城市的风环境效应与通风改善的规划途径分析.docx

文章编号：1673-1530（2014）05-0097-06内城市雾霾日益严重，城市气候效应已经得到各方面广泛重视，并促使我们对当前城市 规划建设与通风问题进行反思。城市气候的 形成与城市规划和建设紧密相关，城市土地 利用与开发建设造成特殊的、复杂多变的城 市气候，其典型特征表现为城市内部越来越 密不透风，静风以至无风日数越来越多，中 国大部分城市已表现出静风特征。静风、无 风状态的大气稳定导致城市内部高温异常区 域增多，污浊空气扩散困难，雾霾、灰霾日 数增多。这些由于气候环境恶化给城市发展 带来的负面环境问题有待通过改善城市规划 与建设方法来改良。运用城市规划的方法， 调整城市发展模式以及建筑、绿地、水体 等区域的空间布局来改善城市内部的自然通 风，创造适宜的城市环境，更好地为城市居 民生活服务，对于实现城市的宜居可持续发 展具有相当重要的意义。DOI：10.14085/j.fjyl.2014.05.0097.06收稿日期：2014-06-25 修回日期：2014-10-10%The Environment Effect of Urban Wind and thePlanning Approach to Improve Urban VentilationFENG Xian-huiAbstract: The wind plays very important role to urban environment. The air pollution could be diffused. diluted and the extremely heat environment could be improved by the wind inside the urban. And the wind also influences the living comfortable in urban. Researches have shown that the climatic characteristics in most cities of our countr y are presented as stable air with windless condition, which results not from the change of the natural atmospheric environment, but the construction of urban. At the same time, the air pollution and heat environment, caused by the windless condition, have become the crucial hazard factor of the urban environment. This paper focuses on the urban wind environment effect and the planning method of urban ventilation. By the methods of literature analysis and case example, this paper analyzes how to guide air flow in all types of the city, and puts out the planning approach for urban ventilation base on different development patterns and scales of urban.Key words: Urban Wind; Environment Effect; Ventilation; Planning ApproachFoundation item: P r ojec t suppor t ed b y the National Natural S cienc e Foundation of China: Urban Gr een Spac e Spatial Optimization S y st em Resear ch based on Local Microclimate Governing and Air Quality Simulation (41201590); Guangzhou People Livelihood S cience and Technology M ajor Special P r ojec ts L ocal M icr oclimat e , Air Quality Governing and Urban Green Space Design Comprehensive Technology ModelingResearch (x2jmB2131050)%:城市风气候环境具有非常重要的作用，城市内部的风能稀释扩散城区的大气污染，改 善城市内部的高温闷热环境，影响城市居住适 宜度。据相关研究表明，我国当前大部分城市 的气候特征表现为典型的静风状况，城市的静 风状况并不是由于自然大气环境的改变而造成 的，而与城市本身建设状况密切相关。同时， 静风状况导致的城市内部闷热无风与严重大 气污染已经日益成为城市环境的关键性危害因 素。因此，关注于探讨城市内部的风环境效应 与城市风通风规划途径。通过文献研究，案例 分析等方法，文章剖析如何引导城市内部各种 类型的大气流动，并从城市的不同发展模式和 规模入手，分别提出改善其城市内部通风的规 划途径。$%:城市风；环境效应；通风；规划途径:国家自然科学基金项目：基于局 地微气候调控与空气质量模拟的城市绿地空 间格局优化机制研究（41201590）；广州 市民生科技重大专项局地微气候、空气质量 调节与城市绿地设计综合技术模型构建研究（x2jmB2131050）2 我国城市静风状况与城市风气候特征通常将盛行风风速小于2m/s的状况称为静风状态，根据气象观测，长期处于静风状 态的城市可称为静风城市。前人的研究已经 证实，严重污染的发生、雾霾的产生与城市 气候的这种大气稳定状态紧密相关1-3。伴随 城市建成区不断扩张，城市规模越来越大； 高楼密集，城市屋顶界面越来越高，造成城 市覆盖层内外风气候状况差异很大4。来自于 郊野的盛行风气流主要从屋顶界面上通过， 少量气流能够进入城市覆盖层，造成界面上 下是两个环境特征差别很大的系统，城市处 于静风状态，并不是受整个区域大气变化的影 响，而是由于城市对盛行风的削弱作用5-7。以 典型静风城市广州为例，据广东省地面卫星观 测站于1951年至2000年的50年观测资料数据统计 表明，广州年平均静风频率为29%，并有逐年 增加的趋势。1995年以后，年平均静风频率年 平均达40%以上，平均风速仅1.4m/s。从1991年 至2000年，广州市年平均风速最高为1.8 m/s，最 低为1.3m/s。据天河地面观测站2005年观测数 据，日平均风速小于1.5m/s大约占70.7%，即 每月有21天为静风状况7。综观文献中公布的 我国城市年平均风速与静风频率，表明我国 有许多城市都属于静风状况（表01）。从城市特殊的风气候环境特征来看，当Special / LANDCCAPE ARCHITECTURE ECOLOGCIAL PLANNING AND DECIGN3 城市风的环境效应3.1 风对城市大气污染的改善具有重要作用由于城市以及近郊的工业生产，城市 内部大量交通工具的废气排放，使城市空气 中增加了大量污染物质。这些污染物质是自 然空气中没有的成分，其成分结构复杂，降 解困难，对城市居民健康与环境的质量造成 极为不利的影响。大气中的污染物质达到一 定浓度后，在静风城市气候环境中，形成雾 霾，引起人体感官的和生理机能的不适反 应，产生亚临床和病理性的改变，出现临床 体征或存在潜在的遗传效应，发生急、慢性 中毒或死亡等，该影响已经在相关的研究中 证实。污染物一旦排放进入大气，进行人工 技术降解是非常困难的，且代价高昂。大气有其自身的净化规律，风是决定城 市大气污染自然净化的主要因素17。要保持 较高的空气质量，城市中的污染物必然需要 迅速稀释扩散。例如在同一个区域，即使污 染物排放保持相当一定，但大气环境的质量 却可能存在很大的差异。这种差异是由于不 断改变的城市近地风状况造成的，城市内部 的近地风速与风向对污染物的输送和扩散稀 释造成很大差异，在不同的城市风环境状况 下，同一污染源所造成的近地面局地大气污 染浓度可相差几十倍乃至几百倍18-19。风速 直接决定污染物冲淡稀释的速度，当风速小 时，会把徐徐吹来的污染物堆积起来，致使 城市近地面污染浓度增高，造成严重污染； 风速除了稀释作用外，还影响输送距离，由 于强风，污染物可能输送很长距离，使浓度 变得很小，相对来说危害性不大。因此，最 大的污染状况经常出现在城市无风或静风的 时候，因为大气流动困难，有利于污染物的 积累，浓度增大。城市严重大气污染事件发城市处于静风状态条件下，即盛行风对城市内部的影响极度微弱时，城市内部将形成若 干局地尺度的热力环流，盛行风微弱，局地 热力环流发育，当盛行风逐渐增强时，这种 局地热力环流将逐渐消失13-14。相关研究表 明，局地热环流的风速通常都在小于2m/s这一 风速值范围，并形成于城市覆盖层内，即城 市屋顶界面之下，其风场分布与城市平均屋 顶界面高度有关。热力环流形成的前提条件 是城市区域内部存在一定的温度差。根据对 城市热岛的研究表明，热岛效应的空间分布 伴随城市的扩张而逐渐从集中的单一中心分 散为若干热岛中心15。若能有效利用城市内 部的局地热力环流改善城市无风状况，将对 城市局地空气质量以及小气候的舒适性具有 重要作用。即城市内部的冷湖区域若为大面 积的绿地、河流、湖泊等，形成的热力环流 即“林源风”和“河风”、“湖风”，这些 热力环流的风速和风质都更符合适宜小气候 条件的要求。城市内部的近地面若能够保持有一定的 “林源风”、“河风”或“湖风”，不仅可 以稀释污染，还可以改善夏季的高温闷热， 给人带来舒适环境。炎热的夏季，人们自然 地聚集到树阴下或水边乘凉，就是散步也尽 量避开沥青或光秃秃的地砖路面，而选择树 影婆娑的林荫道。“林源风”的凉风习习， 沁人心脾，虽然自然的轻风没有室内用空调 机械制冷的效果来得强烈，但时缓时急富于变 化的自然风更适度，且不会有损于健康。有日 本学者研究表明，建筑物中曾尝试通过变化气 流，甚至释放香味等种种努力，来模拟自然界 的风，然而不管耗费多少能源，模拟得多么像 自然，怎么也不及自然风凉爽怡人16。生时，其共同特征必然是大气的自净化过程受到了抑制，即处于无风或极小风状态，同 时逆温层形成，使大气更加稳定，污染物在 近地面大量堆积而引发。3.2 通风对城市流行病防治具有重要作用传染病极易在城市蔓延，危害极大，尤 其在密不透风、人口稠密的城市地区大规模 地蔓延，威胁人类生存与健康，严重危害政 治、经济、社会和城市生活。因为传染病的 产生，其中一个主要原因就是携带病菌的空 气停滞，流动困难或者在封闭空间内循环流 动，扩大污染面，同时病菌在空气中停留， 容易繁殖滋生20。若城市内部风速增大或不 断有清洁空气驱散污染空气，将加速病菌的 死亡。已有研究表明，通过城市建设措施保 障城市内部的良好通风，是一种能有效控制 易通过空气传染且传染性强，尚无有效的治 疗的流行病的重要方法。曾经对非典型肺炎 传染和防治的经验就证明了这一点21。3.3 通风可改善城市热环境状况城市热环境是人居环境中重要的组成 部分，它直接关系到城市居民对环境舒适度 的感受，直接影响人们的生活质量，学习、 工作的效率，以及身体健康。城市内部高温 区的形成，通常是由于城市内部风速微弱， 气流不畅，极大降低热量扩散速度。高热环 境将导致城市能源消耗增大，供水、供电紧 张，消耗大量的能源，同时给人们的生活和 工作将造成了严重影响，甚至造成死亡22-23。 用空调来调节热环境的弊病之一在于增加室 外环境的热量，因为空调只是把热从室内转 到室外。改善城市热环境的最佳途径是通 过风的自然调节，城市中人流活动的高密度 区，形成气温的高温区。除了要控制一定的 热释放外，加强城区自然通风，是最为有效 的方法之一，据研究表明，通风是仅次于遮 阳的改善热环境途径。自然通风是改善城市热环境的重要途 径。对于城市热环境的改善，风、水体、绿 地都有重要作用，城市中的绿地、湖泊、河 流等是低温区域，与城市建筑区域之间形成 循环风，利于改善城市的热环境，改变小气 候、杀灭细菌16。因此，在城市建设中，要 利用绿地、水面等的温差形成自然风体系， 好比自然空调系统，来调节城市夏季高温环表01 中国城市年平均风速与静风频率 地名 平均风速(m/s) 静风频率(%) 深圳2.127%汕头2.521%韶关1.533 %肇庆1.526%梧州1.525%福州2.725%贵阳2.152%兰州1.5462%太原1.630%重庆1.033%09801 02 03 / 专题图01 城市风环境示意图图02 圈层扩展城市建筑布局与通风示意图 图03 城市规模对风的削减作用示意图境，尤其对静风城市更为重要。一般受盛行风主导，城市风场有明显的季节变化与主导水平风向24。夜晚，盛行风的风 速微弱时，风由郊区向城市中心辐合，形成 城市与郊区之间的热岛环流。另一方面，当 盛行风微弱时，由于城市下垫面热力状况的 差异，在城市内部将产生不同尺度的局地热 力环流，尤其是在城市夜晚，通常都会产生 城市内部局地热力环流。盛行风与城市内部 局地热力环流之间互为生消关系6,15。已有研 究表明，若城市规模大，如特大城市等，盛 行风通常会在城市内部静止；同时，由于城 市内部下垫面之间的温差，将形成不同尺度 的局地环流，城市规模越大，其内部的风场 越表现出复杂性和多样性1-7（图01）。现为无风盆地，极容易导致高污染的频发27-28(图02)。 在轴向扩展城市中，城市风场特征与城市顺风向规模、城市顺风向角度、城市发展 轴类型均有关。若盛行风的风向与城市的扩 展方向垂直时，城市与自然大气交互面广、 多，而其较小的纵深使郊区自然风易于到达 更大比例的建成区。若盛行风的风向与城市 的扩展方向平行时，顺盛行风向的城市轴向 扩展规模越大，城市内部气流越不畅(图03)。 影响城市轴向扩展的主要因素是道路与自然 地理条件。城市扩展轴的类型可以分为自然 与人工两大类。自然的轴线主要有河流、山 脉；人工轴线主要是道路。河流与山林能在 城市内部形成山风或河风。组团发展城市的风场状况与组团分隔方 式与组团规模密切相关。当城市规模大时， 上风向组团与下风向组团的风场状况存在差 异，盛行风对上风向组团影响显著，对其它 组团影响不显著。组团内部局地热力环流的 性质由组团的分隔方式决定。组团由山体、 绿带、水面开阔的河流等分隔时，每个组团 能产生适宜的河风、林源风等环流，有利于 城市环境的改善。同时，组团模式由于具有 多个热场中心，能将中心幅合的热力环流分 解为若干局地环流，有利于缓解老城中心的 污染集聚27-28。4 城市风环境特性与其规模、发展模式密切相关4.1 城市规模影响城市风的流通与速率的削减城市规模通常以城市人口数量进行划 分，划分标准各国不同。我国目前使用20世纪90年代标准：城市非农人口规模大于100万为 特大城市，大于50万为大城市，20-50万为中 等城市，小于20万为小城市。截止至2008年， 我国地级城市287个（表02）。2013年，我国 进行“国家中长期新型城镇化规划”，广泛 征求意见，并可能在未来对城市规模划定标准 进行重新设定，小城市人口认定从20万以下提 升至50万以下，中等城市认定从20-50万上升至50-100万，大城市从之前50-100万上升至100-500 万。超过500万人的城市才认定为特大城市。城市的规模大小是影响城市风场特征的 重要因素。现代城市中高楼密集，相当于一 片“混凝土森林”，当风吹过城市时，气流 主要从屋顶界面上边通过，少量气流进入屋 顶下面，界面上下是两个环境特征差别很大 的系统。城市内部风场表现出两方面的显著 特征，一方面是流经城市的盛行风被大幅度 削减，据前人研究表明，这种削减程度可达60%至80%5,24。当城市规模较小时，城市对盛 行风的阻力与消减作用弱，城市风速较大，4.2 城市发展模式与其风场特征的相关分析城市发展模式是指城市空间发展过程 中表现的共同形态特征和规律，也是城市空 间扩张的形态与内部结构变化的若干抽象概 括。一般来说，城市发展模式可以分为： 圈层蔓延扩展模式；轴向扩展模式；组 团结构模式等几类。对于圈层蔓延扩展城市，传统研究认为 其城市风场表现为典型的城市与郊区辐合热 岛环流25-26。伴随城市规模的扩张，城市风场 的环流特征逐渐消失，并表现出复杂的局地 环流主导特性6-7。若城市的高层建筑群在圈 层外围，将形成挡风作用，使得城市中心表5 圈层蔓延城市改善通风的规划途径分析5.1 中小规模圈层扩展城市风环境状况与改善途径若城市规模较小，假设人口在50万以 下，城市对盛行风的削减作用取决城市高层表02 中国城市规模分布地级城市数 400万人 200-400万人 100-200万人 50-100万人 20-50万人中等 20万人地区 （个） 巨型城市 （超大城市） （特大城市） （大城市） 城市 小城市 全国 287132881110514099图04 山谷风改善城市环境示意图04Special / LANDCCAPE ARCHITECTURE ECOLOGCIAL PLANNING AND DECIGN建筑的总体布局形态，若要保持城市良好的通风状态，在城市规划中必须严格控制城市 由老城中心圈层向外扩展过程中的建筑高 度，使盛行风能顺畅流经城市内部。若城市 圈层发展的外围为高层建筑，即外围的高层 建筑包围低矮的老城，由于挡风作用，将造 成城市内部污染集聚的“盆地效应”。若 控制城市建筑高度由内向外逐渐降低，有利 于引导风进入城市和城市内部，促进大气流 动，稀释扩散污染空气。从城市气候学的原 理来说，夜晚盛行风减弱，城市将形成从四 周向中心集聚的热力环流，若城郊全是污染 企业，这种热岛环流将污染空气送入城市； 若城郊为供应新鲜空气的山林绿地，那就能 有效缓解城市大气污染状况。热岛环流的低 空辐合的气流会携带污染物向城市中心聚 集，因此，在城市中心设置“绿心”，能极 大减轻城市中心大气污染的集中程度。特别 指出的是，城市“绿心”建设能缓解污染是 对小规模圈层扩展城市而言的。对于特大或 巨型城市而言，建成区直径十几公里甚至几 十公里的“摊大饼”形态中布局一块绿地， 这种绿地的生态作用只是局部的杯水车薪， 对于对整个城市来说生态意义不大，难以发 挥所谓的“市肺”功能。综上所述，小规模 圈层蔓延城市的风气候环境的改善途径主要 是控制城市建筑总体高度布局和规划建设城 市“绿心”。循环严重污染30。若城市中高温中心是工厂企业，热力环流将污染严重的空气带到周围 居住区，使污染加剧，污染的扩散稀释非常 困难，严重污染事件频发。因此，为保障良 好的城市环境，城市的发展应当逐渐转变这 种圈层蔓延方式，采用绿带、河流、山林等 组团分隔式发展。城市发展模式的选择主要决定因素是城 市社会、经济的发展。虽然城市规模越小， 对风的阻碍影响越小，城市风气候环境越 好，但是却不符合城市经济发展规律。根据 城市发展的历史经验，在快速发展阶段，城 市的圈层外延发展是不可抑制的，为了改善 环境而抑制高速发展中的城市，是不能实现 的理想。根据我国目前采用的城市规模分类 标准，采用50万人-100万人作为城市发展模式 选择的“临界点”，即转圈层蔓延式为组团 发展模式，遏制城市的盲目膨胀，应当是符 合城市气候环境特征，也符合城市实际情况 的。若城市自然通风条件良好，人口规模可 采用100万人作为“临界点”；若城市通风条 件不佳，人口规模适当缩小，以50万人作为发 展模式转换的“临界点”，改变发展模式， 从而改善城市通风环境。设、发展区域。河流也是城市最重要的通风廊道，河道不但能够引导盛行风，还能形成 河风局地环流。因此，河流作为天然通风廊 道，为保障其通风顺畅，在规划中要控制河流 两岸的建筑高度以及布局方式，避免对河风的 阻挡。同时应当规划河流两岸平行带状绿地结 合与河流走向垂直的带状绿地，通过这些网络 分布的绿地通风廊道来改善城市通风。沿山谷带状发展的城市，通常盛行风 的风力较弱，随着城市的发展，大气污染问 题比较严重。山谷风的有效利用对改善这类 城市的风环境很有帮助，引导山风至城市内 部，山谷风环流能担负起输送新鲜空气的重 要作用，在山地上密植树林，如同建立河流 大坝的“新鲜空气大坝”，为增加从山脊流 入山谷的清洁空气，城市要规划有开敞的 导风区域，建设城市内部的“通风廊道” 网络，使流向城市的清洁气流不被建筑物干 扰，导入市区各个区域（图04）。6.2 沿人工轴线发展城市的风环境分析城市扩展的人工轴线主要是城市道路。 城市沿对外交通线的扩展在我国的大、中、 小城市的边缘地带特别典型，有明显的自发 性倾向。虽然城市道路空间开敞，能够引导 通风，但是目前主干道路的车流量大，污染严 重，本身就是污染源。已有研究表明，城市的 尾气排放量对大气质量的贡献居为首位31-32。 沿交通干道的城市污染程度最严重，城市往往 沿道路出现污染高浓度地带，所以整体NOX6 轴向发展城市改善通风的规划途径分析6.1 沿自然轴线发展城市的风环境改善途径从城市发展历史来看，众多城市沿河流 发展起来的，河流两岸是非常重要的城市建5.2 大规模圈层蔓延城市的风环境状况与改善途径分析城市圈层蔓延发展到较大规模时，成为 俗称的“摊大饼”城市，建成区连绵发展， 城市蔓延的规模越大，城市内部的静风状况 越严重，自然风很难被导入大规模城市的近 地层。从城市通风状态来说，“摊大饼”城 市一般通风不良，高温闷热。城市规模增大 的同时，城市热岛效应增强，已有研究证实 最大热岛效应（MHI）与城市人口规模（P） 存在一定的数学关系，减弱热岛效应所需要 的风速随城市人口规模的增长而提高29。这 意味着若城市人口规模扩大，城市受热岛效 应的困扰会加大，病态城市环境形成可能性 增大，同时增加城市内部自然通风的难度。 在通风不良条件下，城市内部建筑区与工业 区之间形成热力环流，在这种局地热力环流 的水平近地辐合作用下，将造成城市的复合100组团组团 城市中心区组团组团05 06 / 专题图05 大规模城市采用绿地隔离组团发展示意图图06 分隔绿带对环流的形成作用示意图7.2 组团发展城市的通风规划分析对于组团发展的城市来说，城市组团 的分隔方式、组团间距以及组合方式都将影 响组团内部以及组团之间的风环境形成及其 特征。组团之间采用绿带、河流等生态型的 分隔空间对于改善城市风环境才有益，利用 城市中的河、湖、绿地与密集建筑区之间产 生的大气流动，改善城市大气的静止状态， 改善夏季的高温闷热状况。因此，城市发展 过程中要首要要保护原有的生态型土地，充 分利用城市自然环境条件，如山体、河流、 树林等生态用地作为分隔，逐一发展城市组 团。对于不具备这些自然条件的城市组团， 需要以宽度适当的绿地型的绿带（非道路型 的绿带）分隔。在生态效应上，分隔绿带能 形成影响组团内部的“林源风”（图06）。 “林源风”风场是城市中局地热力环流风 场，能改善城市大气环境质量，还可以调节 组团小气候，给人带来舒适的生活环境。这 种的自然风对人体非常适度，含负离子，有 益于健康。绿带结构影响其通风以及过滤能力。 密实的绿带可以完全不透风，与污浊的空气 相遇时，常从树冠顶越过而得不到过滤与净 化。过窄和过稀疏的绿带过滤效果不明显。 分隔绿带不能密不透风，需要树冠疏密适 度，下部适当通风，以使污染空气得到良好 的净化效果。城市组团内部要考虑城市风的 引导。建筑物底层处理为架空层或者顺风向 有高差布局，能使风深入到各建筑组群，凉 爽的风让大范围内的居民受惠。因此，组团 内部应规划系统的通风走廊，有助于通风量 的提高以及热力环流的引导。通风廊道可调的污染浓度高 31 。若城市以道路为通风廊 道，势必扩大污染面，加剧城市污染，不利 于城市环境。从保护城市环境角度来说，城 市不宜以交通主干道作为通风廊道，应尽量 通过有一定宽度的紧密绿带或者其他防护措 施隔离污染，避免扩散。市内部热力环流所能及的范围与冷湖区域的面积，城市通风空间状况等因素有紧密相关 性。但是实地观测数据结果比较复杂，很难 提炼出有规律的普适结论。对于热力环流的 数值模拟，气候学家贝尔格（Berg）曾通过模 拟实验提出某一规律，气候学家兰兹葆认为 这一实验估计值与实际观测值基本上是吻合 的。丹尼维克（Dannevik）从在圣路易斯观测 的大量资料中进行总结和概括，他推测估计 热岛环流各要素也与贝尔格模拟实验基本符 合，丹尼维克还总结了理想的热岛环流要素 及其量级表。周淑贞曾介绍日本学者提出的 计算城市温差公式如下25：T0.951.6X（） 计算前提条件：风速小于1m/s T为城市与郊区的温差 X为建筑密度：则依此推算，当建筑密度为75%，冷湖面 积比率（可用绿地率代替）在25%时，热岛强 度约2.0。这是一个对于城市来说比较适宜 的比值，因此在下一步推算中，均设定城市 热岛强度为2，即建筑密度为75%，绿地率25%的前提条件。据贝尔格的模拟实验结果， 假设风速一定的条件下，地面热岛强度与影 响的距离成正比关系。若要维持2m/s的环流风 速，当城市热岛强度在2时，估算热力环流 影响距离约直径4km，面积约12.5 km2，人口 规模约12万人。假设维持1m/s的环流风速，当 城市热岛强度在2时，估算热力环流影响距 离约直径8km，面积约50km2，人口规模约50 万人。从城市风环境角度建议，12万至50万人 作为城市划分组团的规模都适宜，可根据城 市的其它条件综合考虑其组团具体规模。7 组团结构城市改善通风的规划途径分析7.1 基于热力环流影响范围的城市组团规模分析当城市达到一定规模时，选择组团式发 展符合城市可持续发展的弹性原则，也避免 建成区的连绵扩张，对城市气候环境的改善 有一定的益处。多中心组团式空间既能满足 城市规模进一步扩张的要求，每个城市组团 也能限制在一定的生态规模尺度（图05）。影响城市组团规模大小的相关因素是 多方面的，受国家的发展阶段、城市人口密 集程度、城市经济水平、建设现状和城市自 然气候条件、地形条件等因素制约。组团大 小没有统一的数据标准。从营造城市良好风 环境的角度来考虑，应当控制一定的组团规 模，使其通风顺畅。以城市局地热力环流的影响范围作为组 团划分的依据来进行分析，即通过城市热力 环流的运动范围来调控城市组团规模。根据 在广州市区的实地观测，广州市面积86hm2 的天河公园形成的“林源风”对邻近地区的 影响范围约在1-1.5km左右33。白云山山风在 广州市内影响范围广，在通风顺畅的广州大 道，在7-8km范围内都可观测到明显的山风。 珠江江风在观测中的影响范围约3-4km24。城101Special / LANDCCAPE ARCHITECTURE ECOLOGCIAL PLANNING AND DECIGN节组团内部小气候，可结合绿地、河流等空间规划，兼顾休憩、景观等作用。国、法国等气候学家发现，这种热岛环流的原理与模式长期在城市规划原理中作为指导原理，但是该模式仅适用于中小 规模城市。热力环流是指由于城市内部或城市与近郊之 间由于产生温差效应而形成的近地面层的辐合-辐散型风。 当盛行风微弱的时候，城市内部低温区域与高温区域之间由 于温差形成的局地风，例如绿地、河流、湖泊、山体与高热 量排放的工业区、建筑区之间形成的热力环流，环流风速约 为1-2m/s。当盛行风风速增强的时候，这种局地环流就会被 抑制，不显著表现。当地面热岛强度为5，到500m高处Tu-r减为1，到1000m高处则Tu-r0。在直径10km距 离内维持此温度差值，则由此温度场产生的气压差为7Pa， 此气压差值在空旷处可导致产生2m/s的风速。当热岛强 度（Tu-r）维持在2的条件下，平均水平风速u将达到2m/s，若不计阻碍作用，辐合气流的最大直径可达30km。 表01中数据根据文献8-12整理；表02资料来源：中华人民 共和国国家统计局.中国统计年鉴2009M.北京:中国统计出 版社:359。Koskentalo, E. Rantakr. Amodelling system for predicting urbanair pollution: model description and applications in the Helsinki metropolitan areaJ. Atmospheric Environment, 2000, 34:3723-3733.20Patrizia Hrelia, Francesca Maffei, Sabrina Angelini, Giorgio Cantelli Forti. A molecular epidemiological approach to health risk assessment of urban air pollutionJ. Toxicology Letters, 2004,149:261-267.21李秉毅,张琳. SARS 爆发对我国城市规划的启示J.城市规 划,2003,(7):71-72. 22谭冠日.全球变暖对上海和广州人群死亡数的可能影响J. 环境科学学报,1994,(3):368-373. 23曹严华.与热有关的死亡,美国J.疾病监测,1999,(5): 198-199. 24冯娴慧.城市近地面层的风场特征与导风体系的构建的研 究D.广州:中山大学, 2006. 25周淑贞,束炯.城市气候学M.北京:气象出版社, 1994:85-168. 26中国地理学会.城市气候与城市规划M.北京:科学出版社.1985,1-41. 27王绍增,李敏.城市开敞空间规划的生态机理研究(上)J.中 国园林, 2001,(4):5-9. 28王绍增,李敏.城市开敞空间规划的生态机理研究(下)J.中 国园林, 2001,(5):32-36.29 Karl T.R., Diaz H.F., Kukia G. Urbanization: its detection and effect in the United States climate record J. Journal of Climatology,1988,(1): 1099-1123.30 Helmut Mayer. Air pollution in citiesJ. 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Impact of urbanization and land-use change on climate J. Nature, 2003, 423: 528-531.2徐祥德,汤绪. 城市化环境气象学引论M.北京:气象出版社,2001:1-8.3徐祥德,周秀骥等. 城市群落大气污染源影响的空间结构及 尺度特征J. 中国科学D辑（地球科学）,2005, (增刊I): 1-19. 4张一平,彭贵芬等.城市区域屋顶上与地上的风速和温度特 征分析J.地理科学,1998, (1):45-52. 5周淑贞.上海近数十年城市发展对气候的影响J.华东师范 大学学报(自然科学版). 1990,(4):64-72.6陈明,于强. 城市风温场的特征分析J.南京大学学报, 1995, (1): 165-167. 7冯娴慧,魏清泉.广州城市近地风场特征研究J.生态环境学 报,2011, (10):1558-1561. 8林其标,林燕等.住宅