杜嬌嬌
(青島理工大學建筑與規(guī)劃學院,山東 青島 266033)
試驗對象為青島理工大學市北校區(qū),基地位于北緯36°10′,東經(jīng)120°37′;青島由于受海洋環(huán)境的直接調(diào)節(jié),受來自洋面上的東南季風及海流、水團的影響,有顯著的海洋性氣候特點??諝鉂駶櫍炅砍渑?,溫度適中,四季分明。夏季平均氣溫在27~28℃。
試驗樣點:在校園內(nèi)選擇了四處人群活動頻繁的空間,對每個場地進行溫度和濕度的測試[3],4個樣點分別為:北苑的花園綠地(植被覆蓋率高,是喬灌和草坪結(jié)合的復合型綠地);圖書館前廣場(硬質(zhì)鋪地,有少量草坪綠地);南苑學校操場(無植被覆蓋的塑膠跑道);北苑林蔭道(道路兩側(cè)喬木列植,遮蔭效果較好)。
測量方法:利用恒鑫溫濕度計測定距地面1.5m高的空氣中溫度和濕度(氣溫觀測的精確度在±0.5℃;相對濕度的精確度±3%)。測定的時間在2018年7月4日,該日全天晴天,空氣云量較少,日最大風速7m/s。分別在8∶00、9∶00、10∶00、11∶00、12∶00、14∶30、15∶30、16∶30、17∶30、18∶30、21∶00進行溫濕度的觀測,利用空氣的溫濕度觀測結(jié)果、進行人體舒適指數(shù)(炎熱指數(shù))的測算,反映不同的綠色基礎設施比率和下墊面對人體舒適度的影響。
計算公式為:ID=1.8T-0.99(1-H/100)(T-14.4)+32
其中T為空氣溫度,H為相對空氣濕度。舒適度指數(shù)ID<25,人體體感寒冷,極為不適;25≤ID<40,人體感覺冷,不舒適;40≤ID<50,人體的體感感覺偏冷或者較冷,大部分人感覺到不適;50≤ID<60,人體感覺偏涼或較涼,部分人感覺到不舒適;60≤ID<70,人體普遍感覺舒適;70≤ID<79,人體感覺偏熱或者較熱,部分人感覺到不舒適;85≤ID<90,人體感覺悶熱,感覺很不舒適;ID≥90人體感覺極為悶熱,極其不舒適。
運用Microsoft Excel2010進行圖形和數(shù)據(jù)的處理,用SAS統(tǒng)計軟件進行相關關系和線性回歸關系的方差計算。
影響校園小微氣候的因素可分為直接因素和間接因素,直接因素有太陽輻射、溫度、濕度、降水、風和空氣污染等,影響校園人群的舒適度,而校園空間布局、下墊面的屬性和人為排熱等則是直接影響校園小微氣候的因子,我們進行實測是盡量排除人為影響對試驗數(shù)據(jù)的影響。注重研究綠色基礎設施(Green Infrasttucture,簡稱GI)對校園小氣候的影響。
圖1 綠色基礎設施對校園氣溫的影響
由圖1可知,在4種不同的校園人群活動的場地中,上午T3區(qū)域的氣溫比其他區(qū)域的溫度略高,由于該區(qū)域沒有植物的遮擋,受太陽輻射,風速及下墊面的材質(zhì)等受外界氣候的影響較大,區(qū)域氣溫升高較快,溫度較高;T1花園綠地區(qū)域內(nèi)的氣溫同比校外氣象站略低一些,在14∶30出現(xiàn)一天中最高溫度比T3時刻溫度低4℃左右,綠色基礎設施比率較低的區(qū)域與具有良好的區(qū)域在溫度上增高幅度為1~4℃,而在晚間21∶00時4個區(qū)域的氣溫基本無大差別。
由圖2知,校園內(nèi)4處觀測點的相對濕度相對于校外氣象站的略低一些,這與青島海濱城市的海洋性氣候有關,校外觀測站的相對濕度均高于校內(nèi)各個站點的濕度,校內(nèi)4處觀測點的濕度相對差距不大,在綠色基礎設施占比率較大的的區(qū)域內(nèi)相對濕度較大,可見植物在調(diào)節(jié)空氣中相對濕度具有明顯的作用。
圖2 綠色基礎設施對校園相對濕度的影響
校外觀測站的人體舒適指數(shù)在8∶00~12∶00之前較校內(nèi)的舒適度指數(shù)偏高,這與城市復雜的影響因素有關,青島夏季8∶00之后的舒適度指數(shù)均高于70(人體感覺不舒適),相對比校園內(nèi)其他的4處觀測點來看,綠色基礎設施比率較高的觀測點T1在1天中舒適度的指數(shù)變化值相對較為平穩(wěn),在18∶30之后舒適度指數(shù)低于70,人體感覺較為舒適,而下墊面為塑膠材質(zhì)沒有綠色植物遮擋的T3觀測點,舒適度指數(shù)在一天之中均保持在70以上,所以在此觀測點的舒適體驗感是較差的。
校園內(nèi)4個觀測點與校外氣象站的相關分析顯示:校園內(nèi)4處觀測點的溫濕度與校外氣象站的溫濕度均呈極顯著正相關,相關關系均大于0.90。通過數(shù)據(jù)分析可知,校園的局部小氣候與外界的大氣候存在顯著的相關性。由此建立了校內(nèi)各觀測點溫濕度和校外氣象站溫濕度關系的線性回歸方程,各觀測點溫濕度的回歸方程的決定系數(shù)(R2)均>0.90,且線性回歸關系均極顯著(P<0.001),說明校內(nèi)4處觀測點的溫濕度與校外氣象站溫濕度成顯著的線性相關關系。
基于青島理工大學市北校區(qū)的校園小微氣候的研究結(jié)果表明,綠色基礎設施對校園小氣候具有正相關性,在綠色基礎實施比率較高的觀測點內(nèi),空氣的溫度、濕度及其舒適度指數(shù)都是較高的,校內(nèi)綠色基礎設施比率高低與校外氣象站的溫濕度觀測值極顯著的相關,并建立決定系數(shù)(R2)較高的線性回歸方程,結(jié)果表明有極顯著的線性回歸關系。