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摘要
街区是城市的基本组成单元,其自身形态不仅影响城市空间体验也与城市的微气候直接关联。当前主流的城市规划体系依然遵循理性功能主义原则,对气候与环境等核心问题的缺乏关注,无法应对当下城市气候中的挑战。相反,传统城市受地域气候及文化共同影响,而形成独特的街区形态,其历史营造经验所蕴含的气候适应机制是现代城市设计的重要范例。我国湿热气候地区中广泛分布的传统骑楼街区是近代城市改良运动下所产生的独特街区类型,其利用紧凑布局及遮阳等策略构建具有气候适应性的街区形态,为居民提供了舒适的城市公共空间。本研究从城市设计出发,结合城市气候学的实证研究方法,以系统性视角对传统骑楼街区的气候适应机制开展量化研究,对形态设计要素在微气候上的协同影响进行了深入探讨,为当下街区形态设计提供必要指引:研究从传统骑楼街区的形成历史、全球分布情况及对应的气候特征的调研入手,对其街区肌理特征、街道类型设计以及空间尺度取值三个方面进行分类及调研。研究选取广州及厦门两地中具有代表性的传统骑楼街区,在夏季日间开展行人空间的微气候实测,并利用ENVI-met对实测街区区域的微气候进行模拟。借助生理等效温度（PET）为人体热舒适指标,来对比两地街区的热环境特征,并验证传统街区中气候适应设计策略的有效性。接着在城市设计逻辑的框架下,基于传统骑楼街区的空间类型与尺度调研成果,构建了跨尺度多要素的街区形态参数控制模型。利用可视化编程平台将参数控制模型生成、微气候模拟模型转化、数值模拟以及数据分析等工作流程进行整合,从而搭建街区气候设计与分析联动的研究工具,实现专业工具的数据交互。在实测数据与研究工具的基础上,分别从街区与街道两个设计尺度的上对街区形态控制模型进行设计变量的数值模拟研究,对街区布局,街道高宽比,朝向,骑楼空间高宽比（AHW）以及植被覆盖率（TCA）五个变量对室外行人热舒适的协同影响展开综合评价。在模拟结果评价中,分别采用了理想热感觉时长占比（DTP）以及累积PET负荷（cPETL）为热环境性能的评价方法。结果发现:不同街道类型中设计变量对其热环境的影响不同,TCA较高的林荫道具有最为稳定的热环境;巷道与林荫道在街块较小的街区中有更好的热环境,而骑楼空间适用于较长的东西向街道;街道高宽比变化在不同的街块布局中所产生对热环境影响趋势有差异;另外,骑楼空间高宽比大于2时或者街谷的TCA小于22%时,较难对行人形成有效的遮荫环境。为了平衡湿热地区城市的遮荫与散热的需求,本文采用以天空角系数（SVF）为代表的城市形态参数指标来评价街谷对于天空开阔度的评价,并将各个参数控制模型的SVF数值与其对应的降温性能（ΔcPETL）进行关联分析。根据结果可知:同一街道类型的热环境与该街谷中的SVF呈线性关联;行人道上的SVF相同时,建筑提供降温的效率高于植被;骑楼街道中宜控制其道路中点SVF为0.3-0.5且AHW为1-1.33之间;林荫道宜控制其街道中点的SVF大于0.2且TCA不小于33%。根据以上论述,本文最后对现代街区形态进行了反思与讨论,从批判的角度探讨现代城市规划体系中核心问题,提出利用城市设计导则管控街区形态的必要性,并结合历史营造经验、实践案例以及研究成果,针对湿热地区提出以热环境性能优化为导向的街区形态设计策略,为城市设计与发展提供科学指导。
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