前 言隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市中心區(qū)人口高度聚集，城市空間布局高度密集，導(dǎo)致了室外通風(fēng)不良、熱舒適度低等城市微氣候問(wèn)題。城市微氣候的形成除了受到宏觀氣候因素的影響，還與城市形態(tài)特征有著密切的關(guān)系。街區(qū)是城市構(gòu)成的基本單元，不同形態(tài)及界面的街區(qū)，其內(nèi)部空間的熱傳遞特征必然不同，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的微氣候特征。街區(qū)尺度的微氣候是整個(gè)城市微氣候的有機(jī)組成，從改善城市微氣候的角度出發(fā)，良好的街區(qū)形態(tài)設(shè)計(jì)能夠改善通風(fēng)狀況、調(diào)節(jié)室外氣溫，緩解城市微氣候問(wèn)題。近年來(lái)，由于城市化進(jìn)程的加快，平原城市中心區(qū)街區(qū)空間表現(xiàn)出高度密集，且復(fù)雜多樣的街區(qū)形態(tài)特征，街區(qū)空間的這些變化使得城市微氣候問(wèn)題日趨突顯。即使是寒冷地區(qū)的平原城市，其中心區(qū)在夏季也出現(xiàn)了嚴(yán)重的高溫化問(wèn)題。因此，本書(shū)的研究聚焦于寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)與微氣候的耦合機(jī)理與優(yōu)化調(diào)控方法，從以下三個(gè)方面展開(kāi)研究：首先，作者采用定性的類(lèi)型描述與定量的指標(biāo)描述相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)進(jìn)行全面概括與精準(zhǔn)描述。在定性的類(lèi)型描述研究中，作者參照形態(tài)學(xué)、類(lèi)型學(xué)的研究方法，采取街區(qū)建筑功能與建筑容量相結(jié)合的主題分類(lèi)方式，依據(jù)石家莊、鄭州和西安三個(gè)典型案例城市中心區(qū)1000MX1000M的街區(qū)切片研究單元眾樣本，將寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)的街區(qū)形態(tài)進(jìn)行分類(lèi)和梳理，共歸納出三個(gè)大類(lèi)（十三個(gè)小類(lèi)）的街區(qū)形態(tài)類(lèi)型(Block Morphology Type)。在定量的指標(biāo)描述研究中，作者基于街區(qū)尺度城市微氣候的形成因素，依據(jù)指標(biāo)描述的適用性、指標(biāo)計(jì)算的便捷性和納入規(guī)范的可操作性原則，共篩選出建筑功能混合度、建筑密度、容積率、平均天空開(kāi)闊度、平均迎風(fēng)面積比、平均建筑高度、平均街道高寬比和綠地率八個(gè)與街區(qū)形態(tài)相關(guān)的量化指標(biāo)，以此對(duì)寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)進(jìn)行量化指標(biāo)描述。然后，作者采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法分析寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)與微氣候的耦合機(jī)理。在依據(jù)鄭州市夏季典型日現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和校準(zhǔn)了城市微氣候模擬軟件ENVI-met數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性后，作者以寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)十三種街區(qū)形態(tài)類(lèi)型的典型模型為樣本，利用ENVI-met軟件分析街區(qū)空間內(nèi)部水平對(duì)流傳熱和下墊面釋放的顯熱與潛熱通量對(duì)街區(qū)空間氣溫升高的影響機(jī)理，發(fā)現(xiàn)了寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)1KM2街區(qū)尺度的微氣候指標(biāo)與街區(qū)形態(tài)量化指標(biāo)之間的一系列相關(guān)關(guān)系。依據(jù)這些街區(qū)形態(tài)與微氣候的數(shù)值關(guān)系，作者從街區(qū)形態(tài)對(duì)微氣候的影響機(jī)理以及構(gòu)建舒適微氣候的街區(qū)形態(tài)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面揭示了寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)與微氣候的耦合機(jī)理。研究證明：造成寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)空間夏季高溫化的主要原因來(lái)自街區(qū)空間形態(tài)及其空間界面屬性的綜合影響，以構(gòu)建舒適微氣候的角度進(jìn)行街區(qū)形態(tài)設(shè)計(jì)需從空間形態(tài)及其界面屬性?xún)煞矫嫒胧帧?后，作者基于寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)與微氣候的耦合機(jī)理分析，依據(jù)控制得熱和加速散熱的原則，歸納出改善夏季高溫的街區(qū)形態(tài)調(diào)控方法，并利用ENVI-met軟件模擬比較各種調(diào)控方法對(duì)降低夏季室外氣溫的貢獻(xiàn)率，綜合考慮街區(qū)形態(tài)調(diào)控方法對(duì)微氣候改善的貢獻(xiàn)率、適用性和可操作性等因素，獲得有助于改善夏季微氣候的寒冷地區(qū)平原城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)優(yōu)化調(diào)控方法：①采取街區(qū)建筑東西向錯(cuò)位布局的調(diào)控方法能夠?qū)ι虅?wù)型街區(qū)室外空間起到一定的降溫效果，但對(duì)商住型和居住型街區(qū)降溫效果不明顯；②采取降低街區(qū)建筑在夏季主導(dǎo)風(fēng)向上迎風(fēng)面積大小的調(diào)控方法能夠?qū)ι套⌒团c居住型街區(qū)夏季高溫問(wèn)題起到輕微的緩解作用，但對(duì)商務(wù)型街區(qū)降溫效果不明顯；③采取適度提高道路圍合地塊*北一排建筑高度的調(diào)控方法能夠緩解商住型與居住型街區(qū)室外空間部分區(qū)域的夏季午后高溫問(wèn)題，但對(duì)商務(wù)型街區(qū)降溫效果不明顯；④采取適度提高街區(qū)平均街道高寬比的調(diào)控方法對(duì)商住型與居住型街區(qū)緩解夏季午后高溫問(wèn)題具有很好的調(diào)節(jié)效果，但對(duì)商務(wù)型街區(qū)降溫效果不顯著；⑤采取增加街區(qū)空間綠地面積與樹(shù)木數(shù)量的調(diào)控方法是對(duì)所有街區(qū)類(lèi)型都適用的方法，該方法可以有效緩夏季高溫問(wèn)題；⑥采取提高街區(qū)地表面以及建筑外表面反照率的調(diào)控方法可以緩解夏季午后高溫問(wèn)題，該方法對(duì)容積率＞3.5或建筑密度＞30%的街區(qū)降低夏季午后室外氣溫的效果顯著；⑦采取只提高街區(qū)地表面反照率的調(diào)控方法也可以緩解夏季午后高溫問(wèn)題，該方法對(duì)容積率3.5的街區(qū)降低夏季午后室外氣溫的效果顯著。本書(shū)以寒冷地區(qū)平原城市夏季為例，系統(tǒng)探究了城市中心區(qū)街區(qū)形態(tài)與微氣候的耦合機(jī)理與優(yōu)化調(diào)控方法，研究結(jié)論希望為規(guī)劃師、建筑師和城市建設(shè)管理者提供有益參考。