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[新知] 会呼吸的城市——浅谈国内外城市通风廊道建设经验及对重庆的建议

时间:2020-4-16 15:58 0 4022 | 复制链接 |

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随着中国城镇化率的不断提高,人口进一步向城市群、中心城市集中,导致了高密度的城市开发。污染、拥挤、热岛效应等城市负外部性逐渐凸显,雾霾、高温热浪等城市问题日益频发。

针对此类城市问题,东京、慕尼黑、香港等国内外多个城市都从城市风廊建设角度,探索改善空气污染、缓解热岛效应的规划措施。我国对此类问题的关注度不断提升,2016年国家发改委和住建部联合印发《城市适应气候变化行动方案》,并提出“打通城市通风廊道,增加城市空气流动性”的要求。中国气象局于2018年7月发布《气候可行性论证规范 城市通风廊道》,对城镇体系规划、总体规划以及相关专题规划通风廊道提供了相应的专业论证规范。而后,北京、成都、杭州、南京等城市纷纷响应,提出城市通风廊道的建设方案,将通风廊道纳入规划与决策视野。

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北京鸟巢雾霾、晴天影像对比  
图片来源:英国《卫报》

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2019年国内某地连续多日高温热浪

图片来源:http://www.greenpeace.org.cn


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         城市通风廊道是什么?       

城市通风廊道是指利用江河、湖泊、山谷,以及城市绿地、水体、主干道等空间载体形成的引导城市空气流动,促进大气良性循环,改善城市空气品质,提升体感舒适度的作用通道。

补偿空间(冷风源)、通道空间、作用空间是保证城市通风廊道发挥功效的三大要素。冷风源为城市空气循环提供动力,通道空间是空气的流通路径,作用空间是城市空气亟待改善的功能片区。三者的合理组织才能驱散雾霾和湿热空气,实现城市空气的流通循环。

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左图 城市通风廊道作用示意图

右图 城市风场分布风向图

图片来源:左图新华社,右图http://wf-bldgtech.com/consulting.php


城市风廊对于建设健康城市、缓解热岛效应和雾霾现象具有重要意义。**总书记提出“要深入开展健康城市和健康村镇建设”,“持续实施大气污染防治行动计划,打赢蓝天保卫战”。城市通风廊道就是促进空气流通、改善城市环境,保障居民身心健康的重要抓手。城市规划应当顺应区域气候条件,通过城市自身的空间配置构建风廊,缓解因城市化引起的城市大气环境问题。


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城市通风廊道建设经验有哪些?


国内外城市所处的地理环境、气候特征不尽相同,其通风廊道的建设目的也存在差别。基于提升空气质量、缓解热岛效应的目的,我们重点借鉴斯图加特、香港、广州等城市通风廊道的建设经验。


德国斯图加特:针对最不利气候条件构建风廊,将气候因子纳入城市规划环节

宏观层面,发挥局地环流作用以应对静风气候。斯图加特通过长期观测发现,大气污染在静风条件下最为严重。因此,斯图加特重点探索静风条件下局地环流规律,并以此指导城市布局。通风廊道强调对冷空气源的保护、强调降低山谷风的输送损耗。基于此,斯图加特提出保护补偿空间,并通过制定法规进行保障,严禁冷空气通道区域再开发。同时,保持山坡绿化、减少土地硬化,以此优化冷空气通道。

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斯图加特冷空气源及通风廊道构建
图片来源:《基于局地环流的城市通风道规划方法—以德国斯图加特市为例》


微观层面,将微观风环境纳入城市规划决策因子。针对微观环境的通风问题,斯图加特组织开展了一系列专项研究,以指导城市空间布局。以中央铁路区域改造项目为例,该项目充分考虑局地大气条件,提出不阻碍区域通风、不引发额外空气污染、不加剧热污染等目标。在开发过程中采用了两方面针对性策略:一是组织开放空间系统,保护通风主轴,打造三条新鲜空气廊道,调整绿地布局以利于空气交换。二是调控土地开发强度,通过控制开放空间建筑密度、通风主轴沿线建筑高度,减少气团运动阻碍。


斯图加特市气候规划相关研究

1

1996年:冷空气运动与风环境模拟

2

1996年:交通污染物现状评估

3

1997年:道路与轨道交通的噪声污染防控规划

4

1998年:A地块设计草案的微气候与空气卫生评测

5

1998年:交通污染物预测

6

1998年:通过气球探测与示踪气体开展的通风条件分析

7

1998年:城市绿地系统热补偿作用的监测

8

1998年:道路与轨道交通的噪声污染预测

9

1999年:冷空气气流与空气卫生垂直分布状况监测

10

1999年:固定网点气象与空气卫生监测与评估

11

2010年:道路与轨道交通的噪声污染预测


资料来源:《斯图加特城市气候地图评述与启示》

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斯图加特中央铁路区域风场规划及城市规划方案

图片来源:《应对城市气候问题的当代德国城市设计—以斯图加特21世纪项目为例》


广州:划分风环境控制区,分类应对,立体管控

强化片区保护管控,划分冷风源、风环境控制区。冷风源、风环境控制区是城市风廊发挥效应的重要保证空间。冷风源是通风廊道的动力源头,主要是城区中温度较低、空气质量好的大型生态绿地或山体河流要素空间。广州选取大夫山、莲花山、海鸥岛、万亩果园、花卉博览园等10处开敞生态绿地作为城市冷风源。重点维护冷风源内绿地、植被、水体的规模和质量,保证冷风源在城市通风循环中发挥功效。划定迎风控制区、强风利用区、静风改善区三类风环境控制区,迎风控制区、强风利用区是城市风廊的入口,也是高风速片区,广州市强化了此类片区的开发强度控制,保障开敞空间布局。静风区是老城区内通风亟待提升的地区,广州市结合道路整治及节点开敞改造,打通通风关隘,强化与风廊的联系。


强化三维空间管控,风廊沿途禁止建设高层建筑。结合主导风向、开敞空间布局,广州市构建了5主22次的通风廊道体系。结合总体城市设计和控制性详细规划落实风廊控制,对城市风廊范围内的建筑布局、公共开敞空间、绿化空间等要素布局提出明确的控制要求。其中包括:要求分别保障主次风廊150米、80米以上的控制宽度;要求控制廊道范围内用地开发建设增量;要求增加绿化、开敞空间等通风入口,临街建筑底层设置骑楼、架空或退台等形式;建议新建项目进行风环境评估,并作为开发建设前置条件。


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广州中部地区通风廊道体系

图片来源:《广州总体城市设计》



香港:将气候分析纳入规划标准,通过空间管控引导空气流通

为改善香港空气流通情况,早在2003年香港特别行政区规划署就委托香港中文大学组织开展高密度城市的空气流通研究,研究成果最终纳入到《香港规划标准与准则》中。


组织城市风环境评估,修订规划标准导则。在规划布局中关注城市通风条件,将都市气候规划建议、风环境评估标准和改善建筑环境的规划设计措施,纳入到香港规划标准导则中,指引城市建设。在前期的规划设计阶段进行空气流通评估,落实城市通风廊道的空间保障。


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左图 主要城市通风廊道示意图

右图  由道路、开阔地、低矮楼宇连成的通风廊道

图片来源:《都市气候图及风环境评估标准——可行性研究》


优化三维空间管控,引导空气流通。优化三维空间管控,引导空气流通。强调通风廊道应沿常年主导风向布局,使新鲜空气能够流入城市,改善局部地区微气候。加强通风廊道与大型空旷地带链接,例如主要道路、连片的城市开阔地、公园绿地及低矮楼宇片区,引导海陆风、山谷风通过风廊渗透到城市内部。


采用合理的规划措施,包括限制建筑密度、建筑高度和地面覆盖率,提供通风廊道,链接绿化和开敞空间,增加中心城区的通透度、减少热负荷。其规划指引如下:

1)尽可能多地链接城市公园、开敞空间等,并将连接主要道路的小路扩宽;

2)提出街道布局的方向、模式指引,主要道路应与盛行风向平行,夹角尽量小于30度;

3)有条件的城市片区应扩宽盛行风方向的街道;

4)城市高强度开发区应策略性控制建筑高度的簇群关系,利用建筑高差引导空气流通。

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街道布局的方向示意图

图片来源:《都市气候图及风环境评估标准——可行性研究》


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重庆主城区通风廊道怎么建?


重庆市处于副热带高压控制区,有“火炉”城市的称号。地形封闭导致散热困难,长江、嘉陵江沿岸空气湿度大,主城区热岛效应明显。重庆作为西部大开发的重要战略支点,在优化城市空间格局,提升人居环境品质过程中,建设通风廊道意义显著。


风从哪里来——寻找城市冷风源,引入郊区冷风

重庆市的冷风源是什么?不同地理位置的城市,其城市风廊的冷风源各有不同。不同于东京都、香港、广州等滨海城市,重庆是长江上游的内陆城市,其城市冷风源主要为郊区冷风、江风、山风。


建议在城市建设中着力保护上风向区域生态环境,优先规划公园和绿地,减少具有大气污染风险的设施布局,提高风源质量。保护缙云山、中梁山、铜锣山、明月山等自然山体,提高绿量,利用山体冷源,形成局地环流,改善静风天气环境质量。保护樵坪郊野公园、寨山坪郊野公园、云篆山郊野公园等城中山体,提供清新空气,改善局地小气候,缓解热岛效应。


国内外城市通风廊道概况

1

德国慕尼黑,引入焚风,缓解城市工业污染;

2

德国斯图加特,引入郊区新鲜冷空气,改善空气污染,缓解热岛效应;

3

日本东京都,引入海风、河风、盛行风,缓解热岛效应;

4

北京,引入海风、盛行风,缓解热岛效应;

5

香港,引入郊区冷空气,改善雾霾污染,缓解热岛效应;
数据来源:笔者整理


风迹何处寻——强化城市风廊引导

重庆市的风廊如何构建?作为特大山地城市,山谷相间、两江穿城而过,其城市风廊应顺应风场,并优先沿江、沿河构建,同时考虑城市内部密集建设区与主通风廊道之间的联系。


建议1:沿江、沿槽谷构建主通风廊道

严格管控两江、四岸,针对两江干流严格实施规划退距,控制四岸开发强度、建筑高度,确保长江、嘉陵江主通风廊道畅通。考虑主导风场、最不利条件下风场等情况,结合各槽谷城市河网、绿廊等开敞空间,预控关键节点空间,增加城市通风效率。控制观音峡、铜锣峡、明月峡等峡口,确保槽谷间空气流通。


建议2:构建链接山川的城市次级风廊,将河风、山风引入城市

主城区各个城市组团应将通风条件纳入城市空间规划统筹考虑。在分析各片区局地小气候的基础上,提出针对性的通风管控措施。应合理控制开发强度,增加绿地及开敞空间,以组团的内河、绿廊为骨架,向城市主通风廊道延伸,形成内通外畅的格局。


建议3:实施顺应局地气候的城市空间管控

城市设计应当按照国家规定和相关标准、技术规范,合理设置、调整通风廊道,采取综合防治措施,避免或减少大气污染物滞留,提高城市空气自净能力,缓解城市热岛效应、城市雾霾等不利影响。城区建筑应顺应局地风场条件,合理预控建筑物朝向及间隙,组团中心等密集区域应尽可能减少裙楼、排楼等不利于通风的城市空间。

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基于风场特征的微观建筑指引示意图

图片来源:《成都市局地气象与大气环境研究》

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小结


建设城市风廊,打造一座会呼吸的城市,是重庆提升人民满意度、改善人居环境的重要手段。其抓手主要为冷风源保育及风廊空间的管控。综合利用郊区冷风、江风、山风作为城市冷风源,保护郊野公园、山体,增强冷风源管护。注重盛行风方向主要通风廊道的疏通、链接,充分发挥长江、嘉陵江的开敞优势。关注次级通风廊道向城市内部的渗透,通过长江、中梁山、铜锣山的垂江次级风廊、垂山次级风廊衔接城区,引导江风、山风进入城区。加强风廊沿线的三维空间管控,限制建筑高度,禁止高强度开发。让重庆告别湿热的夏季,成为会呼吸的城市。


注:本文重点以案例借鉴提供城市风廊建设经验指引,具体实施措施需要更深入的定量分析。


作者简介

袁鹏洲,中国城市规划设计研究院西部分院成都分部城市规划师,同济大学城市规划硕士。


覃光旭,中国城市规划设计研究院西部分院市政所高级工程师,工学博士,主要从事生态环境、市政基础设施等领域规划设计工作。近年来完成了多项海绵城市、排水防涝、污水处理等专项规划编制工作,并参与了多项国土空间总体规划编制。


参考文献

[1] 城市通风廊道研究及其规划应用[J]. 任超,袁超,何正军,吴恩融. 城市规划学刊. 2014(03)

[2] 基于局地环流的城市通风道规划方法——以德国斯图加特市为例[J]. 刘姝宇,沈济黄.  浙江大学学报(工学版). 2010(10)

[3] 香港中文大学. 都市气候图及风环境评估标准——可行性研究(最终报告)[R]. 香港:香港特别行政区规划署. 2013

[4] 香港特别行政区规划署. 香港规划标准与准则[R]. 2008

[5] 基于城市绿地系统的中心城区通风廊道构建研究——以广州市为例[D]. 何倩婷.广州大学. 2019

[6] 应对城市气候问题的当代德国城市设计——以斯图加特21世纪项目为例[J]. 刘姝宇,谢祖杨,宋代风.  新建筑. 2018(05)

[7] 城市风道研究的现状评析及发展趋势[J]. 张沛,黄清明,田姗姗,薛立尧.城市发展研究. 2016(10)


END


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