(fēng)速區(qū)間。此外，由于冬冷夏熱的氣候特點(diǎn)，往往認(rèn)為春夏氣溫高時(shí)，適當(dāng)提升風(fēng)速能夠加速空氣流通；秋冬氣溫低時(shí)，適當(dāng)降低風(fēng)速能夠使行人不過于寒冷。使用PHOENICS 生成同濟(jì)校園不同季節(jié)的風(fēng)速云圖（圖9）。

（1）校園內(nèi)各個(gè)季節(jié)風(fēng)速都較高的區(qū)域（紅圈標(biāo)注）主要在綜合樓前的廣場(chǎng)、校園西南部停車場(chǎng)附近。其中，綜合樓附近在春、秋季風(fēng)速高達(dá)5 m/s，西南部停車場(chǎng)附近則在秋、冬季達(dá)到5 m/s。

表3 人體舒適度SSD 指數(shù)分級(jí)

（2）校園內(nèi)各個(gè)季節(jié)風(fēng)速都較低的區(qū)域有西北宿舍片區(qū)和西部近密云路各學(xué)院教學(xué)樓附近，風(fēng)速普遍低于1 m/s。

（3）校園內(nèi)風(fēng)速隨季節(jié)變化較大的區(qū)域在留學(xué)生宿舍樓附近、博士樓附近和櫻花大道。其中，留學(xué)生宿舍附近春、夏季風(fēng)速較高，尤其是春季達(dá)4 m/s 以上，而秋、冬季風(fēng)速較低；博士樓附近和櫻花大道恰恰相反，春夏風(fēng)速低于1 m/s，秋冬風(fēng)速則達(dá)4 m/s 以上。

由此可見，校園內(nèi)風(fēng)環(huán)境舒適度低下的區(qū)域有：夏季西北宿舍片區(qū)、西部各個(gè)學(xué)院教學(xué)樓附近、博士樓附近，冬季綜合樓附近、西南停車場(chǎng)、博士樓附近、櫻花大道。

3.1.2 太陽輻射分析

使用Ecotect 生成同濟(jì)校園的年平均太陽輻射圖（圖10）。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，校園內(nèi)年平均太陽輻射量較小的區(qū)域（綠圈標(biāo)注）有：綜合樓北側(cè)、博士樓和西南各學(xué)院教學(xué)樓附近。其中，綜合樓北側(cè)和博士樓是由于建筑高度較大，西南各學(xué)院教學(xué)樓區(qū)域則是由于建筑密度較大。

3.1.3 模擬數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性檢驗(yàn)

為保證模擬所得風(fēng)速的準(zhǔn)確性，將赤峰路65 號(hào)氣象監(jiān)測(cè)站實(shí)測(cè)風(fēng)速與軟件模擬所得風(fēng)速進(jìn)行比較。選擇較為準(zhǔn)確的2018 年監(jiān)測(cè)所得的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確性檢驗(yàn)（表4）。由表4 可知，實(shí)測(cè)與模擬平均風(fēng)速較接近；將兩者進(jìn)行相減后取絕對(duì)值，再與實(shí)測(cè)平均風(fēng)速進(jìn)行比較并取百分?jǐn)?shù)，可以發(fā)現(xiàn)：4 月、7 月、10 月的偏差都能夠控制在15%以內(nèi)，其中4 月和10 月偏差僅為8%，只有1 月偏差達(dá)到了20%。

圖9 同濟(jì)校園不同季節(jié)的風(fēng)速云圖

圖10 同濟(jì)校園年平均太陽輻射分析圖

3.2 結(jié)合問卷的人體舒適度評(píng)估結(jié)果

根據(jù)氣象監(jiān)測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，將問卷所設(shè)問題答案分設(shè)5 個(gè)等級(jí)分?jǐn)?shù)（表5），算出每個(gè)選項(xiàng)的平均值。以SSD為縱軸，參與統(tǒng)計(jì)的區(qū)域?yàn)闄M軸，繪制夏季和冬季的人體舒適度柱狀圖（圖11）。

問卷共收集到128 份。通過對(duì)問卷結(jié)果的計(jì)算分析，可以得出以下結(jié)論：秋冬時(shí)節(jié)，整體舒適度不太理想，綜合樓與國康路舒適度都相對(duì)不高，其中，只有留學(xué)生公寓舒適度較好；春夏時(shí)節(jié)，西南教學(xué)區(qū)與西北宿舍樓舒適度相差不大，為中等水平。

需要注意的是，由于每個(gè)人的主觀認(rèn)知差異性，問卷調(diào)查的結(jié)果帶有強(qiáng)烈的主觀色彩，并不能直接作為選定校園微更新地點(diǎn)的依據(jù)。例如，賞櫻花的人可能過于關(guān)注櫻花而削弱了對(duì)環(huán)境的感知，著急取快遞者無暇顧及環(huán)境的舒適，等待友人者因無事可做過分關(guān)注周邊環(huán)境甚至無端加深理解等。但由于校園環(huán)境微更新的目的是為了使使用者有更好的感受，問卷結(jié)果仍具有一定參考價(jià)值。

3.3 CFD 模擬與問卷結(jié)果比較

根據(jù)上文提及的SSD計(jì)算方法，將軟件輸出的風(fēng)速模擬數(shù)據(jù)帶入公式運(yùn)算（表6），其中，濕度和溫度采用同濟(jì)大學(xué)所收集的赤峰路65 號(hào)氣象監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)（表2），最終得到以下結(jié)果：1 月平均濕度為47%，7月平均濕度為75%；1 月平均溫度為7.55℃，7 月平均溫度為29.25℃。計(jì)算得到不同地點(diǎn)的舒適度值變化柱狀圖如圖11 所示。

通過柱狀圖可以初步得出以下結(jié)果：①7 個(gè)研究地點(diǎn)的SSD值，基于模擬數(shù)據(jù)與問卷數(shù)據(jù)，得出的分?jǐn)?shù)總體變化趨勢(shì)大致相同；②除留學(xué)生公寓和西北宿舍區(qū)外，基于模擬數(shù)據(jù)的SSD值普遍低于基于問卷數(shù)據(jù)的SSD值；③兩類SSD值都以秋冬季綜合樓得分最低，最高分在春夏的西南教學(xué)區(qū)與西北宿舍區(qū)之間徘徊。

4 基于對(duì)比分析結(jié)果的微更新設(shè)計(jì)

4.1 地點(diǎn)選擇

在綜合考慮基于模擬數(shù)據(jù)及問卷數(shù)據(jù)得出的SSD值后，可以確定需要改造的區(qū)域。本研究選擇兩個(gè)具有代表性的地點(diǎn)進(jìn)行微更新：以季節(jié)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，春夏季的兩個(gè)地點(diǎn)得分均較高，故暫不選擇其作為微更新地點(diǎn)；在秋冬季，充分考慮到問卷數(shù)據(jù)的主觀判斷差異并盡量選擇校園內(nèi)地點(diǎn)，最終選擇兩種數(shù)據(jù)背景下得分最低的綜合樓和西南停車場(chǎng)（圖12）。

表4 實(shí)測(cè)風(fēng)速與模擬風(fēng)速對(duì)比

表5 問卷評(píng)分與風(fēng)速、溫度對(duì)照

表6 校園內(nèi)各地點(diǎn)模擬舒適度計(jì)算

圖11 校園內(nèi)各地人體舒適度柱狀圖（問卷所得與計(jì)算機(jī)CFD模擬對(duì)比）

圖12 微更新地點(diǎn)位置示意圖

4.2 微更新方案

由于本研究以同濟(jì)大學(xué)四平路校區(qū)作為案例，考慮到校園內(nèi)建成環(huán)境難以改變，微更新方案采用綠化種植設(shè)計(jì)與景觀設(shè)施設(shè)計(jì)，以進(jìn)行軟環(huán)境的優(yōu)化改造。

4.2.1 綜合樓微更新方案

通過調(diào)研及數(shù)據(jù)分析可知，綜合樓的舒適度低主要?dú)w咎于風(fēng)環(huán)境不宜人。對(duì)周邊的微更新主要分為兩個(gè)方面：綠化種植設(shè)計(jì)和景觀設(shè)施設(shè)計(jì)。

（1）綠化種植設(shè)計(jì)：在A 區(qū)域采用多植入喬木并配以適量灌木叢的方式，起到對(duì)風(fēng)的阻擋與引導(dǎo)。

（2）景觀設(shè)施設(shè)計(jì)：首先，在綜合樓西面B 區(qū)域車道上方設(shè)置景觀架，以減緩風(fēng)速；其次，在綜合樓正門前C 區(qū)域空草地上設(shè)立景觀雕塑，從而阻擋和改變?nèi)肟趶V場(chǎng)的風(fēng)向（圖13）。

4.2.2 西南停車場(chǎng)微更新方案

通過調(diào)研及數(shù)據(jù)分析可知，西南停車場(chǎng)舒適度低的主要原因是周圍遮擋物少，風(fēng)環(huán)境不宜人，且沒有舒適的陰涼地。其微更新方法也以綠化種植設(shè)計(jì)和景觀設(shè)施設(shè)計(jì)為主。其中，A 區(qū)域采用綠化種植設(shè)計(jì)，植入了喬木和灌木叢，對(duì)風(fēng)起到阻擋作用，并為使用者提供了陰涼地；B 區(qū)域采用景觀設(shè)施設(shè)計(jì)，在停車場(chǎng)原本的下沉式等候區(qū)加建等候亭，增加蔭蔽，提高候車舒適度（圖14）。

4.3 改造前后對(duì)比

4.3.1 微環(huán)境模擬與對(duì)比

改造后的風(fēng)環(huán)境模擬使用PHOENICS，方法同2.3.2。

（1）改造后，綜合樓南側(cè)人行道風(fēng)環(huán)境明顯變好。風(fēng)速冬季從3 m/ s 降為0.8 m/ s，夏季從2 m/ s 降為0.5 m/ s，且熱輻射略有下降；西側(cè)車行道風(fēng)環(huán)境有所改善，但部分區(qū)域風(fēng)速仍較高，約6.5 m/ s，且熱輻射沒有明顯變化。

（2）西南停車場(chǎng)改造后風(fēng)環(huán)境明顯變好。整體上，冬季風(fēng)速從5 m/ s 降為2 m/ s，夏季從5.5 m/ s降為1.75 m/ s，部分區(qū)域甚至低至0.4 m/ s；停車場(chǎng)中心區(qū)域相對(duì)四邊風(fēng)速較高，冬季從5.8 m/ s 降為2.6 m/ s，夏季從6.2 m/ s 降為2.1 m/ s。其熱輻射變化亦較明顯：冬季略有降低；夏季整體上從4 Hrs 降為3.5 Hrs，環(huán)繞周邊的植樹帶約降為0.5 Hrs，熱輻射環(huán)境明顯改善（圖15）。

4.3.2 舒適度對(duì)比

從圖16 和表7 可見，西南停車場(chǎng)和綜合樓的舒適度在改造后有所提高：綜合樓的SSD從26 提高到了34，西南停車場(chǎng)從30 提高到了38，基本接近冬天較為正常的水平（SSD=35.48，冬季氣溫?cái)?shù)據(jù)平均值，風(fēng)速2.2 m/ s，濕度73%，溫度4.8℃）。

圖13 綜合樓前場(chǎng)地改造前后模型

圖14 西南停車場(chǎng)改造前后模型

5 3 個(gè)方面的創(chuàng)新

大量文獻(xiàn)表明，在已有的研究中，通過對(duì)問卷調(diào)研的分類細(xì)化及探索多種經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，對(duì)于主觀舒適度描述已有較高準(zhǔn)確性；在氣候數(shù)據(jù)測(cè)量方面，也確保了與問卷調(diào)查的時(shí)空統(tǒng)一；還有大量關(guān)于主觀經(jīng)驗(yàn)舒適度指數(shù)與客觀計(jì)算舒適度指數(shù)關(guān)系的研究。但其中也存在一些局限，例如：對(duì)經(jīng)驗(yàn)指數(shù)和計(jì)算指數(shù)的差異性缺乏原因分析與矯正；研究時(shí)段跨度有限，多集中于某一個(gè)季節(jié)；且局限于理論層面，缺乏對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐的指導(dǎo)借鑒等。因此，本研究在以下3 個(gè)方面做出創(chuàng)新。

5.1 客觀模擬與主觀調(diào)研結(jié)合

本次研究中，不僅對(duì)校園內(nèi)微環(huán)境進(jìn)行模擬，得出客觀計(jì)算舒適度指數(shù)，還利用問卷調(diào)研獲取人們的主觀經(jīng)驗(yàn)舒適度。將兩者進(jìn)行比較，可知總體差異較?。煌瑫r(shí)，對(duì)個(gè)別地點(diǎn)差異較大的原因進(jìn)行探究和校正。

5.2 亞熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)冬夏綜合研究

上海屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，其冬夏氣候差異較顯著，因而人體舒適度也有較大差異。以往對(duì)于這一氣候帶的冬夏微環(huán)境綜合研究較少，本研究對(duì)此進(jìn)行了補(bǔ)充。

5.3 熱舒適度數(shù)據(jù)支撐的微更新

不同于以往的研究，本研究在對(duì)微環(huán)境及人體舒適度研究的基礎(chǔ)上，對(duì)整體建筑布局全盤修改。本文中，分別針對(duì)冬夏顯著不舒適的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行微更新設(shè)計(jì)，并對(duì)更新前后的微環(huán)境再次進(jìn)行了對(duì)比與模擬，具有實(shí)踐意義。

6 結(jié)語

圖15 改造前后風(fēng)環(huán)境、熱輻射對(duì)比

圖16 改造前后舒適度對(duì)比

表7 改造后綜合樓、西南停車場(chǎng)模擬舒適度

現(xiàn)階段，高等學(xué)校校園微環(huán)境越來越受到師生重視，而微氣候又是人體舒適度的重要影響因素之一。本文運(yùn)用CFD 氣候模擬軟件——PHOENICS、Ecotect 對(duì)同濟(jì)大學(xué)校園微氣候進(jìn)行模擬，并利用網(wǎng)絡(luò)問卷采集人體舒適度主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，將模擬結(jié)果和問卷結(jié)果對(duì)比分析。結(jié)果顯示，同濟(jì)校園部分地區(qū)微氣候舒適度較低，有較大提升空間。之后，進(jìn)一步選取植栽和景觀設(shè)施設(shè)計(jì)手段進(jìn)行局部更新優(yōu)化，并再次模擬驗(yàn)證其作用效果：校園微氣候得到改善，人體舒適度進(jìn)而提升。

本文基于數(shù)值模擬與調(diào)研問卷分析，通過精準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化校園微氣候，并建立了“計(jì)算機(jī)模擬—問卷調(diào)研主觀舒適度—空間優(yōu)化設(shè)計(jì)—計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證”的設(shè)計(jì)思路。雖然存在一些不足，但后續(xù)針對(duì)同濟(jì)四平路校區(qū)微氣候更新改造的CFD 計(jì)算機(jī)模擬仍能夠證明：綠化種植設(shè)計(jì)、景觀設(shè)施設(shè)計(jì)等空間手法對(duì)于改善建成環(huán)境難以改變的校園內(nèi)微氣候具有可行性。

在大學(xué)校園微環(huán)境氣候研究中，校園環(huán)境主要使用者為老師和學(xué)生，應(yīng)充分考慮師生對(duì)環(huán)境舒適性的評(píng)價(jià)。鑒于大學(xué)校園在城市中的特殊空間屬性，本研究既可起到改善公共空間、鼓勵(lì)戶外活動(dòng)和保持身心健康等作用，對(duì)未來綠色校園規(guī)劃、營造適宜校園微氣候、提高人體舒適度有一定參考價(jià)值；也是對(duì)如何改善城市人居環(huán)境和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一次探索[16]，對(duì)城市規(guī)劃者和城市居民具有重要意義。