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全球看武漢|香港反思SARS:高密度城市如何提升通風環(huán)境

來源:環(huán)保節(jié)能網(wǎng)
時間:2024-08-19 23:36:23
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全球看武漢|香港反思SARS:高密度城市如何提升通風環(huán)境如何應對新型冠狀病毒導致的肺炎疫情,17年前在SARS中留下的經(jīng)驗值得記取。本文由一覽眾山小團隊編譯,介紹了SARS侵襲香港

如何應對新型冠狀病毒導致的肺炎疫情,17年前在SARS中留下的經(jīng)驗值得記取。本文由一覽眾山小團隊編譯,介紹了SARS侵襲香港后的一份反思成果。當時,香港淘大花園發(fā)生多人感染并致死的嚴重情況,香港政府檢討認為,這與建筑物密集有關(guān)。如果一個高密度城市中建筑物彼此緊貼、互相爭奪高層空間、水岸和綠地前排滿了景觀高層建筑,那么不可避免地,空氣流通會被阻礙,城市熱島效應加重,不僅溫度會上升,病毒、細菌也被困在街道上,影響人們的健康。
武漢爆發(fā)的新型冠狀病毒與SARS在傳播途徑上有相同之處,在人流密集處有更高的傳播可能性。借由香港對SARS的反思,一覽眾山小團隊提醒人們在疫情中要時刻注意通風;在疫情后要及時改善城市環(huán)境的通風品質(zhì),提升城市衛(wèi)生狀況和舒適度。
摘要
2003年,香港遭受SARS侵襲,許多市民染病去世。隨后,香港政府成立全城清潔策劃小組(Team Clean)委員會,來研究可行的城市設(shè)計政策。該小組任命特別行政區(qū)規(guī)劃署來完成該任務(wù)。2003年,全城清潔策劃小組發(fā)布了《關(guān)于實施空氣流通系統(tǒng)的可行性研究》。進行相關(guān)重點研究后,空氣流通評估 (AVA)系統(tǒng)的技術(shù)方法和準則建立了起來。AVA是專門針對擁擠城市設(shè)計的關(guān)于弱風的準測。香港政府2006年正式發(fā)布了這套空氣流通評估系統(tǒng),并要求公共資金投資的發(fā)展項目貫徹實施。本文介紹了AVA系統(tǒng)的科學和實施過程。
簡介
香港是世界上人口密度最高的城市之一。(圖一)高密度的居住環(huán)境有利于高效利用土地、公共交通和基礎(chǔ)設(shè)施,日常設(shè)施的臨近也帶來許多便利。但其“沉沒成本”卻是更難以在都市設(shè)計與自然環(huán)境中取得平衡 —— 例如對自然光照和自然空氣/通風的取舍。好的城市規(guī)劃和建筑設(shè)計就顯得尤為重要。
圖一 全球最高密度城市香港
在香港,有人認為,在人口高密度的城市實現(xiàn)通風,總體是很難的。在街道和城市空間,空氣流動通常呈現(xiàn)緩慢或停滯的狀態(tài)。要改善這種情況,最重要的是邁出第一步來采取措施。
利用好設(shè)計和評估工具,能協(xié)助政府、規(guī)劃師、工程師、建筑師、設(shè)計師和各行業(yè)相關(guān)人士共同實現(xiàn)空氣流通最優(yōu)化。2003年香港遭遇SARS的嚴重襲擊后,市民大眾呼吁,采取措施改善市區(qū)的生活環(huán)境。全城清潔策劃小組最終報告中提出的一項建議是:研究在所有主要發(fā)展或重建及未來規(guī)劃中,將空氣流通評估 (AVA) 列為考慮因素的可行性。全城清潔策劃小組要求香港規(guī)劃署在政府各部門之間討論、以及向相關(guān)專業(yè)機構(gòu)和相關(guān)人士咨詢其空氣流通評估系統(tǒng)的標準、范圍和應用機制。規(guī)劃署發(fā)布了一份題為《關(guān)于實施空氣流通評估 (AVA) 系統(tǒng)的可行性研究》的相關(guān)研究。2003年,政府將科研合同委托給香港中文大學建筑系的學者。
這項研究的一個基本精神是,開發(fā)更多基于科學的城市干預措施,以提高香港在高密度城市環(huán)境下的長期生活質(zhì)量。 這些干預措施被形象地成為“城市針灸”。研究著眼于一個基本任務(wù):如何合理地設(shè)計和規(guī)劃城市肌理,使得其有利于自然空氣流通。
研究目標
這項研究的主要目標是探究建立相關(guān)協(xié)定的可行性。這些協(xié)定以評估主要規(guī)劃及發(fā)展建議對外部空氣流動的影響為手段,來達到一個可接受的宏觀風環(huán)境。
健康、舒適和對SARS的反思
該研究由全城清潔策劃小組報告發(fā)布,重點在于以SARS為警鐘,探索城鎮(zhèn)規(guī)劃對于建立空氣流通評估(AVA)的可行性可產(chǎn)生的影響。在規(guī)劃方面,期望達到改善城市整體居住環(huán)境、質(zhì)量和可持續(xù)性的目標。
健康和舒適是互相關(guān)聯(lián)的。心理和生理的熱舒適(thermal comfort) 有利于健康。世界衛(wèi)生組織(WHO)在1948年將健康定義為“一種完全的身體、精神和社會健康的狀態(tài),而不僅僅是沒有疾病或虛弱”。雖然健康 (環(huán)境對人類福祉的直接影響) 是一個考慮因素,但這項研究不應忽視城市居民的長期福祉,因為他們在生理和心理上都更需要舒適。
研究方法和主要任務(wù)
“找對問題,否則我們可能解決錯誤的問題。”這是在研究早期階段應邀成為專家評審員的Mat Santamouris教授的開場白。研究方法和主要任務(wù)總結(jié)如下:
A 對現(xiàn)有的世界各地的相關(guān)工作和研究實例進行文本研究 —— 包括科學調(diào)查,以及政策措施。
B 回顧明確香港現(xiàn)在的城市狀況,并發(fā)現(xiàn)問題。
C 考慮發(fā)展對風環(huán)境的影響,探索設(shè)定執(zhí)行標準的可能性。
D 明確首要問題并探索進行有效的成本效益評估的可行性。
E 檢測有效的實施機制的可行性,并建立方法論。
F 為人才和專家的利用建立準則和良好的實施規(guī)范。
本研究的主要政策成果包括:
(1) 為分析香港城市肌理的架構(gòu)與規(guī)劃范疇提供意見;
(2) 在規(guī)劃中找出影響空氣流通的主要因素;
(3) 在考慮現(xiàn)行規(guī)劃環(huán)境的情況下,確定需要進行空氣流通評估的主要考慮因素;
(4) 提出實施辦法和相應的實施機制。
文獻綜述
研究小組進行了一個簡要的相關(guān)文獻研究。關(guān)于風環(huán)境和建模的科學研究有很多;但研究小組很快發(fā)現(xiàn):很多國家都有關(guān)于陣風和強風問題的法規(guī)和建設(shè)指南,但很少有談到城市空氣停滯和通風問題的。
值得注意的例外是一些關(guān)于空氣污染和擴散的研究,例如伯明翰大學Chris Baker教授的研究組。日本東京都政府制作了環(huán)境地圖,明確了特定地區(qū)和其應采取的措施,用以指導城市更新項目(圖二)。德國的法律要求,開發(fā)項目不得導致該區(qū)域氣候的惡化,并制作了城市氣候地圖,用來指導規(guī)劃和開發(fā)決策(圖三);在卡塞爾(Kassel),氣候地圖已成為規(guī)劃評估地圖,進一步為規(guī)劃師擬定措施提供依據(jù) —— 氣候地圖考慮了城市風環(huán)境的動態(tài)特征,消除了城市熱島效應的負面影響;規(guī)劃師可基于這份地圖,來決策一個開發(fā)項目是否阻擋了城市風流、項目建議是否應該獲得許可,或者是否需要進行更多測試以證明其合理性。文獻研究過程中發(fā)現(xiàn),香港應對極端高密度條件下的風環(huán)境展開了專項研究,但是弱風研究仍然很少。
圖二 東京環(huán)境地圖:熱環(huán)境分區(qū)和特定區(qū)域(熱島效應消解區(qū)或城市更新優(yōu)先區(qū))
圖三 規(guī)劃評估地圖,Prof Lutz Katzschner,卡塞爾大學
香港城市問題綜述
為縮短研究時間,研究小組基于專家的定量評估來分析香港現(xiàn)狀,得到以下幾個主要結(jié)論:
1 通風廊道
對高密度城市地區(qū)來說,街道通風越強越好。地面層的城市通透性必須加強,這是為了保證盛行風(注:該地區(qū)的常年風向)能沿著通風廊道和主要道路深入整個地區(qū),可以通過適當連接公共空間、在道路交叉口營造開放廣場、在主要通風廊道沿線確保低層建筑和拓寬次要道路與主要道路的交叉口等手段來實現(xiàn)。另外,還需要避免阻擋海風;沿海地區(qū)的任何局部風問題都應就地處理,避免影響城市總體通風情況。
2 建筑覆蓋
比起建筑高度,建筑布局(尤其是建筑覆蓋)對行人高度風環(huán)境的影響更大;在建筑行列中逐層升高一定的建筑高度會在高層區(qū)域營造良好的風環(huán)境。從行人風環(huán)境的角度說,香港建筑覆蓋大多并不理想。地面的高度覆蓋率不僅阻擋了大部分吹向行人的風(影響步行舒適度和空氣質(zhì)量),還減少了行人高度的風量(影響空氣質(zhì)量)。
3 建筑排布
采用合適的建筑朝向和布局,并在建筑間留有合適的間距。錯開前后排建筑可以使后排建筑獲得從前排建筑間隙中穿過的風。如果是新城,建筑軸線應與盛行風向保持平行,以避免阻擋海風。高層建筑應該緊靠臨主要步行空間或街道的那側(cè)裙房邊界,充分利用下沉氣流,最大化到達行人高度的風量。
4 建筑高度
在盛行風向上逐漸降低建筑高度(即上風向低、下風向高);如果無法實現(xiàn),錯落的建筑高度比相近的高度更好。在極端高密度的城市肌理和狹窄的街道的條件下,一種改善通風環(huán)境的策略是改變建筑高度,以將風轉(zhuǎn)移至低層空間;然而,由于香港常見的城市峽谷情況,這類潛在可行策略的實際效用仍需進一步評估和量化。
5 建筑穿透率
提高行人高度的穿透/間隙水平遠比在高層空間重要。嘗試在地面高度創(chuàng)造建筑間的空隙以改善行人風環(huán)境,這不僅能夠改善地面高度的空氣流通情況(從而改善步行舒適度),還將有助于消除地面高度產(chǎn)生的污染物和熱量;建筑空隙形成的通道效應還將有助于改善低層住宅單元的通風。另外,建筑開口和翼墻可以共同作用(前者提高穿透率,后者形成多樣的建筑立面),促使空氣在建筑開口間流通;其中,翼墻需要根據(jù)相關(guān)標準進行設(shè)計。對于那些極深的城市峽谷和極高的高層建筑,就需要提高中層高度的穿透率,以提高位于該高度區(qū)域的建筑空間的通風水平。
6 優(yōu)化通風的規(guī)劃
專家普遍達成的共識是,與世界上大多數(shù)城市不同,陣風(尤指短時間的狂風)對香港來說并不是個問題,而靜風和風道堵塞才是主要問題。而且對香港的熱帶氣候來說,夏季的風很受歡迎,人們一直認為夏季的風應該多多益善,這也應成為規(guī)劃的指導思想——也就是說,設(shè)計和開發(fā)應該聚焦于避免建筑對風的阻擋作用和最小化行人高度的無風區(qū)。
風環(huán)境舒適度
均衡空氣溫度、風速、濕度、太陽輻射等環(huán)境因素和室外活動、穿著等人為因素,可以建立舒適的室外熱環(huán)境。設(shè)計師可以巧妙地通過環(huán)境設(shè)計最大程度地提高風速并減少太陽輻射,從而為香港在炎熱的夏季營造一個舒適的室外環(huán)境。一般來說,建立一個舒適的行人戶外環(huán)境關(guān)鍵在于平衡氣溫、太陽輻射和風速這三個要素。比如,如果行人在戶外僅被部分遮擋,則可能需要較高的風速來營造舒適的室外環(huán)境。同樣,如果戶外氣溫較低,則可能需要較低的風速。
Givoni選取了兩個具有巨大差異的地區(qū) —— 日本和以色列,進行了戶外舒適度的研究。與香港相似,這兩個地方的夏季炎熱潮濕。根據(jù)這個研究,他建立了一個公式用來預測戶外人的熱覺與氣溫,太陽輻射和風速之間的關(guān)系。兩項研究結(jié)果顯示相對濕度(RH)對戶外環(huán)境舒適度沒有在統(tǒng)計學意義上的影響。圖四為香港市區(qū)室外溫度舒適度圖表,是根據(jù)Givoni的公式和香港氣象數(shù)據(jù)制定的。圖表的x軸是室外空氣溫度,y軸是太陽輻射水平。陰影區(qū)域是中性舒適區(qū)域,代表了氣溫,太陽輻射和風速的一系列適當組合。該圖為香港建立舒適的風環(huán)境提供了指南。例如,在香港的夏季氣溫為28攝氏度的情況下,站在樹蔭下的人在風速為1.0至1.5 m / s的微風下會感到舒適。
圖四、香港市區(qū)室外溫度舒適度圖表(依據(jù)B.Givoni的研究結(jié)果和香港氣象數(shù)據(jù)所制)
根據(jù)香港天文臺發(fā)布的香港市區(qū)風向數(shù)據(jù),距地面約100 m的屋頂平均風速約2.5 m / s。根據(jù)冪定律外推法推測,500 m邊界層的平均風速約為6至8 m / s。通過香港城市地區(qū)風洞和計算流體動力學的研究,在濱水區(qū)和開放空間中,城市風速比(即距地面2m處的行人風與距地面500m處的邊界風之比)為0.3,在街道和擁擠的城市空間為0.05-0.1。因此,良好的城市規(guī)劃的必要性十分顯而易見:特別是在街道和擁擠的城市空間中,應提高風能利用率,從而實現(xiàn)行人風(距離地面2m處的風能)的利用最大化。
綜合考慮風環(huán)境熱舒適度、各種氣候和城市因素,以及香港的高密度現(xiàn)狀,規(guī)劃設(shè)計師認為如何通過調(diào)整城市肌理來優(yōu)化空氣流通是空氣流通評估(AVA)的重點。一般而言,“空氣越流通越好”的評估標準可以避免產(chǎn)生孤立的陣風問題(大多陣風問題可以本地自行解決)。 同時考慮到場地的自然風能,行人層面的微風也是可行的評估標準之一??紤]到香港的高密度城市肌理和宏觀的風能,城市結(jié)構(gòu)應盡可能具備滲透性和多孔性。因此,政府應該建立通風評估系統(tǒng)以鼓勵這種穿透性。
制定上述的通用風標準可以協(xié)助設(shè)計和評估。實際上,這項研究的重點在于,開發(fā)一個簡單的設(shè)計指標,以便“將理想的行人層面風環(huán)境和城市肌理聯(lián)系起來”?;诖隧椫笜?,設(shè)計人員和規(guī)劃人員將具有評估和優(yōu)化其設(shè)計的客觀依據(jù)。
空氣流通評估(AVA)技術(shù)準則
這項研究沒有停留在科學理論層面,而是力圖找到客觀的方案和方法來指導規(guī)劃實踐。規(guī)劃設(shè)計者可以操控許多設(shè)計參數(shù),包括場地覆蓋范圍、建筑物主體、建筑物排布等等。最重要的是要確保建筑物及其未來的規(guī)劃不會在整體上阻擋周圍背景風,所以,從實際計劃的角度來看,局部熱力風是一個相對較小的考慮因素。
風速比(VRw)是空氣流通評估的一個指標。V∞ 是不受地面粗糙度、建筑物和局部場地特征影響的風邊界層頂部的風速(通常假設(shè)其位于市中心屋頂上方一定高度)。Vp是在僅考慮建筑物影響后的行人層面(距離地面2m)處的風速。Vp / V∞,即風速比(VRw),是指在考慮到周圍建筑物的情況下,某一具體位置上,地面上的行人可以體驗和享受的風能。由于VRw僅受該地點建筑物的影響,因此它可以作為一個評估提案效果的簡單指標。VRw的值越高,建筑物對風能的影響就越?。▓D五和六)。
圖五 VR的定義。 使用VR可以將對風環(huán)境的影響考慮在內(nèi)。
圖六 空氣流通評估考慮了十六個風向[VRi = Vpi / V∞i]。VRi考慮來自測試點方向的風變成風速比(VRw)的可能性。
空氣流通評估方法(VRw為指標之一)需要確定評估區(qū)域,周圍區(qū)域,測試點的位置以及場地風能的定義(圖七)。
盡管計算流體動力學(CFD)用于某些城市風研究,但是相比而言,風洞這一評估工具,可以為結(jié)構(gòu)和行人風相關(guān)研究提供更加可靠的結(jié)果。一旦在風洞中測量了測試點的VRw,項目支持者就必須報告兩個關(guān)鍵比率來展示其設(shè)計。
圖七 空氣流通評估考慮了十六個風向[VRi = VRi / VNi]。VRi考慮來自測試點方向的風變成風速比(VRw)的可能性。
沿著場地邊界布設(shè)周邊測試點,其兩兩相距距離為10-50 m(具體距離取決于現(xiàn)場條件),圍繞測試地點均勻分布。測試點須布設(shè)在通向測試地點的所有道路的交界處,拐角處以及測試地點的主要入口處。這組周邊測試點可提供數(shù)據(jù)計算站點空間平均風速比(SVRw),演示開發(fā)計劃如何影響其附近的風環(huán)境。
除了在邊界布設(shè)測試點之外,模型的評估區(qū)域內(nèi)也均勻布設(shè)了測試點,稱為整體測試點。通常每200-300平方米的評估區(qū)域布設(shè)一個測試點。測試點一般放置在行人可以進入的位置,比如人行道,開放空間,廣場,廣場等(不包括后車道或小巷)。此外,測試點還應位于街道中心線上,以及主要入口和聚集人群的區(qū)域。整體測試點與周邊測試點一起提供數(shù)據(jù)以計算局部空間平均風速比(LVRw),來模擬開發(fā)計劃對當?shù)仫L環(huán)境的影響。SVRw和VVRw全面展示了設(shè)計如何影響行人層面的風環(huán)境。規(guī)劃師,設(shè)計師和風力工程師可以通過進一步檢查各個測試點的VRw來測試設(shè)計方案的重點區(qū)域。如果需要,他們也可以在采取相關(guān)措施的前提下,進一步研究測試點的VRi。必須強調(diào)的是,空氣流通評估主要是針對弱風設(shè)計協(xié)議。至于陣風和風力增幅,已有國際準則可循。
政策的實施
AVA系統(tǒng)的實施將視乎該系統(tǒng)有多健全而定,同時也取決于在考慮發(fā)展規(guī)劃時,決策者認為AVA在所有因素中有多重要??紤]到更深入的對于城市氣候不同方面以及其與城市幾何布局聯(lián)系的科學研究所需要的時間,本研究推薦AVA以下四個主要階段來實施。
階段A :初期效率評估
如果AVA要成為強制措施,它必須要經(jīng)過更長時間的測試和驗證,進而建立一個更明確的本地測試標準。所以,本研究推薦從一個初期的“建議性”AVA系統(tǒng)開始。同時,本研究也推薦在下列任何一種情況下,政府或準政府組織在可行的情況下帶頭實施AVA:
-在準備新城鎮(zhèn)的規(guī)劃和對規(guī)劃進行重大修改的時候
-當規(guī)劃是偏離法定規(guī)劃限制而不是稍微放寬限制的時候
-在指定的通風廊道中向高處建造建筑結(jié)構(gòu)的時候
-涉及大規(guī)模地點和已有街道的關(guān)閉和修筑的城市更新發(fā)展的情況
-在水岸的屏蔽作用的開發(fā)中,尤其是在一些空氣閉塞的地方
-大規(guī)模高密度的規(guī)劃中,比如地盤面積超過2公頃,整體地積比率達5倍或以上,總樓面面積達10萬平方米或以上
-在密集的城市區(qū)域,在街道旁建立大型高架結(jié)構(gòu)的時候
-對于一些比較暴露的區(qū)域的開發(fā),也就是沒有明顯的擋風屏障的地方,也需要包括對潛在的影響行人安全的大風條件的評估
本研究也建議針對不同的設(shè)計選項都執(zhí)行AVA,基于速度比作為指標,來確定更好的方案和潛在的問題區(qū)域。具有較高速度比的設(shè)計被視為比速度比較低的設(shè)計更好(“越流通越好”)。這一階段,只能得出哪個設(shè)計更好,但無法知道這個設(shè)計是否滿足標準。這里的目的是向更好的方向推動,而不是尋求精準。方案提出者應該負責執(zhí)行AVA,并對AVA進行監(jiān)督和自我評估。
至于私人項目,AVA也是初期階段良好的指南。為了鼓勵私人項目的提案者實施AVA,政府可以通過績效標簽或者其他方式來提供激勵。
本研究也認為通過修改香港規(guī)劃標準和指南(HKPSG)來頒布一系列定量指導準則和在其中加入AVA的需求是合適的。本研究提出的一部分改善城市通風的定量指導準則已經(jīng)包含在HKPSG的第11章中,所以,他們只需對已有的方針進行完善和補充。本研究推薦的建立初期AVA系統(tǒng)只是一個協(xié)助工具,并不是主要的決策工具。
階段B :城市氣候地圖
這一階段涉及為香港準備一個城市氣候地圖。這涉及到為香港從氣象、地形、城市結(jié)構(gòu)和土地使用模式等方面整理相關(guān)數(shù)據(jù)。最后得到的城市氣候地圖,將識別在通氣方面更需要關(guān)注和提高的區(qū)域,比如標記出風循環(huán)不足或?qū)︼L變化敏感的地區(qū),以及標記出應該被保護和保留的重要通風走廊和開闊地帶。
階段C :有標準的效率評估
這一階段將建立起當前香港的通風效率情況評估,這將作為一個測試標準,從而一些主要的項目為實現(xiàn)最優(yōu)地通風效率都應該盡可能地達到這個標準。這樣一來對于通風效率就有了與一個已有標準的直接比較,而不是只是顯示出更好或更差地設(shè)計方案(如階段A中)。這個建立的標準能夠為一些項目提供一個評價標桿,在這些項目中,通風是一個主要的問題,并且工程必須在已有的制度框架中論證(比如城鎮(zhèn)規(guī)劃,土地許可和租用,施工控制以及環(huán)境影響評估)。執(zhí)行AVA的技術(shù)規(guī)格需要制定來保證AVA的需求和審查過程沒有爭議。
階段D :定量指導準則
這一階段將提出定量的指導準則來促進發(fā)展提案的早期設(shè)計。工程由一些指標來評估,這些指標包含預設(shè)的設(shè)計準則、設(shè)計參數(shù)、與規(guī)劃有關(guān)的比例和指數(shù),比如場地或地區(qū)的開闊程度,建筑質(zhì)量幾何指數(shù)(街道寬度與建筑高度比例,區(qū)域建筑高度的差異程度,建筑立面的滲透性等等)。這些定量設(shè)計準則必須通過迭代的經(jīng)驗測試來推出,通過改變不同的設(shè)計場景和假設(shè)條件來驗證其對風環(huán)境的影響程度。符合定量指導準則的規(guī)劃方案應被視作滿足通風需求的,而不需要進行基于效率的AVA測試。與那些必須在設(shè)計方案提出之后才能進行效率測試的基于效率的方法相比,這種方法省時省力。
完成階段B,C,D后,廣泛接受的評估手段和一系列明確的評估標準和準則就應該詳盡建立起來。這樣,政府就能確定需要批準AVA的項目類型和情況。有了明確的評估標準和城市氣候地圖,這將為更廣泛地在私人項目中應用以及在必要時考慮監(jiān)管辦法提供更有力的理由。
定性的城市設(shè)計準則
依據(jù)國際專家的意見,下列準則為更好的空氣通風提供了較為有用的指導。定性的指導也為設(shè)計者提供了具有策略性的設(shè)計。通過閱讀這些準則,設(shè)計出來的內(nèi)容也會更有針對性的適應風環(huán)境。在之后出臺的空氣通風標準中,相關(guān)準則會被確認有效。
1 建筑物間的通風廊道/空氣流通路徑
對一個密度大且濕熱的城市來說,讓更多的風在城市街區(qū)穿透是很重要的。道路、公共空間和低層大樓走廊都可以成為建筑之間的通風廊道,使得空氣能夠在被高樓大廈侵占的都市化地區(qū)暢通而行。應盡量避免在通風廊道/空氣流通路徑上設(shè)置突出障礙物以減少對風的阻擋。(參見圖八)
圖八、通風廊道/空氣流通路徑
2 街道網(wǎng)格的方向
主要街道的排布、寬向主干道和通風廊道應與盛行風平行對齊排列,或與盛行風最多呈30度角排列,以最大限度地增加區(qū)域內(nèi)風的穿透力。(圖九)
圖九 街道網(wǎng)格方向
3 開放空間之間的聯(lián)系
如果有可能,開放空間可通過如下方式進行連結(jié),以形成通風廊道或者通風走廊。通風走廊沿線的架構(gòu)應當像是圖十中示意的一樣:以空氣流通路徑A-A將通風廊道和開放空間連結(jié);以空氣流通路徑B-B將開放空間和低矮建筑連結(jié);以空氣通道C-C將開放空間和帶狀公園連結(jié)。
圖十 開放空間的連結(jié)
4 水岸位置
海水自我降溫和太陽的增溫效應致使水岸成為了海風和陸風的主要流通通道。在水岸沿線分布的建筑物應該避免阻擋海陸風的流動路線。(圖十一)
圖十一 水岸位置
5 非建筑用地
如今很多開發(fā)力求使整體景觀最大化,加上潛在的區(qū)域發(fā)展趨勢經(jīng)常導致?lián)頂D的建筑群,從而只有少許的空間能夠滿足香港的建筑(規(guī)劃)規(guī)則。尤其是大型區(qū)域的小面積開發(fā)阻擋了空氣流通。被開發(fā)的地塊設(shè)計應盡量從方向的設(shè)計上使空氣流通,中間盡量適當留出空置的地方讓空氣流通。(圖十二)
圖十二 非建筑用地
6 建筑物高度
根據(jù)在盛行風方向建筑高度減小的原則,應盡量考慮高度的變化。順應風向的漸進高度可以幫助優(yōu)化開發(fā)片區(qū)的捕風潛力。(圖十三)
圖十三 建筑高度
7 裙房的規(guī)模
建筑物(規(guī)劃)規(guī)例所準許的最高約15米的非住宅發(fā)展項目的 100% 地盤覆蓋率,往往會導致較大的裙房規(guī)模。對于大型開發(fā)區(qū)域尤其是已經(jīng)成熟的城市區(qū)域,通風走廊與盛行風平行的狀態(tài)下,在街道上增加平臺結(jié)構(gòu)的透氣性是至關(guān)重要的。在適當?shù)那闆r下,應采用臺地式平臺設(shè)計,以引導向下的氣流來增強人行道路的空氣流動,并分散車輛排放的污染物(圖十四)。
圖十四 裙房規(guī)模
8 建筑排布
在可行情況下,應在建筑物之間預留足夠?qū)掗煹目臻g,以盡量增加發(fā)展項目的透氣性,并盡量減少對鄰近發(fā)展項目的風力捕捉潛力的影響。一般來說,透氣性較強的縫隙最好垂直于盛行風的風向。塔樓最好緊靠裙樓邊緣,面向相關(guān)人行道/街道,以使大部分下行風達能夠吹到街道層面。
9 遮陽、綠化和降溫的材料
沿街道/入口廣場/回廊應種植高大及樹冠寬厚的樹木,使行人感到舒適的同時,也能夠弱化溫室效應。避免種植多余的植物以堵塞空氣流通。應鼓勵在行人道路和建筑物外墻使用清涼的物料,以減少太陽輻射的吸收。降溫材料應該選擇具有較高反射性的材料。同時,建筑材料的鋪面應當盡量選取白色為主色。大型的水體也可以作為降溫的首選方式。
10 沿街突出障礙物
以高架人行道為例,這種道路上的巨型突出障礙物可能會對行人高度的風環(huán)境產(chǎn)生不利影響。特別是在街道上有大量突出招牌的地方,招牌最好垂直掛立,以減少對風的阻力。(圖十五)
圖十五 沿街突出障礙物
結(jié)論
這項研究的建議及提出的舉措,與政務(wù)司司長辦公室2005年6月公布的“香港首個可持續(xù)發(fā)展策略”中提升可持續(xù)發(fā)展的城市規(guī)劃設(shè)計實踐這一主要提議相呼應。研究認為有必要提升我們所生活的城市里的空氣流通。香港是一個高密度的城市體,保障風的流通則至關(guān)重要。總的來說,“風越多越好”是一個基本指導方法。風速比(VRw)已經(jīng)被當做是檢測空氣流通的一個主要衡量標準。這也會為評估和對比城市設(shè)計提供了一個更客觀有效的基準。
《香港發(fā)展的空氣流通評估技術(shù)準則》讓設(shè)計從業(yè)者可以在科學和客觀的基準上比較設(shè)計方案對空氣通風的影響。評估可以采用以政府為主導的咨詢方法來執(zhí)行。政府于2006年7月發(fā)出技術(shù)通告,點明在技術(shù)指導下的空氣流通評估將主要應用于政府工程項目的指導。另外,HKPSG(香港規(guī)劃標準與準則)的第十一章有關(guān)城市設(shè)計指導的內(nèi)容已經(jīng)將2006年的這份空氣流通指導建議納入章程中。
AVA的研究是獨特而又高度因地制宜的。因為這種研究即將會是對于塑造良好的空氣風流通環(huán)境的第一步。對于更多的問題和理解,呼吁未來的更多學術(shù)研究關(guān)注這一領(lǐng)域。比如從階段B的城市氣候地圖、階段C的基準點以及階段D的定量指導。
最重要的是,提升空氣流通,對營造一個良好的風環(huán)境來說,僅僅是香港可持續(xù)發(fā)展過程中的一小步。在規(guī)劃領(lǐng)域,研究者和設(shè)計者必須努力平衡各種重要因素以及盡可能協(xié)同,進行優(yōu)化設(shè)計。為進一步推行空氣流通評估研究的建議,并加強和長遠改善風環(huán)境,規(guī)劃署2006年7月委托顧問公司進行有關(guān)城市氣候圖及風環(huán)境標準的可行性研究。這項研究計劃于2010年6月完成。這項研究再次委托香港中文大學的研究人員,由許多本地和海外的專家和專家合作進行。這項研究匯聚了香港天文臺的學者、科學家、氣象學家、規(guī)劃師、建筑師和建造業(yè)的相關(guān)人士的專業(yè)知識和經(jīng)驗。除了參照德國經(jīng)驗,為香港草擬一份城市氣候分析圖和一份規(guī)劃建議圖外,現(xiàn)場研究、用戶調(diào)查、風洞試驗、中尺度MM5風場模擬、計算流體動力學模擬試驗也將進行。
聲明
本計劃由香港特別行政區(qū)政府規(guī)劃署資助。除了香港中文大學的研究人員外,本文也同時感謝Baruch Givoni教授, Lutz Katzschner教授, Kenny Kwok教授, Shuzo Murakami教授, Mat Santamouris教授, Dr Wong Nyuk Hien, 和 Phil Jones教授.以及感謝香港政府的同事,土木工程拓展署、香港天文臺、環(huán)境保護署、房屋署、屋宇署、地政總署、建筑署、房屋及規(guī)劃地政局,以及政務(wù)司司長辦公室的可持續(xù)發(fā)展組,以及規(guī)劃署,負責管理這項研究。規(guī)劃署一直與研究人員合作研究。