关中平原城市街道空间微气候与植物调控作用机制研究

With the rapid development of urbanization in the Guanzhong area, climate warming and air pollution are becoming a more and more serious issue. This project is aimed at the spatial microclimate environment of the plain urban streets in Guanzhong area, and takes the microclimate effect and plant shade as the research object with a different time span as the scale of research and observation. In this project, the mechanism of seasonal and daily regulation ability of street space plants to the microclimate was studied, and the regulation differences of different street space types and planting in a microclimate were compared and analyzed. Based on the principles of plant ecology and microclimate, this project uses urban the open data OpenStreeMap, field investigation, observation and mechanism analysis, as well as ENVI-met software simulation, design practice verification and other research links. Field investigation, typical sample selection, field observation, data comparison analysis, dynamic simulation and model construction were used to select plant species and shade space types with better microclimate regulation ability. This study puts forward the suitable climate characteristics of the Guanzhong Plain, meets the urban green street design requirements of the plant directory, constructs the effective improvement of urban street space microclimate environment planting model and reduces the urban street space thermal environment increment in summer. In order to provide scientific basis and practical guidance for the design of urban street space in Guanzhong area, the thermal comfort condition of urban street space should be improved.

随着关中地区城市化进程的迅速推进，气候变暖，空气污染等现象越来越严重。本项目针对关中地区平原城市街道空间微气候环境问题，以微气候效应与植物林荫为研究对象，以不同时间跨度为研究和观测尺度，多学科交叉，开展街道空间植物对微气候的季节调节能力和日调节能力的机制研究，比较分析不同街道空间类型，植物种植对微气候的调节差异。结合植物生态学与小气候学原理，通过实地调查，观测，作用机制分析等基础研究，以及ENVI-met软件模拟，设计实践验证等研究环节，采取“实地调查-典型样本选取-样地观测-数据比较分析-动态模拟和模型构建”的研究方法，筛选具有较好微气候调节能力的植物种类与林荫空间类型，提出适宜关中平原气候特征，满足城市绿色街道设计要求的植物名录，构建有效改善城市街道空间微气候环境的植栽模式，减少夏季城市街道空间热环境增量，提高城市街道空间的热舒适条件，为关中地区城市街道空间设计提供科学依据与实践指导。

城市街道空间环境是城市居民使用最频繁、无法回避的城市户外环境，空气质量、城市升温、日照时长、热舒适等给城市居民带来了众多健康的不利影响，是城市风景园林微气候设计需要面对的现实问题。. 本项目研究从城市街道微气候热舒适调节，拓展到利用微气候效应做功、改善城市街道健康环境，提出了风景园林“微气候健康做功”的理论方法：（1）基于街道动态热环境变化规律，通过对城市街道的建筑形态和林荫空间形态的控制，利用太阳辐射的日照时段和空间位置，形成热动力上升气流快速排放空气污染物，改善对街道人流的健康影响。（2）通过落叶行道树的布置、建筑物街道开口宽度的控制，改善夏季人行道遮阳和自然风需求，改善冬季人行道日照温暖和晒太阳获取紫外线卫生需求。（3）通过场地热环境多样性布局，延长户外活动时长，增加活动的多样性，满足户外健康体力活动需求。（4）通过线性冷热交替热环境设置，利用微气候连续动态变化特点，锻炼提升人体热适应能力，增强免疫力。上述研究结论形成微气候设计为健康做功的系统理论方法和设计依据，为风景园林设计科学方法和多学科基础融合进行了创新探索和实践尝试。. “微气候健康做功”研究城市健康环境改善和全民大健康的迫切需求，利用太阳日照辐射自然能源促进和调节微气候环境，改善对人体生理和心理的不利健康影响，促进有利健康影响。在现有城市道路空间类型基础上，针对关中平原西安城市群的南-北、东-西向街道布局特点，提出了2类-4种-3空间-2走向的“街谷林荫”微气候空间模式。通过“街谷-林荫”空间形态对街道动态热环境进行空间位置时段的调控，在冬夏不同季节实现对日照和气流的影响，达到动态调节的功效，增加全年健康出行总天数，延长户外活动时长，促进体力活动多样化。. 将不同季节的“行为-空间-时段”动态热环境进行耦合分析，建立“热舒适-热适应-空气污染-活动必要性”的健康时段影响分析方法。利用空间日照动态分析方法进行空间热环境布局分析，建立街道户外动态热环境的调控模式，解决关键时段和关键空间的设计分析，提出城市健康街道空间高宽比关键指标。