傳統(tǒng)古鎮(zhèn)的小氣候與空間特征研究嵩口古鎮(zhèn)小氣候與游覽路徑空間特征之關(guān)系研究

傳統(tǒng)古鎮(zhèn)的小氣候與空間特征研究嵩口古鎮(zhèn)小氣候與游覽路徑空間特征之關(guān)系研究

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，不僅促進了舊城旅游業(yè)的發(fā)展，而且導(dǎo)致了舊城和千城的盲目發(fā)展，失去了原有的自然和人文景觀。1研究區(qū)域的概況和數(shù)據(jù)來源1.1形成“傳統(tǒng)”的人居環(huán)境營造理念嵩口古鎮(zhèn)位于福建省福州市永泰縣西南部山區(qū)，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候。嵩口古鎮(zhèn)是國家級歷史文化名鎮(zhèn)，發(fā)展至今已有千年歷史，仍存有大量規(guī)模宏大的明清建筑群：廟宇、街市、民居、寨堡，形成了獨具特色、內(nèi)涵豐富的街巷里坊和整體風(fēng)貌，充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)“天人合一”的人居環(huán)境營造理念。1.2游客景觀節(jié)點分布游覽路徑的選擇與游覽者滿意度緊密相關(guān)，對古鎮(zhèn)建設(shè)也具有重要意義，所以根據(jù)不同的自然景觀、人文因素，選取嵩口古鎮(zhèn)的2條主要游覽路徑景觀的不同空間特征進行系統(tǒng)布點(圖1)，并對各測點進行調(diào)查(表1)。游覽路徑一選取了具有嵩口特色的濱水景觀、宗祠庭院、古鎮(zhèn)老街3種景觀類型，分別為水岸港垾、橫街、林帶溪紀念堂、關(guān)帝廟街4個景觀節(jié)點，充分體現(xiàn)了古鎮(zhèn)先人澤水而居、因商興鎮(zhèn)之特色。游覽路徑二選取了具有嵩口特色的莊園式古厝民居、巷弄等景觀類型，分別為鶴形路、龍口厝、拔魁厝、郭家巷4個景觀節(jié)點，涵蓋了嵩口特有的莊園式古厝民居、古鎮(zhèn)巷弄等景觀，體現(xiàn)了當(dāng)?shù)爻缟懈x的文化民俗。1.3學(xué)習(xí)方法1.3.1景觀節(jié)點位置設(shè)置本研究測試了空氣溫度、相對濕度以及風(fēng)速等小氣候因子。利用LutronLM-8000手持濕溫度計，分別在嵩口古鎮(zhèn)內(nèi)2條游覽路徑的景觀節(jié)點設(shè)置距地高度1.5m監(jiān)測點。實驗時間為2017年11月5—7日，每日7:00—21:00，每隔2h采集一次數(shù)據(jù)，每個測點停留2min，記錄3組平穩(wěn)數(shù)據(jù)，并取均值，最終獲取8組數(shù)據(jù)。1.3.2人體舒適度指數(shù)(t)由于福州冬少嚴寒，夏有酷暑的氣候特征，本研究選擇由E.C.Thom提出，Bosen修正后的熱應(yīng)力舒適指標來計算人體舒適度。它被定義為在室外，人體得熱與溫度、濕度的關(guān)系。其引入不舒適指數(shù)中的氣流作用下的表達式式中，T由于人體對區(qū)域氣候的適應(yīng)性不同，同一指數(shù)在不同地區(qū)對人體的感覺程度不同，因此需因地制宜，采用本地的人體舒適度指數(shù)指標。故本次采用吳濱等人提出的福建省11月份舒適度等級劃分評判標準(表2)2松口市小氣候與人類舒適度的分析2.1訪問路徑1的小氣候分析游覽路徑為水岸港垾-林帶溪紀念堂-橫街-關(guān)帝廟街，按照各景觀節(jié)點空間特征，此路徑共設(shè)置8個觀測點，即表1中A～H觀測點。2.1.1溫濕度曲線及平均風(fēng)速對比各測點日平均溫度(圖2)，可見，測點C(25.65℃)>測點B(25.35℃)>測點A(24.62℃)，日溫差方面：測點A比測點B日溫差低1.31℃，比測點C日溫差低1.47℃。這表明水體對水岸港垾區(qū)的小氣候調(diào)節(jié)起到積極作用，距離水體越近小氣候效應(yīng)越強，促使環(huán)境溫度的晝夜趨于平衡。對比各測點空氣相對濕度，可見，除7:00外，各時段測點A的濕度高于其他區(qū)域，這是由于測點B及測點C距水體較遠，下墊面鋪裝不同，比熱容不同。測點B、C為鵝卵石，測點A以沙石為主，且緊鄰水體，隨著溫度的升高，測點B及測點C溫度升高快，使得空氣中水分蒸發(fā)更快，故濕度降幅較大。對比該段溫濕度曲線(圖2)，數(shù)據(jù)說明，空氣濕度與下墊面材質(zhì)存在相關(guān)性，且水體對周邊環(huán)境的小氣候，具有明顯的增濕作用。將各測點3日平均風(fēng)速進行比較排序，可見，測點C(1.5m/s)>測點B(1.22m/s)>測點A(1.08m/s)。這是因為測點C與測點A的垂直落差約3.2m，測點B為兩點間斜坡，較好地借用地形和大樟溪水體的小氣候效應(yīng)，促進了空氣流通。測點A和測點B的灌、草組合在一定程度上阻礙了風(fēng)的運行，故風(fēng)速依次遞減。這說明風(fēng)速與濱水坡面形式、植被種植具有相關(guān)關(guān)系。2.1.2溫濕度、風(fēng)速變化對比各測點日平均溫度(圖3)，可見，早晚各測點間溫度無較大差距，11:00—15:00時，測點E溫度最高，這是由于開敞空間特征強化了氣候?qū)y點E的影響，達到了該段測點全天最高溫。而測點F的最高溫比測點E最高溫低21.56%，日溫差低58.39%，這則是受其圍合的空間特征、喬草搭配的天井綠地的影響，共同改善了場地內(nèi)的小氣候適應(yīng)性。而測點D與測點H2條街巷，由于二者朝向與D/H值的區(qū)別，造成太陽輻射地面時間和面積區(qū)別，從而解釋了7:00—9:00測點D溫度低于測點H，而隨著時間流逝，測點D溫度逐步高于測點H。上述該段溫度變化，說明了溫度與空間開敞程度及建筑D/H值具有直接聯(lián)系。觀察該段的濕度變化，測點D作為嵩口古鎮(zhèn)創(chuàng)客中心。7:00濕度最大。主要由于夜間，東北風(fēng)通過直街及米粉街2條線性空間帶來的水汽在此交匯所造成，其此時的溫度亦是測點中最小，說明了水體可改變局部氣流，從而產(chǎn)生增濕作用。但由于熱輻射，濕度逐步下降，而測點F濕度由于空間開敞程度及植被的影響，濕度變化緩慢。通過對比溫濕度變化圖，可看出溫濕度變化趨勢呈相反的“V”形峰值變化形態(tài)。風(fēng)速方面，該段日均風(fēng)速為：測點D(0.93m/s)>測點H(0.82m/s)>測點G(0.63m/s)>測點F(0.50m/s)>測點E(0.12m/s)，由于測點E為開敞空間，氣流方向較散，故風(fēng)速最低。測點D與測點H所屬2條傳統(tǒng)街巷的聚風(fēng)作用，風(fēng)速高于其他空間。2.22.小氣候分析游覽路徑二為鶴形路-龍口厝-拔魁厝-郭家巷，按照各景觀節(jié)點空間特征，此路徑共設(shè)置9個觀測點，即表1中I～Q觀測點。2.2.1．圍合空間的d/h值差異由圖4可見，各測點溫度日變化于7:00—9:00溫度變化最快，至15:00后迅速降溫。對比各測點日均溫度，依次為測點I(23.60℃)>測點J(23.45℃)>測點K(23.30℃)>測點L(23.06℃)>測點M(23.03℃)，鶴形路不同測點溫度不同，其原因是道路朝向不同，從而引起太陽直射地表時間區(qū)別所造成。而龍口厝測點溫度的區(qū)別是由于圍合空間的D/H值差異所造成。通過該段實測分析再次說明：溫度受建筑空間朝向及空間圍合的D/H值的影響?？梢钥闯龈鳒y點3日平均濕度于13:00均降至最低。7:00及21:00，鶴形路3個測點(測點I、測點J、測點L)濕度均低于龍口厝兩測點(測點L、測點M)，主要由于夜間至清晨受氣流從大樟溪帶入濕氣，對局部小氣候降溫增濕起到最佳效益，但伴隨太陽直射的增強，濕度大幅下降。對比鶴形路3個測點風(fēng)速強度，依次為：測點K(0.71m/s)>測點I(0.42m/s)>測點J(0.24m/s)，可見測點K及測點I線性通道通風(fēng)聚風(fēng)性比測點K曲形路段好，說明線性路段具有聚風(fēng)作用，而曲形路段則起到一定阻風(fēng)效應(yīng)。2.2.2各測點濕度對比比較各測點3日平均溫度，可得：測點O(25.58℃)>測點N(23.68℃)>測點Q(22.74℃)>測點P(22.41℃)，測點O均溫及溫差都高于測點N溫度，主要由于其開敞程度造成，前者為開敞空間，而后者為半開敞空間。測點P平均溫度比測點Q低，說明巷子的D/H值與溫度則呈負相關(guān)，即D/H值越大，空氣溫度越小。且受不同下墊面的熱容量、導(dǎo)溫系數(shù)和升溫速率不同，淺色天然石板鋪裝相較于水泥鋪裝更優(yōu)于對熱環(huán)境的影響和改善作用。對各測點的平均濕度進行分析比較，可得：測點P(57.09%)>測點Q(55.31%)>測點N(52.47%)>測點O(50.69%)，測點O平均濕度低于其他測點，這主要是受空間開敞程度所造成的太陽輻射強度不同，及下墊面對陽光折射率影響，使得該測點溫度較高，空氣濕度的蒸發(fā)量增大的原因。測點N與測點Q沿路均有綠植，但平均濕度仍低于測點P，可見，線性空間的封閉程度對局部小氣候起到一定的調(diào)節(jié)作用，且以為夯土材質(zhì)為主的建筑構(gòu)筑物對于控溫保濕有明顯作用。風(fēng)速的隨機性較大，但根據(jù)3日平均風(fēng)速可得：風(fēng)速最高的為測點P，為1.15m/s，其次為測點Q。由于主導(dǎo)風(fēng)向東北風(fēng)正好與建筑朝向垂直，因此在這2個點有明顯的“峽谷效應(yīng)”，但因為測點R的D/H值小于測點Q，二者下墊面鋪裝也有所差異，造成測點P風(fēng)速大于測點Q。而測點O的風(fēng)速最低，主要由于東北面的建筑遮擋及其空間為開敞空間，風(fēng)向變化劇烈且波動較大。結(jié)果表明，古鎮(zhèn)內(nèi)部的線性廊道聚風(fēng)效果比半開敞、開敞空間效果好，且同為線性廊道情況下，D/H值與風(fēng)速呈負相關(guān)關(guān)系，鋪裝材質(zhì)與風(fēng)速亦有一定相關(guān)性。3人體舒適性分析將2條路徑的舒適度進行統(tǒng)計(圖6)。2條路徑舒適度指數(shù)最大值均為80，路徑一最小舒適度指數(shù)為60，路徑二最小舒適度指數(shù)為62。測點C、測點E、測點O受空間開敞程度、太陽直射時間影響，K值最高，波動較大。由圖可知，路徑一各測點舒適度指數(shù)介于60～80之間，波動較大，56.25%于舒適區(qū)間，25%于較舒適區(qū)間，另外稍熱及稍熱區(qū)間均為9.38%，其中測點C、E最高舒適度指數(shù)至熱與稍熱交集區(qū)間，測點A、B、C、F、H最低舒適度指數(shù)都為稍冷區(qū)間。路徑二各測點舒適度指數(shù)則較為集中，介于62～80之間，52.78%于舒適區(qū)間，37.5%于較舒適區(qū)間，9.72%于稍熱區(qū)間，除了7個時間點舒適度指數(shù)位于稍熱，其余測點各時間均位于舒適與較舒適區(qū)間。由人體舒適度分析圖(圖6)可知，舒適度指數(shù)較高，達到稍熱和熱交接區(qū)間的均為開敞空間，主要原因是受太陽熱輻射而造成的高溫原因。而位于舒適度最低的稍冷區(qū)間的，分別為濱水空間、庭院天井和關(guān)帝廟街，主要原因為受夜間東北風(fēng)攜大樟溪水汽入侵而造成。對比2條路徑人體舒適度，位于舒適及較舒適區(qū)間內(nèi)占比，路徑二比路徑一多9.03%，在稍冷、稍熱區(qū)間內(nèi)占比，路徑二比路徑一少9.04%。所以，游客游覽時，路徑二較路徑一整體人體舒適度感受更為良好。4小氣候要素本研究對嵩口2條游覽路徑的景觀節(jié)點空間特征進行分析，并結(jié)合小氣候?qū)崪y，探索了小氣候要素、空間特征和人體舒適度之間的關(guān)系。通過實測研究結(jié)果表明：1)大樟溪對水岸港垾區(qū)小氣候有著積極的調(diào)節(jié)作用，距離水體越近小氣候效應(yīng)越強。其駁岸形式、植被綠化及下墊面亦對小氣候有著一定影響；2)不同空間特征的街巷測點由于中午溫度升高，人體舒適度多處于較熱區(qū)間內(nèi)或者交界處。街巷兩側(cè)建筑遮陰、街巷尺度及朝向、植被與建筑材質(zhì)的運用對街巷空間小氣候存在一定影響；3)由于白天受太陽輻射及下墊面陽光折射率影響，小廣場日溫差較其他空間特征最大；4)秋季太陽高度逐步變小，庭院圍合式的空間特征造成者遮陰面積增大，導(dǎo)致日溫差較小，夜間體感稍冷。此次研究，針對古鎮(zhèn)空間特征與小氣候的關(guān)系得出一些結(jié)論。但仍存在不足，如小氣候要素監(jiān)測不全面，未對游客行為進行調(diào)查。后續(xù)研究中應(yīng)增加小氣候要素的監(jiān)測，且對小氣候要素與游客游覽行為關(guān)系進行分析，繼而完善古鎮(zhèn)景觀規(guī)劃設(shè)計在調(diào)節(jié)游覽路徑景觀節(jié)點小氣候的作用。5不進行大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下，嵩口古鎮(zhèn)作為地域思想、文化、歷史等多方面的載體，不可進行大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)。小氣候的營造更應(yīng)基于傳統(tǒng)村落的保護，在滿足當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ瞽h(huán)境不被破壞和以游客對旅游文化古鎮(zhèn)的感知的基礎(chǔ)上，運用風(fēng)景園林手段營造古鎮(zhèn)中適應(yīng)性小氣候。5.1游憩空間的人性化設(shè)計不同空間特征的駁岸對小氣候影響存在差異，通過實測可得，溪步道通風(fēng)情況及人體舒適度指數(shù)均值都優(yōu)于坡面和人工駁岸。因此，在濱水空間的規(guī)劃設(shè)計中，游憩設(shè)施設(shè)置應(yīng)選擇具有空間落差的坡地或者臺地。無灌木或小喬木阻擋的臺地可結(jié)合觀景平臺進行設(shè)計，為使用者提供一個感受河風(fēng)的適宜空間。而植被綠化方面，多種喬灌木的混合運用能有效增加空氣相對濕度，提高人體濕感受，樹木雖能產(chǎn)生樹蔭，但同時也阻礙了風(fēng)的進入5.2合理運用鋪裝材料，以改善巷空間小氣候由于嵩口古鎮(zhèn)街巷空間歷史較為悠久，不宜改變街巷尺度及朝向，而應(yīng)采用其針灸療法，選擇部分節(jié)點構(gòu)建小巧的開敞空間，這樣更容易形成峽谷效應(yīng)，加大風(fēng)速，通過微干預(yù)的形式對其街巷內(nèi)部進行保護性更新建設(shè)，從而起到改善街巷空間小氣候的作用。在街巷植被種植及建筑材質(zhì)運用方面，嵩口因其街巷多為狹長空間，故應(yīng)在植被選擇上運用灌-草組合或墻面垂直綠化，如鶴形路墻面薜荔的垂直綠化，既起到降溫增濕作用，也有美化環(huán)境作用，為步行尺度創(chuàng)造了一個理想的宜居環(huán)境。除植被綠化外，在建筑材質(zhì)的運用上也需多加考究，鋪裝材料的蓄熱性直接影響街道微氣候，各類型下墊面由于其比熱容、保蓄水能力、反射能力等性質(zhì)的差異，導(dǎo)致地表溫度和相對濕度也表現(xiàn)出較大的差異性。故應(yīng)多選用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)材料作為鋪裝，如天然石條、鵝卵石等，建筑物也應(yīng)采用傳統(tǒng)技藝，如夯土墻等，在保持古鎮(zhèn)風(fēng)貌的同時降低對周圍建筑物能耗的影響(圖8)。5.3庭犬樹的配置太陽輻射條件是