基于冷巷原理的街区热岛效应缓解研究——以长沙市黄兴路步行街为例论文_王铭瑞

(中南大学建筑与艺术学院 湖南 长沙 410000)

【摘 要】通过对冷巷技术原理的理解,把现代建筑和传统冷巷技术结合起来,提出街区尺度下热岛效应的规划缓解策略。以长沙市步行街为案例,调研街道高宽比、建筑高度、开窗位置、低层架空等内容,进行通风、街道阴影、几何形态分析,最终提出多高层建筑、建筑群的冷巷策略以及建筑节能设计策略缓解街区层面的热岛效应。

【关键词】街区尺度;热岛效应;冷巷;建筑节能设计

【中图分类号】TU984.2 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)14-0240-02

1.研究背景与目的

长沙是中国夏季最炎热的城市之一,夏季高温持续时间长,最高极端气温高达41.2℃。黄兴路是城市空间中最为活跃的商业场所,也是热岛效应的集中作用场所。

冷巷指传统聚落中具有遮阳效果的窄巷子,有良好的被动降温作用,技术简单,利用空间布局与设计为主,与当代建筑的结合不存在障碍,适宜推广。本文意在利用冷巷与建筑规划的结合缓解街区层面的热岛效应。

2.传统冷巷原理

冷巷主要有两类——以窄巷和骑楼式窄巷为代表的外部冷巷,以边弄为代表的内部冷巷。经过提炼,冷巷的技术要点主要如下:

风压通风,纵向通风可以降低温度;横向通风把预冷的空气送入室内,在主导风作用下,房屋的迎风面为正压、背风面为负压,形成压强差。经冷巷预冷的空气,通过冷巷侧面的门窗洞以及天井的拔风效果,利用风压形成横向通风,使预冷的空气能进入室内主要房间,达到降低室内温度的目的。

热压通风,天井口处的空气由于受太阳辐射不断加热,上下产生密度差,使天井底部的空气向天井口流动,促使冷巷内空气向天井底补充,由此冷巷、天井、庭院、厅堂可以形成自然的通风系统。

3.缓解热岛效应的现代建筑冷巷策略——以黄兴路步行街为例

黄兴路步行街是长沙市最繁华的地段之一,南北向,全长838米,街面宽23~26米,是集购物、休闲、娱乐、餐饮、文化及旅游等多项功能于一体的综合性场所。本次调研主要为建筑层数高度、道路宽度布局等。

(1)高层建筑的冷巷策略

根据调研步行街两侧建筑楼层及高度以及街道宽度布局,将高层建筑筛选出来,可以看出,高层建筑多分布在北侧,且建筑密度较大。南侧较少,间距较大。步行街上的高层建筑主要有以下三种形式:

商业办公,高度多在90米以上。

小高层商住,高度约在30~40米。

9至11层商业。高度约在30~40米。

本文以友阿春天为例探讨多高层建筑融合冷巷的改善策略。

长沙夏季主导风为南风,东西侧街道通风顺畅,由于南北侧街道高宽比较大,南侧街道H/W约为2,北侧街道约为6,通过街道两侧建筑顶部的气流难以下沉到街道的地面层,街道峡谷内会形成风涡流,且下部风涡流强度会明显小于上部涡流,此时街道空间内的气流运动较弱,地面层甚至接近静风状态,北侧与7UP相邻的街道会更明显。尽管通风较弱,但距离较近的建筑会互相遮阳,减少了太阳辐射时间,对降温有一定的优势。

西侧街道由于街道突然变窄,高宽比突然增大,南向来的风会向上方流动,友阿春天西侧风压很小。而友阿春天东侧是宽敞的步行街,通风顺畅,风压大。风压差会形成向西的气流。

友阿春天商城可以利用该风压差通风,把自然风引入商城内部。所以商城可以在东西向开窗,窗子形式可以采用百叶窗,不但可以调节进风方向还可以避免大量阳光辐射升高温度。并且窗子的高度不能超过两米,否则对于人们活动区范围内的空气流通所带来的影响就会减弱。

以上所述与冷巷风压通风原理基本相同,而热压通风原理也可以借鉴于此。

友阿春天北侧的7UP商务楼比友阿春天高60多米,南风到此受阻,会在友阿春天屋顶处形成涡流,风压较大。目前友阿春天有一个由电梯围合而成的中庭,中庭顶部是不透光的白色吊顶。结合冷巷天井拔风原理,友阿春天可以利用中庭上方的空间做一个风塔,东侧的风被引入到商城内部后,由风压差可以将风通向上部,贯穿整个商城。夏季时,风塔附近空气受热,压力小,也会促进下部空气向上的流动。

(2)建筑群的冷巷策略

步行街北侧的高层建筑高度不一,但是南向的高度基本一致,且高度集中在10~15米之间。总体来看,层高比较低的房屋位于南面,层高比较高的房屋位于北面,这样有利于夏季风对热环境的改善和阻挡冬季风的降温作用。

高层建筑在其周围所形成的紊流及压力差,使低层建筑物附近的风速加大,从而改善较低环境处通风条件,这对于解决夏季通风问题具有特殊的意义。除此之外,建筑群仍有值得改进之处。步行街南面有很多等高的建筑,像一堵墙阻碍了空气的流通,调整建筑高度,设计新的交叉点使风偏转进入街道峡谷。可以避免空间封闭,促进风和微风的渗透。目前步行街上共有13个交叉点,东侧主要是拐入巷道,西侧交叉点是底层架空的商场入口。

由现状来看,步行街交叉点距离可以更小一些,并增加交叉点个数。利用一些虚空间打造新的交叉点可以协助空气流动,方式如下。

方式一:建筑围合中庭,形成压力差促进空气流动,该区域也成为一个阴凉的公共空间吸引行人停留休息。(见图1)

方式二:利用高低不同的建筑打造虚拟冷巷。(见图2)

冷巷可以利用空气流通的风道也可以作为冷巷,不同空间的打造可以形成不同的风压,从而使空气流动,使微风渗透。

4.总结

长沙气候炎热,热岛效应明显,本文结合冷巷原理与黄兴路步行街的建筑道路布置提出缓解街区层面热岛效应的方案。依据冷巷的风压通风和热压通风,本文从高层建筑和建筑群两方面提出具体的缓解策略,高层建筑需完善开窗方式、通风方式;建筑群需完善建筑高度、建筑布置、交叉点距离等。利用这种传统技术,可以有效降低温度,并无需耗费过多技术成本,可以进一步推广与住宅、娱乐等其他性质用地。

参考文献

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论文作者:王铭瑞

论文发表刊物:《建筑知识》2017年14期

论文发表时间:2017/7/18

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