歐曉琪，陳婷婷，丁凌琪，朱愷成，陳 宇

（1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京 210095；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部景觀設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

隨著城市邊界的不斷蔓延，城市化進(jìn)程不斷加快，城市熱島、霧霾、全球變暖等氣候問(wèn)題日益突出。這些問(wèn)題不僅導(dǎo)致人類健康出現(xiàn)了問(wèn)題，也將人拘束在了鋼筋混凝土的環(huán)境中，使人與自然的關(guān)系日漸疏遠(yuǎn)。人對(duì)于現(xiàn)代科技的依賴所導(dǎo)致大量的能源消耗，進(jìn)一步惡化了現(xiàn)存的環(huán)境問(wèn)題。因此如何在減少現(xiàn)代技術(shù)污染的基礎(chǔ)上創(chuàng)造宜人環(huán)境，成為了急需解決的問(wèn)題。

園林作為城市重要空間，對(duì)于改善城市氣候環(huán)境有著重要作用。古典園林歷史悠久，古代造園師雖沒(méi)有現(xiàn)代科技的幫助，但通過(guò)運(yùn)用“疊山理水”的手法創(chuàng)造出宜人的園林小氣候。通過(guò)研究園林小氣候與地形、植物、地表和建筑形態(tài)等因素之間的關(guān)系，分析歸納出古典園林源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的造園智慧，借此為現(xiàn)代園林建造提供參考意見(jiàn)。

1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)

以瞻園為例，于2019 年7 月11 日、14 日、15 日9：00-17：00 測(cè)試園內(nèi)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的溫度、濕度、風(fēng)速3個(gè)環(huán)境變量（見(jiàn)表1），分析其小氣候環(huán)境變化規(guī)律，探討園林小氣候和景觀要素配置之間的關(guān)系。同時(shí)設(shè)計(jì)問(wèn)卷，發(fā)放給周圍行人游客，分析游人的切身感官體驗(yàn)。

表1 實(shí)測(cè)天氣狀況

1.1 測(cè)試場(chǎng)地概述

瞻園為江南四大名園之一，是南京現(xiàn)存歷史最久的明代古典園林，地處秦淮區(qū)，是夫子廟秦淮風(fēng)光帶的重要組成部分。它也是南京地區(qū)目前保存最為完好的明代古典園林建筑群。其前身為明朝徐達(dá)府邸的一部分；到清朝時(shí)成為各任江南布政使辦公地；后成為太平天國(guó)東王楊秀清居住地。經(jīng)明、清、太平天國(guó)、民國(guó)與當(dāng)代更迭演替，歷史背景復(fù)雜。

全園面積25100m2，其中建筑面積9600m2，園林綠化面積15500m2。園景由山、水、石共同營(yíng)造，擁有太平天國(guó)歷史博物館展區(qū)、水院、草坪區(qū)、古建區(qū)、西南北3座假山、靜妙堂等節(jié)點(diǎn)。

1.2 測(cè)試點(diǎn)布置

根據(jù)對(duì)已有相關(guān)文獻(xiàn)的歸納總結(jié)，園林中影響小氣候的因素主要有水體、樹(shù)木和建筑物的遮蔽等。依據(jù)園內(nèi)不同場(chǎng)所的臨水狀況、遮蔽情況的差異作為選取依據(jù)，在樹(shù)蔭下、水邊、連廊及涼亭內(nèi)確定13 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。各測(cè)試點(diǎn)的位置見(jiàn)圖1，各測(cè)試點(diǎn)的概況見(jiàn)表2。

圖1 瞻園測(cè)點(diǎn)布置

1.3 測(cè)量?jī)x器及測(cè)試方法

測(cè)試方法為定點(diǎn)觀測(cè)法，在園內(nèi)各區(qū)域布置測(cè)量?jī)x器kestrel4000（表3），測(cè)量高度距離地面1.5m，設(shè)置為每10min 讀取1 次數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)間為每日9：00-17：00，觀測(cè)3 天。測(cè)量期間均為天氣晴朗多云，伴有微風(fēng)，避免了極端氣象因素的干擾。同時(shí)設(shè)計(jì)問(wèn)卷，發(fā)放給周圍行人和游客，并及時(shí)回收。后期通過(guò)問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表2 各測(cè)點(diǎn)情況

表3 測(cè)試儀器性能參數(shù)

2 測(cè)試結(jié)果與分析

2.1 氣溫

在日間時(shí)間段，太陽(yáng)輻射對(duì)氣溫的影響顯著，在日落后太陽(yáng)輻射消失，不同材質(zhì)的儲(chǔ)熱率差異會(huì)導(dǎo)致夜間各區(qū)域的溫度差異[1]，區(qū)域周圍的樹(shù)木、水體都會(huì)影響到各區(qū)域的溫度。對(duì)實(shí)測(cè)期間氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，以每小時(shí)取數(shù)據(jù)平均值，得到園外測(cè)點(diǎn)1 與園內(nèi)測(cè)點(diǎn)的比較圖（圖2），以及各測(cè)點(diǎn)空氣溫度與平均溫度比較，通過(guò)對(duì)瞻園內(nèi)空氣溫度實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行分析比較得出以下結(jié)論。

圖2 園內(nèi)測(cè)點(diǎn)與園外測(cè)點(diǎn)1 空氣溫度比較

圖3 各測(cè)點(diǎn)空氣溫度與平均溫度比較

如圖3 所示，在日間（9：00-17：00）時(shí)段內(nèi)，測(cè)點(diǎn)6、8、9、10 的空氣溫度都高于園內(nèi)平均溫度，其中測(cè)點(diǎn)6 空氣溫度最高。由于測(cè)點(diǎn)6 在水邊的大假山腳下，無(wú)樹(shù)蔭且下墊面為假山的石頭材質(zhì)，在太陽(yáng)輻射的輻射作用下，測(cè)點(diǎn)6的溫度明顯高于其他區(qū)域。測(cè)點(diǎn)10 在精妙堂前廳空地上，樹(shù)蔭較少且下墊面為鋪地石材，在太陽(yáng)照射下，溫度升高快。測(cè)點(diǎn)8 在歲寒亭內(nèi)，四周植物太多，通風(fēng)不良，導(dǎo)致溫度較高。測(cè)點(diǎn)9 在一覽閣前廳，也是小片空地，基本無(wú)樹(shù)蔭和建筑物的遮蔽，即使旁邊是水池，溫度還是較高。

綜合來(lái)看，日間時(shí)段的空氣溫度受太陽(yáng)輻射的影響較大，區(qū)域附近的水體、建筑物遮蔽、植物等因素都會(huì)對(duì)這一數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

2.2 相對(duì)濕度

空氣相對(duì)濕度對(duì)人體的熱舒適感覺(jué)有顯著影響[2]，尤其是夏天水岸邊涼風(fēng)習(xí)習(xí)時(shí)帶來(lái)的水汽明顯增加人體舒適感。合適的相對(duì)濕度是研究庭院熱環(huán)境的重要因素之一。

將各測(cè)點(diǎn)的空氣相對(duì)濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，繪制形成相對(duì)濕度與園內(nèi)平均濕度的比較圖（圖4）。總體來(lái)看，各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)濕度差異較大。園外測(cè)點(diǎn)1 比園內(nèi)測(cè)點(diǎn)的平均相對(duì)濕度更高一些（圖5），在溫度高的天氣，園內(nèi)的相對(duì)濕度就更宜人一些。相對(duì)濕度比較中，測(cè)點(diǎn)2、3、5 相對(duì)濕度高，測(cè)點(diǎn)6、10 相對(duì)濕度低。

測(cè)點(diǎn)2 在環(huán)碧山房前工字廳內(nèi)，為廊內(nèi)建筑遮蔭空間，四周都有植物。測(cè)點(diǎn)3 在環(huán)碧山房東側(cè)平臺(tái)，是建筑前的平臺(tái)空地，四周有建筑圍擋，瞻園東入口一直到環(huán)碧山房前暢通無(wú)阻，形成了一個(gè)良好的通風(fēng)道，風(fēng)吹向水面所帶來(lái)更強(qiáng)的蒸散作用也更強(qiáng)一些。測(cè)點(diǎn)5在抱石軒樓上，為建筑內(nèi)部空間，四周植物圍繞，形成一個(gè)小空間，靠近水面。因此，測(cè)點(diǎn)2、3、5 的相對(duì)濕度都較高。測(cè)點(diǎn)6 在大假山腳下，周圍沒(méi)什么遮擋，較大的風(fēng)速使該處濕度降低。測(cè)點(diǎn)10 在堂前空地上，無(wú)植物、無(wú)遮蔽，全天太陽(yáng)曝曬，相對(duì)濕度自然較低。因此，測(cè)點(diǎn)6、10 的相對(duì)濕度低。

圖4 各測(cè)點(diǎn)相對(duì)濕度

圖5 園內(nèi)測(cè)點(diǎn)與園外測(cè)點(diǎn)1 相對(duì)濕度比較

2.3 風(fēng)速

在炎熱的環(huán)境中，南京地區(qū)夏季的東風(fēng)、東南風(fēng)會(huì)適當(dāng)增加人體的舒適感。并且適宜的空氣流動(dòng)可加速水汽的蒸散，起到通風(fēng)降溫的效果。因此通過(guò)適宜的空間結(jié)構(gòu)布局調(diào)控風(fēng)速風(fēng)向，是氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)策略的重要方面[3]。

總體來(lái)說(shuō)，園外測(cè)點(diǎn)1 與園內(nèi)測(cè)點(diǎn)的平均風(fēng)速差異性不大（圖6）。整理各測(cè)點(diǎn)風(fēng)速數(shù)據(jù)，繪制形成各測(cè)點(diǎn)風(fēng)速與園內(nèi)平均風(fēng)速的比較圖（圖7）。其中測(cè)點(diǎn)10、6、8 的風(fēng)速較高，測(cè)點(diǎn)7、12、13 的風(fēng)速較低。日間太陽(yáng)輻射使空氣升溫，而水體的比熱容較大，因此，水池四周產(chǎn)生顯著溫差，促進(jìn)空氣快速流動(dòng)。而測(cè)點(diǎn)10、6、8 都處于大水池旁邊，其中測(cè)點(diǎn)8 地勢(shì)較高，容易產(chǎn)生局部“拔風(fēng)”效應(yīng)[4]，因而風(fēng)速高于其他測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)7、12、13都貼近建筑，建筑削弱了風(fēng)速。測(cè)點(diǎn)7 在一覽閣西側(cè)廊亭內(nèi)，高于水面1.2m 左右，建筑擋在其東面，空氣流通相對(duì)較弱。測(cè)點(diǎn)12 位于精妙堂邊廊，建筑在其北面位，四周植物圍擋，空氣流動(dòng)速度小。測(cè)點(diǎn)13 在致爽軒內(nèi)，四周有建筑包圍，局部溫差較小，空間較封閉，因而在日間的空氣流動(dòng)緩和，表現(xiàn)為風(fēng)速較低甚至是無(wú)風(fēng)。

圖6 園內(nèi)測(cè)點(diǎn)與園外測(cè)點(diǎn)1 風(fēng)速比較

圖7 各測(cè)點(diǎn)風(fēng)速

2.4 相關(guān)性分析

利用SPASS 軟件對(duì)各氣象因子的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：①各觀測(cè)點(diǎn)的空氣溫度與相對(duì)濕度的Pearson 相關(guān)性指數(shù)都在-0.7～-1（Sig.＜0.05）之間，呈負(fù)相關(guān)且強(qiáng)相關(guān)，在瞻園內(nèi)隨著溫度的上升，空氣中含有的水汽顯著減少，這說(shuō)明各測(cè)點(diǎn)并未因周邊水體情況在溫濕度上表現(xiàn)出明顯差異（表4）。②各觀測(cè)點(diǎn)的空氣溫度與風(fēng)速之間的顯著性Sig.＞0.05，這表明園內(nèi)的空氣溫度和風(fēng)速不相關(guān)（表4）。③各觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)濕度與風(fēng)速的顯著性Sig.＞0.05，這表明園內(nèi)的相對(duì)濕度與風(fēng)速不相關(guān)（表5）[5]。

2.5 瞻園小氣候空間分布特征

通過(guò)對(duì)瞻園內(nèi)空氣溫度、濕度、風(fēng)速實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行分析比較，可以發(fā)現(xiàn)：

無(wú)遮蔽的開(kāi)敞性空間（如測(cè)點(diǎn)1、6、10）在測(cè)試期間的空氣溫度普遍高于封閉性和半開(kāi)敞性空間。開(kāi)敞的庭院空間沒(méi)有植物與建筑物的遮蔽，受到充足的日間太陽(yáng)光照，溫度較高。

封閉性空間（如測(cè)點(diǎn)11、13）的相對(duì)濕度值略高于其他空間。因光照少，水汽蒸發(fā)較慢，四周空氣流通速度慢，因此相對(duì)濕度較高。受水體影響，近水的測(cè)點(diǎn)3、4、12 等相對(duì)濕度高于距水體較遠(yuǎn)的測(cè)點(diǎn)。

表4 各測(cè)點(diǎn)空氣溫度與相對(duì)濕度、風(fēng)速間的Pearson 相關(guān)系數(shù)

表5 各測(cè)點(diǎn)相對(duì)濕度與風(fēng)速間的Pearson 相關(guān)系數(shù)

臨水的測(cè)點(diǎn)3、4、7 的溫度均處于相對(duì)較低的水平，這體現(xiàn)出水體的夏季降溫作用與樹(shù)蔭、亭廊的遮蔽作用；相對(duì)濕度則始終保持在50%～70%，人體熱舒適感覺(jué)最為適宜?？傮w來(lái)看，測(cè)點(diǎn)4 與測(cè)點(diǎn)5 在選取的測(cè)點(diǎn)空間中微氣候最為理想，共同特征為臨水、有建筑或植物遮蔽、場(chǎng)地開(kāi)闊。

3 游人舒適度分析

3.1 問(wèn)卷概況

本次研究回收調(diào)查問(wèn)卷共320 份，有效問(wèn)卷290份，參與調(diào)查問(wèn)卷的男性77 名，占總調(diào)查人數(shù)的27%，女性213 名，占總調(diào)查人數(shù)的73%。被調(diào)查者的年齡大多集中在青年，15～24 歲的人數(shù)占比最大，為51%；其次為25～45 歲，占33%；再次為45～64 歲，占9%，這些年齡段的使用者包括學(xué)生、上班族、游客、退休人員等，瞻園具有較強(qiáng)的活力，對(duì)各個(gè)年齡段都具有吸引力[6]。

由于問(wèn)卷收集有著隨機(jī)性和不確定性，因此無(wú)法保證每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的游客感受都被收集完善。以下主要挑選游客聚集多且填寫問(wèn)卷量較大的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)顯示，游人對(duì)瞻園的整體微氣候舒適度較為滿意，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)舒適感較高的有：觀測(cè)點(diǎn)12、觀測(cè)點(diǎn)13、觀測(cè)點(diǎn)5、觀測(cè)點(diǎn)4、觀測(cè)點(diǎn)7、觀測(cè)點(diǎn)9、觀測(cè)點(diǎn)11。

3.2 游人舒適度分析

根據(jù)溫濕度指數(shù)（CIi）來(lái)計(jì)算微氣候舒適度，計(jì)算方法為CIi=Ti-0.55×（1-RHi）（Ti-14.4）（CI——溫濕度指數(shù)，T——空氣溫度，RH——空氣相對(duì)濕度）[7-8]。在炎熱天氣，CI 數(shù)值越高氣候越不舒適；在寒冷天氣，CI數(shù)值越低越不舒適。由以上公式計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)的舒適度。舒適度排序?yàn)椋河^測(cè)點(diǎn)7＞觀測(cè)點(diǎn)13＞觀測(cè)點(diǎn)3＞觀測(cè)點(diǎn)11＞觀測(cè)點(diǎn)4>觀測(cè)點(diǎn)12＞觀測(cè)點(diǎn)5＞觀測(cè)點(diǎn)8＞觀測(cè)點(diǎn)10＞觀測(cè)點(diǎn)2＞觀測(cè)點(diǎn)9＞觀測(cè)點(diǎn)6＞觀測(cè)點(diǎn)1（圖8）。由公式得出的舒適度排序與問(wèn)卷舒適排序基本相同，說(shuō)明儀器測(cè)試的客觀微氣候舒適度與游人的感官評(píng)價(jià)舒適度呈正相關(guān)。

圖8 各觀測(cè)點(diǎn)溫濕度指數(shù)

3.3 小結(jié)

從整體上看，園外觀測(cè)點(diǎn)1 的舒適度均低于園內(nèi)12 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，說(shuō)明夏季瞻園內(nèi)所形成的微氣候確實(shí)能帶來(lái)避暑降溫的作用；從觀測(cè)點(diǎn)所處的場(chǎng)所上看，綜合舒適度最高的觀測(cè)點(diǎn)13、觀測(cè)點(diǎn)4 和觀測(cè)點(diǎn)7，可以發(fā)現(xiàn)這些觀測(cè)點(diǎn)所處場(chǎng)地的共同特征是有建筑或植物遮蔽、場(chǎng)地半開(kāi)闊至開(kāi)闊。

4 結(jié)論與分析

綜合分析瞻園實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可得到以下初步結(jié)論：

第一，在測(cè)量期間，受水體、植物、建筑及其空間布局的影響，園內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的小氣候較園外更宜人。園內(nèi)平均溫度、濕度更低，在夏季更符合人體舒適度的要求。

第二，相對(duì)濕度與空氣溫度呈極強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。隨著溫度的上升，相對(duì)濕度降低，水體在調(diào)節(jié)相對(duì)濕度方面未見(jiàn)顯著作用。各測(cè)點(diǎn)的平均相對(duì)濕度為6：00 相對(duì)最高，在13：00 前后最低。

第三，除個(gè)別觀測(cè)點(diǎn)為開(kāi)敞空間，風(fēng)速高會(huì)除濕降溫外，大部分觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)濕度、空氣溫度都與風(fēng)速呈不相關(guān)的關(guān)系。

第四，遮蔭可以有效降低局部溫度，對(duì)小氣候的溫度、濕度有顯著調(diào)節(jié)作用，使其更穩(wěn)定、更宜人。且建筑遮蔭相比于植物遮蔭，對(duì)溫度的調(diào)節(jié)作用更明顯。說(shuō)明合理利用遮蔭，可以營(yíng)造更舒適的園林空間小氣候。

第五，將溫濕度指數(shù)CIi 作為人體熱舒適度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)舒適度的排序與游人問(wèn)卷調(diào)研結(jié)果的排序基本一致。說(shuō)明在夏季，遮蔭、臨水、開(kāi)敞空間與水體能營(yíng)造最適宜的微氣候環(huán)境。

通過(guò)本次實(shí)地觀測(cè)與數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，不同測(cè)點(diǎn)因園林要素及其組合的差異，小氣候及游人的熱舒適度差異較大。因此，園林布局中各要素的選取與組合，對(duì)小氣候營(yíng)造有重要意義，可以顯著改善游人的游覽體驗(yàn)與空間感受。因根據(jù)空間功能，合理安排遮蔭比例、水體面積、下墊面材質(zhì)與空間開(kāi)敞程度，保證合理舒適的溫濕度范圍與風(fēng)速，營(yíng)造親和、靈活、舒適的空間。

因場(chǎng)所限制，未能進(jìn)行全天的實(shí)地觀測(cè)，瞻園各測(cè)點(diǎn)的溫度、濕度、風(fēng)速三要素未能被完整地記錄。此外，園林要素難以定量研究，只能總體把控、分類討論，從性質(zhì)上得出結(jié)論，研究結(jié)論與指導(dǎo)風(fēng)景園林的實(shí)地設(shè)計(jì)還有一定差距[9]。