城市物理環(huán)境課程論文

城市環(huán)境與城市綠化關系淺析摘要：我國建筑節(jié)能技術正處在發(fā)展的初期，建筑能耗很高，能源利用率還很低，隨著我國城市化進程的高速發(fā)展和建筑面積的急劇增加，建筑能耗將更加巨大，“城市熱島”現(xiàn)象將更為嚴重。在這個大背景下，闡述當今城市環(huán)境的特點的基礎上，論述了城市氣候環(huán)境與城市人工環(huán)境條件對城市綠地景觀設計的影響，闡明如何適應城市環(huán)境特點，如何改善當前城市環(huán)境是今后綠地景觀設計發(fā)展的重要方向。并探討了城市建筑實行屋面綠化，可以人幅度降低建筑能耗、減少溫室氣體的排放，同時可增加城市綠地面積、美化城市、改善城市氣候環(huán)境的作用。關鍵詞：城市環(huán)境微氣候環(huán)境綠色緩沖區(qū)屋面綠化節(jié)能技術TherelationshipbetweentheurbanenvironmentandurbangreeningAnalysisHejiantao(Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055)Abstract:China'sbuildingenergy-savingtechnologyisintheearlystagesofdevelopment,buildinghighenergyconsumption,energyefficiencyisstillverylow,withasharpincreaseintheurbanizationprocessofChina'srapiddevelopmentandtheconstructionarea,buildingenergyconsumptionwillbeevengreater,"urbanheatisland"phenomenonwillbecomemoreserious.Underthisbackground,describesthecharacteristicsoftoday'surbanenvironment,basedonthediscussionoftheimpactofurbanclimateandenvironmentalconditionsontheartificialurbanlandscapedesignofurbangreenspace,toclarifyhowtoadapttothecharacteristicsoftheurbanenvironment,andhowtoimprovethecurrenturbanenvironmentisthenextgreenlandscapedesignanimportantdirectionofdevelopment.Andtoexplorethecitybuildinggreenroofimplementationcanreducethemagnitudeofhumanenergyconsumption,reducegreenhousegasemissions,whileincreasingurbangreenspaceandbeautifythecity,improvetheurbanclimateeffect.Keywords:Urbanenvironmentmicroclimategreenbuffergreenroofenergy-savingtechnologies0引言隨著我國城市化進程的高速發(fā)展和建筑面積的急劇增加，建筑能耗將更加巨大，大片的自然生態(tài)系統(tǒng)變成密集的建筑群和密封的水泥地面，大氣污染、熱島效應、氣候變暖等現(xiàn)象日益明顯，城市環(huán)境已不能滿足人們親近自然，擁抱綠色的需要。同時隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們對大的生活環(huán)境也提出了更高要求。城市環(huán)境景觀成為人們又一個關注的熱點，城市環(huán)境景觀設計也同時被得到重視。城市建筑實行屋面綠化，可以大幅度降低建筑能耗，減少溫室氣體的排放，同時可增加城市綠地面積，美化城市、改善城市氣候環(huán)境。1城市環(huán)境的特點城市環(huán)境是人類利用、改造自然的產(chǎn)物，它包括自然環(huán)境和人工環(huán)境兩部分。自然環(huán)境是指圍繞在我們周圍的陽光、大氣、水、巖石、礦物、土壤、生物等各種自然要素的總和，它是在人類社會出現(xiàn)前就客觀存在的。人工改造的環(huán)境，是指人類在城市自然環(huán)境的基礎上，通過長期有意識的社會勞動所創(chuàng)造的環(huán)境，如工礦企業(yè)、房屋建筑、交通沒施等。隨著生產(chǎn)力水平的提高，城市人口大量集中，人們原有的生活環(huán)境受到破壞，環(huán)境惡化、生態(tài)失衡成為制約城市發(fā)展的突出因素。1.1“熱島效應”明顯由于城市的集聚效應，城市中的人類活動強烈地改變了原有的自然條件，破壞了原有的自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。城市“熱島效應”是城市氣候最明顯的特征之一。由于城市人口的增加，必將排放大量的CO2氣體，而CO2是溫室氣體，它對于溫度高、波長短的太陽輻射是一個透明體，但對于從地面反射的長波輻射，不是透明體，從而使大量的長波輻射熱在城市空中保持，這種現(xiàn)象通常稱為溫室效應。況且城市區(qū)域內(nèi)受人工下墊面的反射熱尤為突出，所以溫室效應現(xiàn)象使得城市區(qū)域的氣溫明顯升高，形成熱島現(xiàn)象。1.2空氣污染嚴重由于城市化的發(fā)展，城市人口的高速增長，人類對煤、油、天然氣等不可再生能源的消耗呈遞增趨勢．越來越多的CO2、SO2，、NOx排人大氣，尤其是SO2氣體，分布廣，數(shù)量多，危害大。城市下墊面的復雜使城市上空氣流受阻，抑制了大氣的自凈能力。大氣污染是造成城市氣候生態(tài)問題的主要原因之一。1.3物種單調(diào)人類在城市建設過程中，一方面破壞或摒棄了許多原有的自然植被和鄉(xiāng)土植物，另一方面又引進了許多外來植物和建造了許多新的植被類群，直接的或間接的改變了城市植被的組成、結構、類群、動態(tài)、生態(tài)等自然特性。城市植被結構分化明顯，并且趨于單一化，除了殘存的自然森林或受保護的森林外，城市森林大多缺乏灌木層和草木層，藤本植物更為罕見。1.4土壤條件較差城市化進程改變了城市環(huán)境，也改變了城市植被的生存環(huán)境。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，原有城市環(huán)境遭到了越來越大的破壞，自然植被變得越來越少、鋼筋混凝土的高樓大廈越來越多、硬性的建筑鋪裝越來越多，改變了其下的土壤結構和理化性質(zhì)以及土壤微生物組成，城市植被處于完全不同于自然植被的特化生存環(huán)境中。1.5建筑林立、硬質(zhì)地面為主（1）由于城市區(qū)域所構筑的人工下墊面增加，而綠地面積減少，從而使水不能保持，造成地面濕度減少。另一方面由于地面水較易蒸發(fā)，使得空氣層中的水分增加，一旦遇冷?？諝庵械乃羝蜁淠纬山邓?。（2）由于城市區(qū)域基礎設施增加，高樓大廈林立，從而阻礙了自然風流速，風速變小，風向因地而異。2城市綠地對城市環(huán)境的作用城市外部空間是由建(構)筑物外表面、綠地、水體、街道、廣場以及其他空曠場所構成的。對這些構成要素及其之間的關系進行規(guī)劃設計，是實施空間控制、調(diào)整下墊面形式、調(diào)節(jié)室外環(huán)境的直接手段?？梢詮恼{(diào)整建筑布局形態(tài)改變外部空間形態(tài)特征以形成通風廊道，以及改善城市外部空間界面屬性從而優(yōu)化景觀結構等方面著手。其中，植被覆蓋與微氣候環(huán)境息息相關。2.1城市綠地能夠改善城市小氣候。綠地植物對太陽輻射的反射率和吸收率很高，在夏天可以降低氣溫，同時植物通過葉面蒸發(fā)，帶走熱量，增加周圍大氣的濕度，在相對濕度不大的情況下，給人以涼爽的感覺。在低溫的綠地和吸收太陽輻射后而溫度較高的建筑和硬質(zhì)鋪地之間產(chǎn)生溫差，形成垂直環(huán)流，使在無風的天氣能形成局部微風，向建筑群吹進涼爽的新鮮空氣。大大加速了污染物的擴散，并減弱了城市的熱島效應。同時城市綠地在冬季和夜晚起保溫作用。2.2城市綠地可以凈化空氣、防風降塵、降低噪音，改善城市生態(tài)。我國城市大氣污染主要是以SO2、顆粒物質(zhì)為代表的煤煙污染。而綠色植物能夠吸收空氣中的有害氣體，吸附滯留于空氣中的顆粒物，殺滅空氣中的細菌，減輕大氣污染程度。城市綠地植物通過光合作用，吸收空氣中的CO2，釋放氧氣，提高空氣中的古氧量，是城市生態(tài)的理想調(diào)節(jié)器。綠色植物的葉片，生長方向各異，層層錯落，能阻礙聲波前進，削弱聲波的傳遞能量。3“綠色緩沖區(qū)”的微觀應用——屋頂綠化“綠色緩沖區(qū)”在微觀的建筑、街道尺度也有應用。是整體生態(tài)建筑觀的表現(xiàn)形式。微觀尺度的“綠色緩沖區(qū)”可以分為3種層面：建筑出口與公共空間之間過渡的綠地、廣場空間、建筑內(nèi)側的生態(tài)邊庭空間，以及建筑細部空間。如現(xiàn)代城市建筑中將建筑界面與綠化結合起來的墻體綠化、屋頂綠化等。作為一個過濾層，“綠色緩沖區(qū)”不僅能夠改善視覺環(huán)境，而且植物成為建筑界面和自然環(huán)境之間的熱緩沖空間，能起到溝通室內(nèi)外熱環(huán)境，改善建筑與街道小氣候的緩沖與過渡作用。3.1屋頂綠化對周圍熱環(huán)境的影響當平屋面上的找坡層平均厚100mm，再加上覆土厚度為80mm的屋面，其傳熱系數(shù)K<1.5w／㎡．K，若覆土厚度大于200mm時，其傳熱系數(shù)K<1.OW／㎡．k．夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較，表面溫度平均要低6.3℃，屋面下的室內(nèi)溫度相比要低2.6℃。因此，屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果，可以前省大量空調(diào)用電量。建筑屋頂綠化可明顯降低建筑物周圍環(huán)境溫度(0.5℃一4.O℃)，而建筑物周圍環(huán)境的溫度每降低1℃，建筑物內(nèi)部空調(diào)的容量可降低6％，對低層大面積的建筑物，由于屋面面積比墻面面積大，夏季從屋面進入室內(nèi)的熱量占總圍護結構得熱量的70％以上，綠化的屋面外表面最高溫度比不綠化的屋面外表面最高溫度(可達60℃以上)可低20℃以上。而且城市中心地區(qū)熱氣流上升時，能得到綠化地帶比較涼爽空氣流的自然補充，以調(diào)節(jié)城市氣候，種植屋面保溫效果很明顯。不論北方或南方都有保溫作用，特別干旱地區(qū)，入冬后草木枯死，土壤干燥，保溫性能更佳。保溫效果隨土層厚度增加而增加。種植屋頂有很好的熱惰性，不隨大氣氣溫驟然升高或驟然下降而大幅波動。3.2屋頂綠化對周圍其他物理環(huán)境影響(1)綠色植物的光合作用可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為大量的氧氣釋放出來，還可以吸附空氣中的灰塵、煙霧顆粒和諸如SO2、HF、CI2、NH3，等其他危害性物質(zhì)，并能夠使吸附物質(zhì)隨著降雨沖刷一起排走。(2)大面積推廣種植屋面就可以在城市的多層次空間減少二次揚塵，減少溫室氣體的排放，凈化空氣，這是地面綠化所達不到的效果。（3）種植屋面可以通過綠色植物對光輻射的吸收減少城市建筑中的光污染。(4)屋面種植系統(tǒng)還可以通過植物降低噪音，最大減噪量可達10dB，從而凈化小區(qū)環(huán)境，舒緩人們緊張的精神壓力。4結束語今建筑節(jié)能工作已在全國啟動，節(jié)能住宅也是一項正在興起的嶄新事業(yè)，體現(xiàn)了建筑節(jié)能的前進方向。我們必須跟隨世界和中國建筑節(jié)能能發(fā)展的大趨勢和大潮流，抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)、開拓進取，搞好城市綠化、建筑屋面的節(jié)能，改善室內(nèi)熱環(huán)境，促進建筑技術和建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為合理利用資源、保護生態(tài)環(huán)境、提高人民生活質(zhì)量而努力。參考文獻[1]王頻，劉習康，孟慶林.CBD綠色緩沖區(qū)應