城市通风廊道规划与控制方法研究以_广州市白云新城北部延伸区控制性详细规划_为例
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[12]
2.3 影响城市通风的主要规划因素
通过对已有研究的总结，可以影响城市 通风的规划因素很多，归纳起来主要有开敞 空间、路网、街道形态、建筑布局等。 合理的开敞空间布局可以形成城市通风 廊道，促进城市通风。佟华 [14]等用城市边界 层模式研究了北京中心城区“楔形绿地”规 划建成后与目前状况的近地表气温的差异， 结果表明：楔形绿地内温度较周围温度平均 低1-2℃；楔形绿地对其周围尤其是下风方向 的温度也存在影响，北部几条楔形绿地周围 0.5-1km范围温度可降低0.5℃，在楔形绿地 的下风方向如在六郎庄楔形绿地的南面降温 范围可达3km；通过建成前后的对比，楔形
Abstract: In order to improve the city ventilation, based on the theory of ventilation, the analysis of main wind sources in summer and the main fac tors affec ting urban ventilation, this paper describes a new method of ventilation corridor planning, and establishes a control indicator system from five aspects: Width, Direction, Open Space, Adjacent Interface, Building. Taking the case of the Regulatory Planning of Baiyun New Town North, Guangzhou as an example, this paper analyses the planning , control method and indices of the seven ventilation corridors. Key words: Wind Source Analysis; Ventilation Corridor; Control Indices; Planning Method Foundation item: Projec t suppor ted by National Science and Technology Support Program: Integration and Demonstration o f U r b a n Th e r m a l E nv i ro n m e n t Co n t ro l Technology (2012BAC13B01); National Natural Scientific Foundation (41201601)
转子气流4种
[11]
。层状气流出现风速较小时，
心的通风廊道。 （6）山谷风。在白天，由于山坡接受阳 光较多，气温上升较快，使得在山顶附近形 成低压，同时由于谷底气压较高，于是形成 谷底空气沿山坡向山顶补充的风，称为“谷 风”。在夜间的情况相反，风从山坡吹向山 谷称“山风” [11]。山谷风与海陆风类似，都 是由热力引起，但是效率更高，山坡与大气 之间的温差只要几分之一度便足以引起山谷 风。谷风平均风速约2～4m/s，山风风速要小 一些。对于位于山谷地区的城市应充分利用 山谷风进行城市布局。 （7）林（绿）源风。由于绿地内部的气 温低于周边区域的气温，产生气压差，形成 “林源风”。对广州市天河公园和越秀公园 周边风速的研究显示[13]：傍晚18:00以后，天 河公园形成吹向四周的气流，风速约0.4m/s。 形成“林源风”的绿带宽度宜在300-500m之 间，一般不超过1km，宽小于200m时则难以 对周边生态环境产生影响，绿带不能密不透 风，树冠应疏密适度，下部适当通风。
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风景园林生态规划与设计/ 专题
图01
图02
图03
图04
图01 “下坡风”形成示意图 图02 “热岛环流”形成示意图 图03 白天“水风”形成示意图 图04 夜间“陆风”形成示意图
海陆风、山谷风等可以认为是大尺度地表覆 盖的差异导致了气压差，造成了空气流动； 在街区与地块尺度上，由于建筑的遮挡导致 了其前后的气压差，造成了空气流动。 城市建设使地面粗糙度的增加，从而阻 碍大气边界层内的空气流动。由于地表的摩 擦作用，接近地表的风速随着离地高度的减 小而降低，形成梯度风，其变化规律可以表 示为指数函数。一般而言，水面、沙漠、草 原等的地表粗糙度较低，梯度风的垂直变化 较慢，大气边界层高度低；城市市区、核心 区的地表粗糙度较高，梯度风的垂直变化较 快，大气边界层高度高。地面粗糙度与地表 覆盖类型、建筑密度、容积率、高度等因素 相关。
Special /LANDSCAPEARCHITECTUREECOLOGCIALPLANNINGANDDESIGN 中图分类号：TU119+.4 文献标识码：A 文章编号：1673-1530（2014）05-0092-05 DOI：10.14085/j.fjyl.2014.05.0092.05 收稿日期：2014-02-03 修回日期：2014-08-07
ຫໍສະໝຸດ Baidu
行的实测和模拟研究等。但是，如何与城市规 划相结合，更好地运用于规划实践之中，相关 研究与规划方法还较为缺乏。 广州位于我国低纬度地区，总体而言日 照、采光条件较好，但年平均风速仅1.66m/s， 风速较小。研究表明，5月-9月是广州最闷热 的月份，“自然通风”是最适合广州的被动 式设计策略，可以极大的改善城市的热舒适 环境[9]，降低热岛强度。因此，研究城市通风 廊道的规划方法，通过城市规划手段改善城 市通风环境，具有十分重要的意义。
093
Special /LANDSCAPEARCHITECTUREECOLOGCIALPLANNINGANDDESIGN
表01 通风廊道控制指标一览表 控制要素 宽度 通风廊道规划 走向 开敞空间 主通风廊道 ≥150m 次通风廊道 ≥80m
绿地使从绿地吹向四周的风速增加，最远影 响了5km区域。G ・ Z ・ 布朗 [15]认为风廊的最适 合宽度应不小于100m。通风廊道除了能促进 地区通风，提高城市风速之外，还能起到为 城市内部传输新鲜空气，切割城市热场，消 除热岛的规模效应和叠加效应等作用。 城市路网方位应保证在不同的季节，合 理调控风进入城市的内部，尽量做到顺应夏 季主导风向，与冬季主导风成一定的角度。 城市道路的宽度和疏密度会影响城市通风总 断面的大小和城市通风的均匀程度。吉沃尼
2 城市通风的理论基础
2.1 空气流动的理论机理
根据流体动力学，在惯性参考系中，影 响大气运动的基本作用力有重力、气压梯度 力、科里奥利力和摩擦力[10]。城市建设一般很 难影响重力和科里奥利力，但是可以影响一定 范围内的气压与地面摩擦力，从而对空气流动 产生影响。 气压梯度力的方向是由气压高处指向气 压低处。气压随高度的增加而降低，形成垂直 方向的气压梯度力；此外，由于地球表面的不 均匀性及辐射的南北差异，形成了水平方向上 的气压梯度力。气压梯度力对城市内的大气运 动起着重要作用，在城市尺度上的热岛环流、
2.2 城市夏季的主要风源
城市通风廊道的构建，主要是为了改善 城市夏季的热环境，因此应分析夏季的主要 风源、风向，作为构建风廊体系的依据。风 的形成是由于大气中的压力差，形成这种压 力差的原因主要来自于地形、地表覆盖、地 面粗糙度等的差异。参考相关文献，总结出7 种城市规划可利用的空气流动现象：夏季季 风、地形波、尾流环流、城市热岛环流、水 （海）陆风、山谷风、林（绿）源风。 （1）夏季季风。夏季季风是指季风地区 长年在夏季出现的盛行风。在我国，由于夏 季大陆上为热低压控制，海洋上是高气压， 气流由海洋吹向陆地，形成夏季风。夏季风 开始影响各地的日期不同，一般在3月即可影 响到华南沿海，7月到过黄河以北，进入夏季 风的极盛期，9月初开始撤退。因此，可利用 夏季季风改善城市的风环境。 （2）地形波。气流过山引起地形波，一 般可分为层状气流、驻涡气流、波动气流和
1 引言
20世纪80年代以来，我国的城市化进程 逐年加快，但同时也伴生了较为普遍的城市生 态环境问题。其中，城市热岛改变了城市热 量环境，影响区域气候、城市水文、空气质 量、城市土壤理化性质、城市生物的分布与 行为以及诸多城市生态过程如物质代谢、能 量循环等[1]，是引发出一系列生态环境问题的 重要原因之一。相关研究表明，良好的城市 通风可以极大的降低城市热岛强度[2]，并且存 在“临界风速”，当风速达到临界风速值时，
影响山脉上空；当风速持续增大时，则出现 其他类型气流，被统称为“背风波”。下坡 风是背风波的一种，风速可达5m/s以上，且常 发生在逆温层出现的时候，对改善山脉背面 城市的热环境、风环境有显著效果（图01）。 （3）尾流环流。一般把位于实体背后 的湍流区称为尾流 [11]。由于尾流中是背风低 压，尾流之外的空气向低压区进行填补，从 而形成尾流环流。尾流环流可以出现在岛 屿、山峰、建筑物等的后部，是城市中极为 常见的气流运动方式。位于山脉后方的城 市，在垂直方向上受背风波的影响，在水平 方向上受尾流环流的影响，会改变其主导风 向，影响城市通风廊道的布局。 （4）城市热岛环流。由于城市气温比郊
区高，引起空气在城市上升，在一定高度上， 气流从城市向周围郊区辐散，并在郊区下沉， 郊区空气又向城市低压区进行填补，于是在城 市与郊区之间形成了城市热岛环流
[11]
。热岛环
流只有在环境风速很小时才明显表现出来。 热岛环流有利也有害，有利的是可以把郊区 新鲜的空气带入城市，有害的是可能会把郊 区工厂排出的污染物带入城市，影响城市空 气质量（图02）。 （5）水（海）陆风。白天，在太阳照射 下，陆地比水升温快，空气膨胀上升，近地 面气压降低，所以风从水域上方吹向陆地， 形成“水风”（图03）；夜间情况相反，形 成“陆风”（图04）。研究表明 ：在夏季白 天，宽度为10km的湖泊，水风风速约为1m/s， 最大为3m/s；在夜间，陆风风速最大只有0.5m/s 左右，水陆风的强度与湖泊的宽度有关。充分 利用水陆风可以有效的改善城市风环境，特 别是位于沿海、沿河、湖泊周边地区的城市 应在规划时加以研究，规划从水面到城市中
以 《广州市白云新城北部延伸区控制性详细规划》 为例 ResearchonthePlanningandControlMethodof UrbanVentilationCorridors
ACaseStudyofRegulatoryPlanningofBaiyunNewTown,GuangZhou
梁颢严李晓晖肖荣波 LIANGHao-yanLIXiao-huiXIAORong-bo
摘要：为了改善城市通风环境，文章以空气流 动理论机理、夏季城市的主要风源、影响城市 通风的主要规划因素为理论基础，研究提出城 市通风廊道的规划方法，包括宽度、走向、开 敞空间、相邻界面、建筑5个方面的规划控制 指标。并以《广州市白云新城北部延伸区控制 性详细规划》为例，分析介绍了该案例中7条通 风廊道的规划构建及其控制方法与指标要求。 关键词：风源分析；通风廊道；控制指标；规 划方法 基金项目：国家科技支撑计划课题资助项 目：“城市热环境调控技术集成及示范” （2012BAC13B01）资助；国家自然科学基金 项目（41201601）资助
城市通风廊道规划与控制方法研究
城市热岛消失[3]。因此，通过改善城市通风降 低城市热岛十分必要。 《中华人民共和国物权法》规定：“建 造建筑物，不得……妨碍相邻建筑物的通风、 采光和日照。 ”然而，目前城市规划的相关 法规、标准主要对采光和日照进行了规定，对 通风却少有涉及。为此，许多学者展开了相关 研究，如汪光焘 [4]、蒋维楣 [5]等对多尺度大气 环境模型进行的研究；孟庆林 [6]、林波荣 [7]、 王振[8]等对中小尺度的城市热环境、风环境进
2.3 影响城市通风的主要规划因素
通过对已有研究的总结，可以影响城市 通风的规划因素很多，归纳起来主要有开敞 空间、路网、街道形态、建筑布局等。 合理的开敞空间布局可以形成城市通风 廊道，促进城市通风。佟华 [14]等用城市边界 层模式研究了北京中心城区“楔形绿地”规 划建成后与目前状况的近地表气温的差异， 结果表明：楔形绿地内温度较周围温度平均 低1-2℃；楔形绿地对其周围尤其是下风方向 的温度也存在影响，北部几条楔形绿地周围 0.5-1km范围温度可降低0.5℃，在楔形绿地 的下风方向如在六郎庄楔形绿地的南面降温 范围可达3km；通过建成前后的对比，楔形
Abstract: In order to improve the city ventilation, based on the theory of ventilation, the analysis of main wind sources in summer and the main fac tors affec ting urban ventilation, this paper describes a new method of ventilation corridor planning, and establishes a control indicator system from five aspects: Width, Direction, Open Space, Adjacent Interface, Building. Taking the case of the Regulatory Planning of Baiyun New Town North, Guangzhou as an example, this paper analyses the planning , control method and indices of the seven ventilation corridors. Key words: Wind Source Analysis; Ventilation Corridor; Control Indices; Planning Method Foundation item: Projec t suppor ted by National Science and Technology Support Program: Integration and Demonstration o f U r b a n Th e r m a l E nv i ro n m e n t Co n t ro l Technology (2012BAC13B01); National Natural Scientific Foundation (41201601)
转子气流4种
[11]
。层状气流出现风速较小时，
心的通风廊道。 （6）山谷风。在白天，由于山坡接受阳 光较多，气温上升较快，使得在山顶附近形 成低压，同时由于谷底气压较高，于是形成 谷底空气沿山坡向山顶补充的风，称为“谷 风”。在夜间的情况相反，风从山坡吹向山 谷称“山风” [11]。山谷风与海陆风类似，都 是由热力引起，但是效率更高，山坡与大气 之间的温差只要几分之一度便足以引起山谷 风。谷风平均风速约2～4m/s，山风风速要小 一些。对于位于山谷地区的城市应充分利用 山谷风进行城市布局。 （7）林（绿）源风。由于绿地内部的气 温低于周边区域的气温，产生气压差，形成 “林源风”。对广州市天河公园和越秀公园 周边风速的研究显示[13]：傍晚18:00以后，天 河公园形成吹向四周的气流，风速约0.4m/s。 形成“林源风”的绿带宽度宜在300-500m之 间，一般不超过1km，宽小于200m时则难以 对周边生态环境产生影响，绿带不能密不透 风，树冠应疏密适度，下部适当通风。
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风景园林生态规划与设计/ 专题
图01
图02
图03
图04
图01 “下坡风”形成示意图 图02 “热岛环流”形成示意图 图03 白天“水风”形成示意图 图04 夜间“陆风”形成示意图
海陆风、山谷风等可以认为是大尺度地表覆 盖的差异导致了气压差，造成了空气流动； 在街区与地块尺度上，由于建筑的遮挡导致 了其前后的气压差，造成了空气流动。 城市建设使地面粗糙度的增加，从而阻 碍大气边界层内的空气流动。由于地表的摩 擦作用，接近地表的风速随着离地高度的减 小而降低，形成梯度风，其变化规律可以表 示为指数函数。一般而言，水面、沙漠、草 原等的地表粗糙度较低，梯度风的垂直变化 较慢，大气边界层高度低；城市市区、核心 区的地表粗糙度较高，梯度风的垂直变化较 快，大气边界层高度高。地面粗糙度与地表 覆盖类型、建筑密度、容积率、高度等因素 相关。
Special /LANDSCAPEARCHITECTUREECOLOGCIALPLANNINGANDDESIGN 中图分类号：TU119+.4 文献标识码：A 文章编号：1673-1530（2014）05-0092-05 DOI：10.14085/j.fjyl.2014.05.0092.05 收稿日期：2014-02-03 修回日期：2014-08-07
ຫໍສະໝຸດ Baidu
行的实测和模拟研究等。但是，如何与城市规 划相结合，更好地运用于规划实践之中，相关 研究与规划方法还较为缺乏。 广州位于我国低纬度地区，总体而言日 照、采光条件较好，但年平均风速仅1.66m/s， 风速较小。研究表明，5月-9月是广州最闷热 的月份，“自然通风”是最适合广州的被动 式设计策略，可以极大的改善城市的热舒适 环境[9]，降低热岛强度。因此，研究城市通风 廊道的规划方法，通过城市规划手段改善城 市通风环境，具有十分重要的意义。
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Special /LANDSCAPEARCHITECTUREECOLOGCIALPLANNINGANDDESIGN
表01 通风廊道控制指标一览表 控制要素 宽度 通风廊道规划 走向 开敞空间 主通风廊道 ≥150m 次通风廊道 ≥80m
绿地使从绿地吹向四周的风速增加，最远影 响了5km区域。G ・ Z ・ 布朗 [15]认为风廊的最适 合宽度应不小于100m。通风廊道除了能促进 地区通风，提高城市风速之外，还能起到为 城市内部传输新鲜空气，切割城市热场，消 除热岛的规模效应和叠加效应等作用。 城市路网方位应保证在不同的季节，合 理调控风进入城市的内部，尽量做到顺应夏 季主导风向，与冬季主导风成一定的角度。 城市道路的宽度和疏密度会影响城市通风总 断面的大小和城市通风的均匀程度。吉沃尼
2 城市通风的理论基础
2.1 空气流动的理论机理
根据流体动力学，在惯性参考系中，影 响大气运动的基本作用力有重力、气压梯度 力、科里奥利力和摩擦力[10]。城市建设一般很 难影响重力和科里奥利力，但是可以影响一定 范围内的气压与地面摩擦力，从而对空气流动 产生影响。 气压梯度力的方向是由气压高处指向气 压低处。气压随高度的增加而降低，形成垂直 方向的气压梯度力；此外，由于地球表面的不 均匀性及辐射的南北差异，形成了水平方向上 的气压梯度力。气压梯度力对城市内的大气运 动起着重要作用，在城市尺度上的热岛环流、
2.2 城市夏季的主要风源
城市通风廊道的构建，主要是为了改善 城市夏季的热环境，因此应分析夏季的主要 风源、风向，作为构建风廊体系的依据。风 的形成是由于大气中的压力差，形成这种压 力差的原因主要来自于地形、地表覆盖、地 面粗糙度等的差异。参考相关文献，总结出7 种城市规划可利用的空气流动现象：夏季季 风、地形波、尾流环流、城市热岛环流、水 （海）陆风、山谷风、林（绿）源风。 （1）夏季季风。夏季季风是指季风地区 长年在夏季出现的盛行风。在我国，由于夏 季大陆上为热低压控制，海洋上是高气压， 气流由海洋吹向陆地，形成夏季风。夏季风 开始影响各地的日期不同，一般在3月即可影 响到华南沿海，7月到过黄河以北，进入夏季 风的极盛期，9月初开始撤退。因此，可利用 夏季季风改善城市的风环境。 （2）地形波。气流过山引起地形波，一 般可分为层状气流、驻涡气流、波动气流和
1 引言
20世纪80年代以来，我国的城市化进程 逐年加快，但同时也伴生了较为普遍的城市生 态环境问题。其中，城市热岛改变了城市热 量环境，影响区域气候、城市水文、空气质 量、城市土壤理化性质、城市生物的分布与 行为以及诸多城市生态过程如物质代谢、能 量循环等[1]，是引发出一系列生态环境问题的 重要原因之一。相关研究表明，良好的城市 通风可以极大的降低城市热岛强度[2]，并且存 在“临界风速”，当风速达到临界风速值时，
影响山脉上空；当风速持续增大时，则出现 其他类型气流，被统称为“背风波”。下坡 风是背风波的一种，风速可达5m/s以上，且常 发生在逆温层出现的时候，对改善山脉背面 城市的热环境、风环境有显著效果（图01）。 （3）尾流环流。一般把位于实体背后 的湍流区称为尾流 [11]。由于尾流中是背风低 压，尾流之外的空气向低压区进行填补，从 而形成尾流环流。尾流环流可以出现在岛 屿、山峰、建筑物等的后部，是城市中极为 常见的气流运动方式。位于山脉后方的城 市，在垂直方向上受背风波的影响，在水平 方向上受尾流环流的影响，会改变其主导风 向，影响城市通风廊道的布局。 （4）城市热岛环流。由于城市气温比郊
区高，引起空气在城市上升，在一定高度上， 气流从城市向周围郊区辐散，并在郊区下沉， 郊区空气又向城市低压区进行填补，于是在城 市与郊区之间形成了城市热岛环流
[11]
。热岛环
流只有在环境风速很小时才明显表现出来。 热岛环流有利也有害，有利的是可以把郊区 新鲜的空气带入城市，有害的是可能会把郊 区工厂排出的污染物带入城市，影响城市空 气质量（图02）。 （5）水（海）陆风。白天，在太阳照射 下，陆地比水升温快，空气膨胀上升，近地 面气压降低，所以风从水域上方吹向陆地， 形成“水风”（图03）；夜间情况相反，形 成“陆风”（图04）。研究表明 ：在夏季白 天，宽度为10km的湖泊，水风风速约为1m/s， 最大为3m/s；在夜间，陆风风速最大只有0.5m/s 左右，水陆风的强度与湖泊的宽度有关。充分 利用水陆风可以有效的改善城市风环境，特 别是位于沿海、沿河、湖泊周边地区的城市 应在规划时加以研究，规划从水面到城市中
以 《广州市白云新城北部延伸区控制性详细规划》 为例 ResearchonthePlanningandControlMethodof UrbanVentilationCorridors
ACaseStudyofRegulatoryPlanningofBaiyunNewTown,GuangZhou
梁颢严李晓晖肖荣波 LIANGHao-yanLIXiao-huiXIAORong-bo
摘要：为了改善城市通风环境，文章以空气流 动理论机理、夏季城市的主要风源、影响城市 通风的主要规划因素为理论基础，研究提出城 市通风廊道的规划方法，包括宽度、走向、开 敞空间、相邻界面、建筑5个方面的规划控制 指标。并以《广州市白云新城北部延伸区控制 性详细规划》为例，分析介绍了该案例中7条通 风廊道的规划构建及其控制方法与指标要求。 关键词：风源分析；通风廊道；控制指标；规 划方法 基金项目：国家科技支撑计划课题资助项 目：“城市热环境调控技术集成及示范” （2012BAC13B01）资助；国家自然科学基金 项目（41201601）资助
城市通风廊道规划与控制方法研究
城市热岛消失[3]。因此，通过改善城市通风降 低城市热岛十分必要。 《中华人民共和国物权法》规定：“建 造建筑物，不得……妨碍相邻建筑物的通风、 采光和日照。 ”然而，目前城市规划的相关 法规、标准主要对采光和日照进行了规定，对 通风却少有涉及。为此，许多学者展开了相关 研究，如汪光焘 [4]、蒋维楣 [5]等对多尺度大气 环境模型进行的研究；孟庆林 [6]、林波荣 [7]、 王振[8]等对中小尺度的城市热环境、风环境进