景洪市孔雀湖健康公园微气候舒适度测定与评价

2022-01-06 08:17依燕叫
绿色科技 2021年23期
关键词:太阳辐射观测点测点

依燕叫,区 智

(西南林业大学 园林园艺学院,云南 昆明 650051)

1 引言

社区公园是居民生活最为密切的绿色开放空间[1]。而免费、可达性高的社区公园作为居民户外体力活动的主要空间载体,是环境主动干预健康的关键之一[2]。通过诸如感官刺激、审美体验、室外活动和锻炼等要素就可以减少压力[3],是居民感受其自然环境、调节情绪、锻炼身体、进行邻里交往[4]和促进良好的社会关系的纽带。社区公园作为城市中面积较小、生态环境营造较好的景观空间,公园中景观要素的配置形式对小气候改善有着重要影响[5]。

而公共空间的使用、逗留质量受到诸多因素的影响,其中,微气候及热舒适性是影响的核心因子。公园内,以温度、风速、湿度3个因素对人体的生理和心理影响最为敏感[6,7]。如何创造良好的微气候与舒适度环境对未来提升居民的户外活动环境具有重要意义。

本文对孔雀湖健康公园的活动空间微气候进行研究,利用NK5500风速气象仪对使用人群活动空间进行微气候实测,对比分析不同社区公园的活动空间景观设计要素对公园微气候环境的影响,结合使用者对社区公园的舒适度评价。探求各公园内景观要素与微气候因子之间的关系,为建设更加舒适的社区活动空间提供启发和参考。

2 孔雀胡健康公园概况

2.1 地理位置

孔雀湖健康公园位于景洪市允景洪中心。绿地性质属于社区公园。公园始建于1977年,全园占地面积28237 m2。园区内地势平坦、边界整齐、整体呈矩形。东侧以黎明巷为界、南侧以宣威大道为界、西侧以勐泐大道为界、北接西双版纳州政府。孔雀湖健康公园不仅为西双版纳州政府提供良好地办公环境,也吸引了周边大量的居民来此休憩玩耍。

2.2 公园布局

孔雀湖健康公园在空间构成上疏密有致。公园以进出州政府道路为界,分为东部园区与西西部园区。从平面图看,东部园区四面临水,从南部曲桥入园,映入眼帘的是开阔的湖面,上部椰枝与交错,减弱太阳辐射,大量水体降低了城市内的热岛效应,从湖面吹来的凉爽的风渗入公园内,减少空气中的湿热感。同时形成良好的通风廊道。曲折的桥面增加了入园的吸引性。过后通过密植林木下的宣传区便进入园内中心建筑群。大体分为4个院落空间:其一是休闲活动区。沿湖布置各类活动设施。为避免太阳直晒,广场内散植椰树遮阴。长廊与休闲廊架相连接包围休闲广场。有健身运动的广场空间,也有赏景亭廊、有休闲娱乐的茶座平台,也有散步的林荫空间。活动丰富多样,凉爽舒适;其二是道路周边的商业娱乐区。建筑集中设置在道路东侧,西侧种植少许高大的乔木,花草繁盛,利用漏景的造景手法避免水景过于单调空旷。商业建筑东侧以凤凰木为基调的树种,四季常青。搭配少许鸡蛋花、叶子花、羊蹄甲等植被加以点缀,丰富季相变化;其三为沿湖空间。通过曲径通幽的园路进入湖心亭。幽静的亭阁、开阔的湖面,错落有致的树木,空间层次丰富。游人景观感受顿时豁然开朗、趣味盎然;其四为亲水活动空间。单体傣式现代建筑,建筑旁的林下小广场与亲水平台。树木以孤植榕树为主,林下通透舒适。区域内视野开朗,通风舒畅;西部园区内种植高大的乔木,植被覆盖率大。阳光投射下来,经过凤凰木、棕榈树等大量枝叶的遮挡,减弱日晒感、林下空气畅通。散植的树木形成宽敞空透的林荫空间,道路蜿蜒交错有利于人群集散。大量座椅与健身器械供居民健身娱乐。从立面看,开阔的湖面与密林为公园内的微气候提供良好的通道。

3 微气候测试

3.1 微气候定义

近年来,随着城市热岛效应日趋严重,微气候研究成为了风景园林学科发展的热点问题[8]。微气候泛指在相同大气特点范围内由地表、人类和生物活动而形成的较小范围内的特殊气候状况[9]。目前微气候研究区域主要集中在城市商业街区、居住区、街区道路、公共绿地等公共活动场所。通过分析空间中的地形、植被、水体、建筑布局等空间布局要素来揭示影响微气候形成的内部规律。研究表明在公园内利用乔-草型绿地与乔木-铺装空间能在夏季创造出良好的微气候舒适度环境[10~14]。并通过实地监测与调查问卷相结合, 分析使用主体行为与微气候舒适度值的相关性,得到相应区域的微气候舒适度评价参数、评价指标、评价标准和微气候舒适度等级划分指标[15]。

3.2 测点布置概况

景洪市的气候属于亚热带湿润季风气候,建筑气候区属于夏热冬暖地区,该区特点为:日照时间较长,太阳辐射强度大。雨量充沛,年降雨量在1136~1513 mm。旱季温度和相对湿度较高、云雨少、光照强、雾露浓重。雨季期间,云雨多、风速小、日照少、气温高、湿度大。干季期间,年平均气温在18.9~22.6 ℃之间。

本次研究的观测点选取园内游客使用人次较高的区域,代表该园区相对典型的4个观测点 分别是:东区林下休闲中心(K1)、中部运动健身小广场(K2)、孔雀湖东部亲水休憩平台(K3)、湖心亭(K4)(图1)。

图1 孔雀湖健康公园测试点位置(作者自绘)

3.3 实验方法与步骤

选取2021年5月8日、5月9日进行,共计两日。测试时间为8 :00~17 :00。测试时两人为一组以定点移动观测法。分别测试K1-K4观测点。测试仪器均放置在1.5 m的高度的三脚架上。同时远离干扰源,避免地表温度及周边墙体温度的影响。在移动测试时先让仪器静置1min及以上,等待仪器数值稳定后。测试3 min得到3组实验数据,人工记录数据。每个测试点的测量时间间隔不超过10min。并利用手机拍摄各点的景观环境与游人行为活动,由于测试设备缺乏,研究重点为公园微气候感受下人体舒适度研究。辅以孔雀湖健康公园微气候下舒适度体验与评价问卷作为补充,以达到研究的相对客观。运用Excel对采集的数据进行处理与分析。最后进行相关图表汇总与展示。

3.4 测试仪器

实验仪器采用Kestrel NK-5500手持式气象仪、雷泰MT6红外线测温仪、泰仕TES1333太阳能辐射测量仪,除地温测试仪放在地面外,所有仪器均放置于离地1.5m处,所有气象数据每1h采集一次(表1)。

表1 实验仪器及测量内容

4 结果与讨论

通过实验仪器采集的结果显示,4个观测点在同一天内的同一时段内数据分布规律略有差异,通过对比采集各个测试点的逐时数据探讨不同测点气温、湿度、风速、太阳辐射的相关度。

4.1 空气温度对比

各测点相同时段内的2日平均气温值如图1所示。由图1可知,4个测试点在8:00~11:00间气温缓慢平稳上升,12:00~16:00 4个测点的温度整体呈升温迅速、4个测试点差异较小。整体趋势呈倒U形,早晚较低,中午与午后较高。K1位于林下半遮阴空间,其温度早晚相较温差较大。其余测试点均在缓慢下降时,该点由于植被种植密度与风速的影响下,在午后温度略有起伏。于15:00温度到达顶峰。同在17:00达到温度最低值。K2林荫活动空间温度缓慢上升,受乔木的遮挡并未在辐射最高的时段内温度最高,而在16:00达到顶峰值。K3所处的亲水平台区,在8:00~15:00时温度缓慢上升,在16:00之后温度平缓下降。K4位于遮阴建筑空间,背靠中层建筑,风速较低。在08:00对比其余测试点温度为最高温25.12 ℃。由风速与太阳斜射入亭内的影响,16:00达到最高值34.22 ℃。公园温度的变化与测试点的其他参数相对比。公园温度起伏风速大小与湿度对温度具有影响。风速越大其温度降低,反之亦然。太阳辐射受公园内部的植物与建筑物的遮挡。对该公园的温度影响较小(图2a)。

4.2 相对湿度对比

相对湿度的变化伴随空气温度上升呈相反的变化趋势。同时受道太阳辐射与空气温度的直接或间接影响。测试点均在8:00~15:00快速下降。 在16:00开始缓慢上升。在空气温度最高时段 8:00~15:00测试点差值有波动较小。在12:00时测试点最大差值约16.31%左右,在空气温度逐渐缓慢下降时段 16:00~17:00测试点增长浮动较大。以植物群落丰富、郁闭度高的(测试点 K2) 增长迅速。最大差值为13.43%。以上数据表明在开放建筑空间(测试点K4)中与周边植被单一的亲水平台活动空间(测试点K3)中风速大小对湿度高低有着明显的影响。风速不仅能有效地降低空气温度同时降低湿度。而在乔木高大繁茂、植物群落层次丰富(测试点 K1)、 与疏林荫遮挡太阳辐射下的活动空间(测试点 K2)二者者相差较小,最大差值在 5%左右(图2b)。

4.3 风速风向对比

测试仪器对测试点K1~K4风向在仪器上并无显示。且公园风向变化复杂。故以该日在中国气象局显示的风向为基准。风速在8:00~16:00时,各测试点的风速起伏较大。风速整体呈波浪式起伏。在12:00~14:00时风速达到最高值1.43 m/s。K1与k2植被受与建筑等环境因素的影响对风速的影响。相比于K3与K4的敞开活动空间,空间周围的开阔程度对风速变化有明显影响。最大差值为1.33 m/s。由于测试时间较短,通过查阅过去20年的风向风速变化,风速风向变换主要受当季的季风的影响较大(图2c)。

4.4 太阳辐射对比

太阳辐射变化与空气温度变化相似,早晚较低,先上升后下降,午间达到峰值。K1受植被郁闭度与太阳高度角的影响,在8:00~10:00缓慢上升。12:00太阳直射时达到顶峰645.87 W/m2。K2上方椰树冠层枝叶舒展,局部时段建筑阴影遮挡,8:00~10:00太阳辐射起伏较小,在11:00~17:00太阳辐射急剧攀升后逐步下降。K3空间的太阳辐射在11:00~17:00内数值普遍都比其余测试点高,在14:00~17:00由于太阳东升斜与周边无遮阴。K4在敞开的建筑内部,多时段均处于遮阴之下,辐射起伏幅度较小。太阳西落时太阳辐射射入亭内有小幅度上升。结果表明:遮阴程度对太阳辐射热具有较大影响。有效降低太阳辐射强度,能增加环境舒适度(图2d)。

4.5 地表温度对比

各测点地表温度的平均地表温度统计值如图2所示,整体呈上升趋势。测点K2和测点K3地温日间升温较快,测点K3在13:00时达最高值,与测点4相差约7.3 ℃;测点K2温度14:00时达最高值45.9 ℃。暴露在太阳辐射的K3与遮阴处下的K4处,在13:00达到最大差值20.8 ℃。测点K4处地温整体低于其他测点,在17:00左右达最高值34.93 ℃(图2e)。

图2 四个测试点实测微气候参数对比图(作者自绘)

4.6 舒适度调查分析

本次研究发放的调查问卷共 120 份,有效问卷 106 份,参与调查问卷的男性68名,占总调查人数的64%,女性38名,占总调查人数的36%(图3); 被调查者的年龄大多集中在中老年,46~59岁的人数占比例最大,为44% ;其次为60岁以上,占24%(图3a)。公园的使用者包括退休人员、自由职业者、上班族、家庭主妇/夫、学生等,孔雀湖健康公园对使用者具有较大的吸引力;主要使用群体是参与调查的居民占61%,其次为游客,占总调查人数的39%(图3b);使用者对于舒适度区域的选择时。选择在公园树下休憩,占比最大,为23%。其次是公园的湖边,为21%。再次为公园的灌木丛附近,占21%。游客倾向于通过自然环境来改善自己的舒适度(图3c)。问卷统计显示,使用者对孔雀湖健康公园测试点的热感觉都较为满意(图4d)。热感觉排序为 :观测点K2>观测点K4>观测点K1>观测点K3。与使用者对于公园舒适度区域偏好选择重合度较高。公园使用者对整体微气候舒适度都较为满意(图5)。舒适感排序为 :观测点K1>观测点K2>观测点K4>观测点K3。

图3 调查问卷结果统计(作者自绘)

图4 各测点热感觉调查问卷结果统计(作者自绘)

图5 各测点舒适度调查问卷结果统计(作者自绘)

5 结语

在城市气候问题与建设用地日趋紧张的双重背景下,充分利用占地少、分布广的社区公园改善该地的微气候,创造更加舒适宜人的户外活动环境。从设计布局、微气候研究、舒适度调查3个角度进行公园微气候综合评价,探讨小尺度社区公园的微气候环境对居民舒适度的影响。由于条件限制,本研究只对雨季进行研究,对其他季节改善微气候的作用并未涉及,并且实验时长较短,对多种配置类型的社区公园绿地的样本量研究较少。目前,对西双版纳州气候类型与社区公园绿地进行微气候定量化实测的研究比较少,希望通过本文的风景园林实测和场地分析,可为西双版纳户外公共开敞空间的景观设计提供一定的借鉴作用。

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