1、 風(fēng)景園林生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計 / 專題中圖分類號：TU119+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-1530（2014）05-0103-04 DOI：10.14085/j.fjyl.2014.05.0103.04 收稿日期：2014-03-14 修回日期：2014-10-10 1 引言我國的城市化進(jìn)程正步入了高速發(fā)展期。工業(yè)化和城市化在豐富人們的物質(zhì)享受和帶來便捷生活的同時，也對城市生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。世界上污染最嚴(yán)重的10個城市之中，有7個位于中國。中國500個大型城市中， 只有不到1%達(dá)到世界衛(wèi)生組織空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1。建筑與路面吸收大量熱量、人口集中及高消耗帶來的熱量累加等使得城市內(nèi)部的

2、溫度高出郊區(qū)形成城市“熱島”，從而更加惡化城市環(huán)境2。 根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件來進(jìn)行城市規(guī)劃，是解決城市環(huán)境問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。德國斯圖加特市（Stuttgart）的實踐也證明了這一點2。斯圖加特市的周圍被丘陵包圍著，由于風(fēng)力很弱，且常常產(chǎn)生逆溫層， 因此隨著城市的不斷發(fā)展，大氣污染成為非常嚴(yán)重的問題。規(guī)劃時首先對城市氣候進(jìn)行分析, 并據(jù)此對城市做出規(guī)劃。規(guī)劃人員為城市開辟了“風(fēng)道”。模擬冷氣的流動通道并消除通道上的障礙物，使冷氣通過“風(fēng)道” 能夠無障礙地流入城市。夜間從城市周圍的斜面和峽谷吹來的冷氣流山風(fēng)，給城市帶來了新鮮的空氣，同時也減輕了大氣污染。 現(xiàn)代城市自然景觀高度破碎化，其生

3、態(tài)服務(wù)功能嚴(yán)重缺失。作為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的綠地系統(tǒng)成為維護(hù)完整連續(xù)生態(tài)格局的關(guān)鍵， 是改善城市生態(tài)環(huán)境的重要途徑。然而，城市， 特別是中心區(qū)域土地稀缺始終是妨礙綠地系統(tǒng)發(fā)展的主要因素，這里的綠地率往往低于城市整體平均水平。屋頂綠化免去了高額的拆遷費用，能經(jīng)濟(jì)快捷地增加城市三維綠量，從而倍受許多國家和地區(qū)關(guān)注。國內(nèi)外各種類型、規(guī)模的屋頂綠化應(yīng)運而生，相關(guān)的科學(xué)研究也隨之展開3-5。生態(tài)系統(tǒng)的效益遠(yuǎn)大于個體。屋頂綠化正經(jīng)歷著從創(chuàng)造優(yōu)美景致、單體建筑節(jié)能到解決城市生態(tài)環(huán)境問題的漫長歷程。其格局也從零星分布向成片成系統(tǒng)的空中綠地演變。屋頂綠化將成為城市綠地系統(tǒng)的有益補充，同其一道在解決空氣污染、熱島效應(yīng)等

4、生態(tài)環(huán)境問題發(fā)揮著舉足輕重的作用。 氣候適應(yīng)性規(guī)劃強調(diào)城市規(guī)劃包括綠地系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)以本地地域氣候特征為基本出發(fā)點和落腳點。本文以成都為例，從改善城市環(huán)境的角度，探討城市尺度的屋頂綠化系 統(tǒng)的氣候適應(yīng)性規(guī)劃問題。 基于氣候適應(yīng)性的城市屋頂綠化系統(tǒng)規(guī)劃研究以成都為例Climate Adaptive Planning for Urban Green Roof SystemChengdu Case Study董靚 黃瑞DONG Liang HUANG RuiAbstract: Urban roof green space should make local regional climate featu

5、res as its starting point and foundation. And the climate- adaptive roof green space planning should be beneficial to city ventilation, local air circulation and dividing high polluted areas into smaller areas. Taking Chengdu as case study, this paper discusses climate adaptive planning for city-sca

6、le urban green roof system for the purpose of improving urban wind environment.Key words: Urban; Green Roof System; Climate Adaptive Planning; Chengdu摘要：城市屋頂綠地應(yīng)是以本地地域氣候特征為基本出發(fā)點和落腳點。以適應(yīng)氣候為評價標(biāo)準(zhǔn)的屋頂綠地系統(tǒng)規(guī)劃則應(yīng)在規(guī)劃布局上疏導(dǎo)城市通風(fēng)；并利用熱島環(huán)流造風(fēng)；利用屋頂綠化分散污染高濃度區(qū)域。以成都為例，從改善城市風(fēng)環(huán)境的角度，探討城市尺度的屋頂綠化系統(tǒng)的氣候適應(yīng)性規(guī)劃問題。 關(guān)鍵詞：城市；屋頂綠化系統(tǒng)；氣候

7、適應(yīng)性規(guī)劃；成都 103 圖01 成都市二環(huán)路內(nèi)屋頂綠化熱環(huán)境圖 圖01 Special / LANDSCAPE ARCHITECTURE ECOLOGCIAL PLANNING AND DESIGN2 成都現(xiàn)行綠地系統(tǒng)規(guī)劃的氣候適應(yīng)性分析成都市現(xiàn)行的綠地系統(tǒng)規(guī)劃（ 2003- 2020年）通過3S技術(shù)、景觀格局分析、生態(tài)效益核算等方法，針對當(dāng)?shù)貧夂驐l件分別從熱島效應(yīng)緩解、綠地面積及分布、通風(fēng)策略等方面提出了相應(yīng)的規(guī)劃對策6。 城市熱島分析從遙感數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀解譯入手分析了城市熱環(huán)境的分布格局。結(jié)果顯示7 3.1 研究范圍及現(xiàn)狀從上節(jié)分析得知，成都市綠地系統(tǒng)突出的問題主要集中在二環(huán)路以內(nèi)的城市核心

8、區(qū)。這里城市建設(shè)歷史悠久，土地資源稀缺，拓展綠地實屬不易。屋頂是擴(kuò)展綠化的重要空間。成都地區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明， 夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。晴天少、熱量充足、雨量充沛、靜風(fēng)率高。氣候適宜屋頂綠化。 本研究范圍為成都市二環(huán)路內(nèi)全部屋頂?，F(xiàn)狀調(diào)研采用在線電子地圖的遙感影像作為基礎(chǔ)底圖，在此之上運用地理信息技術(shù)對影像中的單體建筑屋頂逐一描圖，實現(xiàn)對屋頂及其綠化數(shù)據(jù)的數(shù)字化和分析。同時結(jié)合實地調(diào)研，完善數(shù)據(jù)成果。氣候因子分析是在國家氣象中心提供的成都市1981-2010年地面及高空氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用統(tǒng)計、文獻(xiàn)分析和定島效應(yīng)，同時也是消除城市空氣污染的重要措施。在北、東北兩主導(dǎo)風(fēng)向上方即新都-

9、青白江組團(tuán)和郫縣組團(tuán)之間、新都-青白江組團(tuán)和龍泉驛組團(tuán)之間設(shè)置人口密度上限，利用綠地等開敞空間建設(shè)氣流通道，形成城市綠系軸心地帶。 盡管如此，仍然有一些棘手的問題需要解決。如由于城市人均建設(shè)用地數(shù)值偏低， 導(dǎo)致用地緊張限制綠地發(fā)展；綠地布局還不盡合理，特別是二環(huán)路以內(nèi)的城市核心區(qū)， 由于土地資源緊張導(dǎo)致綠地比例偏低；城市氣流通道沒有延續(xù)進(jìn)入二環(huán)路內(nèi)的城市核心 區(qū)等。 以城市中心東南為西界, 向東向南至三環(huán)路, 是熱量分布的主要區(qū)域。線狀分布依托于城市交通干線。綠地規(guī)劃措施針對性地增加了熱島效應(yīng)明顯區(qū)域綠地面積，并利用水系及濕地保護(hù)建設(shè)發(fā)揮河流對熱島的阻隔作用。景觀格局分析顯示，中心城區(qū)綠地景觀

10、結(jié)構(gòu)存在的主要問題有：綠地斑塊分布與布局極不平衡；綠地景觀多樣性較低；綠地斑塊破碎度大等。規(guī)劃方案提出了若干條解決措施， 如增加綠地面積、加強綠地斑塊聯(lián)結(jié)、增加各類綠地斑塊的自然性和復(fù)雜性等，并提出了各類綠地面積的數(shù)量化指標(biāo)。 綠地系統(tǒng)規(guī)劃對于城市通風(fēng)的考慮也是一大亮點。成都這樣的靜風(fēng)城市，通風(fēng)策略尤為重要。如前所述，它不但能有效緩解熱3 成都市屋頂綠化系統(tǒng)氣候適應(yīng)性規(guī)劃國家氣象中心數(shù)據(jù)顯示，成都市全年晴天少、陰天多，年平均日照時數(shù)為1 003 小時。年平均降水總量850.9 mm，且主要集中在6-9月，其降水量占全年的76%。月平均相對濕度全年平均值為81%。成都市熱量豐富，四季分明，無霜期

11、長達(dá)350天左右。年平均溫度量計算等方法，對屋頂光照、分、溫度環(huán)境進(jìn)行數(shù)量化研究。在此基礎(chǔ)上結(jié)合熱島分布狀況，實現(xiàn)對成都市中心區(qū)屋頂綠化系統(tǒng)氣候適應(yīng)性的規(guī)劃。 數(shù)字化之前， 已通過人工判讀去除了能清晰判別的具有玻璃及金屬等材料屋頂、采光屋頂，以及大型體育、觀演、展覽（功能、形態(tài)、裝飾等需保持完整性）等明顯不適宜做屋頂綠化的建筑?，F(xiàn)狀研究結(jié)果表明，成都市二環(huán)路內(nèi)建筑約1.6萬余座，屋頂總面積1 059.1hm2，占整個二環(huán)路內(nèi)區(qū)域總面積的17.6%。屋頂綠化面積達(dá)142.2hm2，占總建筑屋頂面積的13.4% ，且綠化方式以密集型為主。未綠化的屋頂面積仍高達(dá)916.9 hm2?？臻g分布來看，綠化

12、率最高的區(qū)域集中在一、二環(huán)路之間的西南和西北兩處；整個城西半側(cè)多于城東半側(cè)；一、二環(huán)路之間的建筑屋頂綠化面積及綠化率均明顯高于一環(huán)路以內(nèi)的。7層及以下居住建筑是目前屋頂綠化的主力軍，綠化率為17.1%，商業(yè)建筑及公共建筑 屋頂綠化率都不到5%。 16.3 ，最熱月最高溫度37.3 ，最最低溫度-3.6 。年平均靜風(fēng)率高，年平 均風(fēng)速為1.2 m/s。 3.2 基于熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境改善的屋頂綠化規(guī)劃由于城市熱島和逆溫現(xiàn)象并存，成都市二環(huán)路內(nèi)溫度垂直變化復(fù)雜。高空氣象數(shù)據(jù)顯示，屋頂界面以下溫度與地面相比變化不大。近地面溫度高于470 m高空溫度，差值在0.15 到0.75 之間。而在水平方向熱量分布

13、 差異大，熱島效應(yīng)明顯。資料顯示8，2005- 104圖03圖02 風(fēng)景園林生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計 / 專題2010 年，成都市多數(shù)地方的熱島強度在1.5- 3.5 。一環(huán)內(nèi)、一環(huán)與二環(huán)之間平均熱島強度分別為1.8 和1.9 ，且呈明顯的季節(jié)變化。6月開始增強，7月最強，從8月開始逐漸減弱。6、7、8三個月二環(huán)路內(nèi)平均熱島強度為4.1 。 按照熱島亮度圖7，將成都市二環(huán)路內(nèi)屋頂區(qū)域分為A、B兩部分（圖01）。A為強熱島效應(yīng)區(qū)， B為弱熱島效應(yīng)區(qū)。2006年數(shù)據(jù)顯示，A區(qū)域3月份熱島強度約為2以上，7月份約為4.5以上；B區(qū)域這兩者的數(shù)值分別在2及4.5 以下。從熱環(huán)境規(guī)劃而言，區(qū)域A是屋頂綠化的優(yōu)先建

14、設(shè)區(qū)。它的綠化建設(shè)對二環(huán)路內(nèi)熱島效應(yīng)的緩解至關(guān)重要。 通過植被的蒸騰散熱及對太陽輻射熱的遮擋，綠化后的屋頂成為新的低溫區(qū)。由于太陽輻射近地面加熱及汽車等人工熱源的存在， 道路這個線狀污染源與綠化后的屋頂會形成溫度差。如果屋頂綠化面積大、綠量高，則會形成林源風(fēng)。即使無法滿足成風(fēng)條件，溫差也會引起局部空氣湍流，促使污染物擴(kuò)散稀釋。 國家氣象中心數(shù)據(jù)顯示，成都地區(qū)年平均靜風(fēng)率高，年平均風(fēng)速為1.2 m/s。非靜風(fēng)風(fēng)向除6-8 月以N為主外， 其余月均以NNE為主，且平均風(fēng)頻分別為8%和11.6%。水平方向上，風(fēng)吹過城市，由于下墊面參差不齊的龐大建筑物群的摩擦阻力，導(dǎo)致風(fēng)速減小。垂直方向，風(fēng)速隨高度呈

15、指數(shù)律增加。在風(fēng)道范圍內(nèi)，熱島引起的局部熱湍流會抬升及削減風(fēng)速，而較低的溫度能保證風(fēng)順利吹過城市。將北、東北兩主導(dǎo)風(fēng)向上方的新都-青白江組團(tuán)和郫縣組團(tuán)之間、新都-青白江組團(tuán)和龍泉驛組團(tuán)之間的兩片進(jìn)風(fēng)綠地沿風(fēng)向穿過城市，與下風(fēng)方向的排氣綠地相連，此軌跡即為風(fēng)道（圖02）。二環(huán)路風(fēng)道范圍內(nèi)的屋頂則需要通過綠化降溫，以保證風(fēng)順利通行。不僅如此，綠化將原本裸露的建筑屋頂覆蓋，進(jìn)而降低了風(fēng)將已沉降的塵土等污染物重新帶入空氣的機會。另外，風(fēng)還與屋頂綠化協(xié)同工作，將被植被凈化后的新鮮空氣及其中的氧氣與周圍及下風(fēng)方向空氣混合， 擴(kuò)大了屋頂綠化的生態(tài)效應(yīng)范圍。 綜合考慮風(fēng)、熱環(huán)境（圖03），綠域即為成都市屋頂綠

16、化的核心建設(shè)區(qū)域。此區(qū)域約占二環(huán)路內(nèi)屋頂總面積的89%。這一區(qū) 域?qū)Τ啥际卸h(huán)路內(nèi)熱島的緩解和主導(dǎo)風(fēng)道圖02 成都市二環(huán)路內(nèi)屋頂綠化風(fēng)環(huán)境圖 圖03 成都市二環(huán)路屋頂綠化系統(tǒng)核心區(qū)規(guī)劃圖 105 Special / LANDSCAPE ARCHITECTURE ECOLOGCIAL PLANNING AND DESIGN12于志熙.城市生態(tài)學(xué)M.北京:中國林業(yè),1992. 的通暢起著重要的作用。 除了對熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境的考慮外，屋頂綠化可觀的綠量也是影響規(guī)劃的重要因素。雖然屋頂單體面積有限，但龐大的數(shù)量使得它的總體面積可觀。成都市二環(huán)路內(nèi)綠地面積為535.44hm2，綠地率僅為8.9%。本研究規(guī)

17、劃屋頂綠化核心區(qū)的面積約940hm2，基本是地面綠地面積的1.8倍。其中，符合成都市屋頂綠化及垂直綠化技術(shù)導(dǎo)則（試行）要求的12層或40 m以下屋頂面積約846hm2 ，約為地面綠地面積的1.6 倍。按照前述的成都市城區(qū)建設(shè)項目配套綠地面積計算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（ 試行） 計算（ 假設(shè)為綠化面積達(dá)到60%），可折合成169hm2 綠地。這樣成都市二環(huán)路內(nèi)綠地率可達(dá)到11.7%。其余11%的非核心區(qū)屋頂仍需鼓勵綠化。 策支持能夠?qū)崿F(xiàn)城市屋頂?shù)娜婢G化。借鑒德國經(jīng)驗13，增加屋頂綠化面積可以從建設(shè)開敞型屋頂綠化入手。 （4） 提升屋頂綠化質(zhì)量。主要有兩方面：一是指植物的生存質(zhì)量，需要從各個城市特有的氣候環(huán)境

18、出發(fā)，根據(jù)植物的生存條件將屋頂分類后，制定選擇綠化植物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而針對性的推薦適宜植物種類；一是指屋頂綠化景觀格局。包括從氣候適宜角度優(yōu)先鼓勵和建設(shè)核心區(qū)；從生態(tài)學(xué)及景觀生態(tài)學(xué)出發(fā)，優(yōu)化屋頂綠化景觀格局，如不同格局對污染物擴(kuò)散及稀釋過程的影響等。提升質(zhì) 量是下一步研究的主要內(nèi)容。 13渥爾納皮特庫斯特.德國屋頂花園綠化J.中國園林, 2005,(4):71-75. 作者簡介：董靚/1963年生/男/四川人/博士/西南交通大學(xué)建筑學(xué)院教授/風(fēng)景園林系主任/博士生導(dǎo)師/西南交通大學(xué)綠色建筑研究中心主任/立昂設(shè)計主持設(shè)計師/研究方向：可持續(xù)景觀設(shè)計、康復(fù)性環(huán)境設(shè)計、綠色建筑與生態(tài)小鎮(zhèn)等（成都 6100

19、31） 黃瑞/1976年生/女/四川人/西南交通大學(xué)建筑學(xué)院風(fēng)景園林系講師/景觀工程在職博士生/研究方向：可持續(xù)景觀設(shè)計、 風(fēng)景園林植物應(yīng)用等（成都 610031） 5 結(jié)語氣候適應(yīng)性規(guī)劃強調(diào)城市規(guī)劃包括綠地系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)以本地地域氣候特征為基本出發(fā)點和落腳點?；跉夂蜻m應(yīng)性的城市屋頂綠化系統(tǒng)規(guī)劃時需要注意：為消除空氣污染，布局應(yīng)有利于城市通風(fēng)；合理布局，利用熱島環(huán)流造風(fēng)；利用屋頂綠化分散污染高濃度區(qū)域。屋頂綠化應(yīng)作為城市綠地系統(tǒng)的一部分，從整個城市生態(tài)系統(tǒng)的角度入手研究和規(guī)劃。我們從氣候適應(yīng)性角度出發(fā)，對成都市二環(huán)路內(nèi)城市屋頂綠化進(jìn)行規(guī)劃研究，是這一方 面的有益嘗試，意在拋磚引玉。 4 關(guān)于城

20、市屋頂綠化系統(tǒng)規(guī)劃的氣候適應(yīng)性規(guī)劃的討論通過上面的分析，基于氣候適應(yīng)性的城市屋頂綠化系統(tǒng)規(guī)劃時需要注意： （1） 為消除空氣污染，綠化布局應(yīng)有利于城市通風(fēng)。由于城市綠化面積所占比例不高，植物對污染物的干降解能力非常有限， 清除城市空氣污染物最有力的手段是通風(fēng)10。這一點對微風(fēng)及靜風(fēng)城市尤為重要。成片綠地與鄰近的建成區(qū)之間因兩處的升、降溫速度不一,可以導(dǎo)致出現(xiàn)速度達(dá)1m/s的局地風(fēng) 11。除利用城市熱島和周圍大片綠地共同作用制造城市環(huán)流外，在城市風(fēng)道上的屋頂應(yīng)盡可能進(jìn)行綠化，從而減少局部屋頂高溫對風(fēng)的削減作用， 使得氣流能通暢得經(jīng)過城市。此外，屋頂綠化造成的局部林源風(fēng)也成為擴(kuò)散稀釋降解空氣污染的新生力量。 （2） 利用屋頂綠化分散污染高濃度區(qū)域。根據(jù)空氣污染物的低空輻湊原理，城市混凝土下墊面組團(tuán)面積越大，空氣污染越嚴(yán)重。利用屋頂綠化打破城市中心區(qū)域建筑等人工構(gòu)筑物成片連續(xù)分布的格局。通過屋頂綠化過濾凈化及擴(kuò)散稀釋降解空氣污染物。這樣可以將原本集中的一個高濃度污染區(qū)分散成若干個， 濃度得以稀釋，有助于分散治理。 （3） 增加屋頂綠化面積。國外許多學(xué)者認(rèn)為， 合理的綠化覆蓋率是市區(qū)面積的50%12。在寸土寸金的城市特別是中心區(qū)域， 屋頂綠化無疑為我們向目標(biāo)靠近提供了新途徑。從理論上講，現(xiàn)有的技術(shù)及進(jìn)一步的政參考文獻(xiàn)：1張慶豐