城市通风廊道规划建设对策研究_以安庆市中心城区为例_曹靖

53【收稿日期】2015-01-16【文章编号】1002-1329(2016)08-0053-06【中图分类号】TU984.11+3【文献标识码】A【doi】10.11819/cpr20160809a【摘要】随着对城市可持续发展和城市品质的关注，作为改善城市环境品质与消减热岛效应的重要途径的通风廊道规划建设逐步走进人们的视野。以安庆市中心城区为例，借助PHOENICS软件中的FLAIR模块，运用流体动力学分析方法对研究范围的通风廊道采取“城区—分区”的研究思路进行分类研究。城区层面，识别出通风口地区和一二级风道，并将通风口地区划分为建设用地区和非建设用地区，分别提出相应的管控策略。分区层面，进一步识别出三级风道。对应新、老城区需要解决的实际问题，采取差异化的研究思路：老城区以“改善现有的通风环境”为目标，针对通风环境较差的地区，提出近远期不同的改善策略，简称为“亡羊补牢”。新城区以“保障未来形成良好的通风环境”为目标，针对识别出的一二三级风道沿线地区，从宽度、建筑密度、阻风率、高宽比和开放度等方面提出控制指标要求及规划策略，总结为“未雨绸缪”。通过探索针对城市内部不同地区的差异化通风对策，以期对今后其他地区城市通风廊道的规划研究提供参考。【关键词】通风廊道；规划；安庆ABSTRACT:Withtheincreasingconcernsaboutsustainableurbandevelopmentandcityquality,theplanningandconstructionofventilationcorridor,whichisamajormethodfortheimprovementofurbanenvironmentqualityandreducingheatislandeffect,graduallyattractspeople’sattention.WithacasestudyonthecentralurbanareaofAnqingandbyapplyingtheanalyticalmethodofcomputationalfluid dynamics in PHOENICS, we conduct a study oncategorizationofventilationcorridorsbasedonthe“city–district”pattern.Atthecitylevel,wedefinetheventilationareaandthefirst-andsecond-levelventilationcorridorsbeforedividingtheventilationareaintoconstructionandnon-constructionareas.Atthedistrictlevel,wefurtherdefine the third-level ventilation corridor. To solve thepracticalventilationproblemsineitheroldornewcityarea,weusedifferentstudymethods.Fortheoldcityarea,thegoalisto“improvecurrentventilationenvironment”,soweproposeshort-termandlong-termimprovementstrategiesforareaswithpoorventilationconditions,whichcanbesummarizedas“nevertoolatetomend”.Andforthenewcityarea,thegoalisto“guaranteegoodventilationenvironmentinthefuture”,soweproposecontrolindexrequirementsfromaspectsincludingwidth,direction,buildingdensity,etc.,andrelatedplanningstrategiesforareaalongthesecond-andthird-levelventilationcorridors,whichcanbesummarizedas“takeprecautionsbeforeitistoolate”.Byexploringdifferentventilationcountermeasuresfordifferentareasincity,weexpecttoprovideausefulreferencefortheplanningstudyonurbanventilationcorridorinotherareas.KEYWORDS:ventilationcorridor;planning;Anqing城市通风廊道规划建设对策研究——以安庆市中心城区为例URBANVENTILATIONCORRIDORPLANNINGSTRATEGIES:ACASESTUDYONCENTRALURBANAREAOFANQING曹靖黄闯魏宗财周永鹏王岚CAOJing;HUANGChuang;WEIZongcai;ZHOUYongpeng;WANGLan【作者简介】曹靖(1984-)，男，硕士，合肥市规划设计研究院规划二所副所长，城市规划工程师，注册城市规划师，注册咨询工程师。黄闯(1970-)，男，硕士，合肥市规划设计研究院副总工、规划二所所长，注册城市规划师，教授级高级工程师。魏宗财(1984-)，男，硕士，香港大学城市规划及设计系博士研究生，城市规划工程师，注册城市规划师，本文通讯作者。周永鹏(1987-)，男，合肥市规划设计研究院规划二所工程师，注册城市规划师。王岚(1984-)，女，硕士，合肥市规划设计研究院编研所工程师。城市通风廊道规划建设对策研究曹靖黄闯魏宗财周永鹏王岚InfrastructureStudies基础设施研究54城市规划CITYPLANNINGREVIEW2016年第40卷第8期VOL.40NO.8AUG.20161引言《国家新型城镇化规划(2014－2020年)》的颁布标志着城镇化的发展上升为国家战略。与传统的城镇化相比，新型城镇化更关注城镇化的质量，而非以往对速度和规模的关注[1]。在新型城镇化的语境下，如何提升城市的生活品质成为规划界关注的热点。改革开放以来，伴随经济的高速增长，国内各类城乡建设用地快速扩张，城市下垫面变得愈发粗糙，致使我国许多城市的风速普遍呈现逐年降低态势，这成为引起雾霾和城市热岛加剧的原因之一[2-4]。李小凡研究认为良好的城市通风可以极大降低城市热岛强度，并且存在“临界风速”；当风速达到临界风速值时，城市热岛将消失[5]。郑庆锋、史军关于“临界风速”对改善城市雾霾的研究也得到相似的结论[6]。城市弱风环境下如何提高风速，优化城市生活品质成为研究热点。在此背景之下，通风廊道的概念应时而生。通风廊道虽然对大尺度区域的气候环境影响较小，但对于促进城市空气循环，降低空气污染，改善城市小尺度的风环境，特别是舒缓夏季的热岛效应，减低冬季采暖期雾霾发生的频率，能够起到一定的作用[4]。国外对通风廊道理论层面的研究起步较早，成果主要集中在通风系统理论、下垫面气候功能评价标准、气候环境评估的指导方针等方面[7-10]，如克雷斯(Kress)提出作用空间、补偿空间和空气引导通道组成一个完整的城市通风系统[7]，这为通风廊道研究奠定了理论基础。国内对通风廊道的研究更加关注应用与实践层面，集中在中小尺度的城市风环境、风道影响因子及与风速的相关性等方面。如杨柳提出街区内的风速与阻塞比有较强的相关性[11]；温慧提出周边式布局小区内部的风速较低，风速会随围合度的降低而提高[12]。另外，国内的香港、长沙、廊坊、杭州、南京等城市陆续开展了城市通风廊道的相关规划研究，如《香港空气流通评估》、《城市通风廊道规划研究》等[13-14]，侧重于通风廊道的空间结构和总体布局、风道沿线地区的规划控制和引导、风道建设维护与管理的实施保障机制等方面。目前通风廊道理论和实践的研究成果普遍关注风道沿线开发建设较少的新城区的建设管控，而较少涉及到城市不同片区通风策略差异性的研究。安庆受西太平洋副热带高压控制，以及长江谷地的积温效应，加之与城区石化产业的影响，导致城区的夏季热岛与冬季雾霾尤为严重。本文以安庆市中心城区为例，对新、老城区通风廊道的现状差异，针对性地提出差异化的对策，以期改善与提升安庆中心城区的整体风环境。2研究区域的通风基础条件安庆坐落于安徽省西南部，是皖西南区域中心城市和长江沿岸重要的滨江港口城市。中心城区北靠大龙山，南临长江，由迎江、大观、宜秀三区组成，周边由白泽湖、破罡湖、石门湖、菜子湖等群湖环绕，山水景观俱佳(图1)，为自然通风奠定了优良的基础条件。依据安庆市气象局的监测数据，近5年来安庆中心城区的平均风速为2.4m/s，全年盛行风为东北风，风频达到24%。安庆老城区主要位于合安高速以西，已基本完成开发建设，建筑普遍低矮但密度较高，公共绿地严重不足，较多地区通风不畅，同时西侧紧邻石化、高新及经开三大工业区且缺乏有效隔离，这导致可吸入颗粒物、SO2及NO2蔓延扩散到老城区又无法及时吹散。在石化搬迁尚需时日的背景下，迫切需要改善其通风环境，以尽可能降低污染物对老城区的影响；安庆新城区主要包括合安高速以东的东部新城及大龙山西侧的北部新城，大部分地区尚未开发，但需要采取一定的控制措施，以保障未来形成良好的通风环境。3研究方法与研究思路3.1研究方法研究基于计算流体动力学分析方法(ComputationalFluidDynamics，CFD)，采用英国CHAM公司研发的PHOENICS软件中的FLAIR模块图1安庆中心城区通风基础条件Fig.1VentilationconditionsofAnqingcitycenter55对目标建筑进行风环境分析。目前，PHOENICS在居住小区层面风场模拟的应用已较为成熟，但在更大空间尺度的模拟存在计算量过大的难题，可能导致无法收敛。因此，为确保该分析模型在更大空间尺度上的操作可行，需对其进行优化调整，实现数据收敛。近年来，PHOENICS进行城市空间尺度的风场分析已在深圳得到应用，效果较好，这为本研究的推进提供了一定的科学支撑。3.2城市通风廊道体系构筑依据风道宽度和管控条件的差异，考虑整体风道结构的合理性，并参考长沙等地通风廊道规划研究中的分级标准，研究提出安庆中心城区的通风廊道体系由“通风口地区+三级风道”组成。其中通风口地区是位于盛行风向上的大型楔形绿地，可保障进入城区的风新鲜通畅；一级风道主要沿着大型带状生态绿地、主干路、铁路、高速路等道路及两侧空地等通风潜力较大的狭长地区构建。其连通绿源与城市中心，打通重点弱通风量分布区，达到阻隔城市热岛连片集中发展的目的；二级风道通常沿着中型带状生态绿地、次干道、支路及两侧空地构建，连通绿源与建成密集区，以弥补一级风道无法保证的“断头”廊道区域，辅助和延展一级风道通风效能及沟通、连接局地绿源和风环境较差区域的功能[15]；三级风道是满足通风条件的小型带状生态绿地、地块内部路及地块内小绿地产生的向四面扩散的绿源风。3.3研究思路由于现阶段技术条件的限制，当前研究受到空间尺度、模型简化程度与风环境真实程度三者相互关系的制约(图2)。这导致在技术层面上无法实现对整个城区构建精细化模型，以进行风环境模拟。故研究采用“城区—分区”的分类思路。城区层面包括整个中心城区范围，空间尺度较大，故需要较大幅度简化作用模型，导致模拟的风环境结果较为粗糙，仅能识别出通风口地区和一二级风道。在尽量避免分区间风场干扰的基础上，将整个中心城区划分为七大分区(图3)。分区层面的空间尺度较小，模型需适度调整简化，模拟的风环境更为真实，能够进一步识别出三级风道。针对新、老城区需要解决的实际问题，分区层面规划的目标导向及思路上存在较大的差异：考