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    西安城市风道景区构建方法及实证设计研究

    关键词:风景园林;城市风道;风道分级体系;风道景区;实证设计;西安

    Key words:landscape architecture; urban ventilation corridor; classification system of ventilation corridor; wind-passage scenic area; evidence-based design; Xi'an

    摘要:近一两年来,作为应对城市气候与环境问题对策之一的风道研究在中国陆续兴起,而单纯在业已成形的城市建成区中开辟理论上可行的通风廊道,却似乎难于落地实施。现以中国北方典型城市西安为对象,深度探讨城市风道体系的构建方法,并创新提出“风道+景区”的建设模式,通过正向引导与反向优化的规划途径,将空中无形的风道与地面有形的风景空间相结合,形成既能发挥生态主题功能又能服务社会公众日常生活与游憩所需的复合型城市绿色开敞空间体系,并最终以具体地点的实际案例展示风道景区的规划设计方法与预期建设效果。

    Abstract:In recent one or two years, ventilation corridor research, as one of the countermeasures coping with urban climatic issues and environmental problems, has been gradually in rise in China. However, to purely open up wind passages within urban built-up area, which is theoretically possible, seems difficult to prove effective in fact. Now taking Xi'an, the typical big city in Northern China, as the target, discuss in depth the construction method of urban ventilation corridor system, innovatively put forward the construction mode of "Wind Passage + Scenic Area". Proceed to the next step, through the approaches of positive guidance and reverse optimization, combine the invisible wind passage in the air and scenic space on the earth together, form a composite urban green open space system both to bring the function of ecological theme into play and to serve the demand of daily life and recreation for the public, then finally cite some practical cases with exact locations to demonstrate the planning and design method, as well as the anticipative effects of Wind-passage Scenic Area.

    内容:

    城市风道(城市通风廊道)规划建设,即根据城市宏观风环境特征与常年盛行风规律,通过规划设计等专业方法,对城市开敞空间进行统筹、梳理,对城市建设加以控制、引导,进而打造有利于城市“引风、输风、导风、通风”的廊道空间、带状用地及其相互交织的网络体系,使外来风途经城市建成区时依顺“风道”而行,确保其较少受阻并降低风力;也可带动城区局地空气流动与循环,保证外界新鲜空气不断送入、自身污浊空气迅速排出,并在一定程度上起到缓减城市“热岛效应”与雾霾的作用。

    1  “风道景区”概念的提出
    国内外已有研究多限于对风道本身的定义、作用、构成、机理等方面的解释、分析、模拟与测算;而在实际操作层面,针对风道建设密切相关的城市空间协同规划方法与应用的研究(即“风道+”研究)并不多见。由此,本文以中国北方典型城市西安为对象,在既有风道研究成果的基础上,结合城市的自然条件、人文特质与建设现状,提出“风道+景区”的规划建设构想,将天上气象系统中的“风”和地面城乡系统中的“景区”结合起来,通过“主动式引导”与“被动式优化”,使城市各类开敞空间形成序列、连成廊道、构成体系;既承载起公众休闲游憩的社会功能,又发挥“通风换气”的生态效能,最终创新性地提出并形成一套可被借鉴及推广的城市风道规划建设的对策与模式。

    2  西安城市通风条件分析
    2.1  市域(行政辖区)风环境特征
    西安市位于东南沿海湿润气候向西北内陆干旱气候的过渡带上,受局部地形因素强烈影响,市域范围内年盛行风分布大概为:沿渭河谷地的临潼、高陵与西安城区中北部多行东北风;蓝田沿灞河川道多行西北风;周至、户县位于渭河西去的狭窄谷地,南部为秦岭,故平原区多行西风;长安区受翻山偏南气流影响多行东南风(图1)。西安年盛行风向频率为15%左右;静风频率在沿南山一带为40%左右,东北部16%~17%,中部的户县、长安区和西安主城区各地为30%左右。西安、临潼以北及南部山区的年平均风速为2.0~2.6m/s,周至到蓝田的中部地区小于2.0m/s。平均风速的季节变化不显著,秋冬季略小于春夏季平均风速。
    2.2  主城区行风规律
    通过实地调研,初步整理出西安主城区(建成区及城乡过渡地带)的主要风象条件(风向、风力):北部,自“泾渭分明”处逆渭河河道行东北风;西北部,自草滩经汉长安城遗址行东北风;东北部,沿骊山、洪庆原向浐灞河道行东风;东部,沿洪庆原、白鹿原间灞河河谷行西北风;西南部自沣河流域、户县向高新区、电子城行西南风;南部与东南部,风力集中带、廊道并不明显,区域内多行南风与东风;中心老城区,为上述各个方向来风的汇集交错区域(图2)。
    2.3  风道景区建设问题及成因
    2.3.1  城市形态与主导风向不一致
    因西安城市历史格局、现代路网结构以及各时期规划建设的限制,使得城市老城区(二环路以内区域)道路红线宽度较窄,建筑物布局过密,同时又缺乏与常年高频风向相一致的各类廊道(图3),导致外围一级风较难集中、有依循地吹入城市内部。
    2.3.2  城区绿地分布关联度低且缺少水域
    西安城市绿地系统大体呈“块状”分布,因各处公园绿地分布不均、规模不等、年代不一且相互间关联度弱,从而未形成贯穿主城区的大跨度公园体系、开敞空间序列、生态链条或绿色斑块“踏脚石”,因此难以形成城市通风所要依循的长距离带状空间;同时,许多绿地面积、绿量较小,植物单薄,易受外界干扰,导致生态效益低下[1];中心城区缺乏河流、湖泊等大型水域,使局地的“林源风”“河风”或“湖风”不易产生[2]。
    2.3.3  地形高差阻滞城市边缘对外通风
    西安中心城区外围的微地形环境(土塬高岗)在一定程度上阻碍了外界自然风向城市生活街区及开敞风景地带的流动。如城东的白鹿原,其宽约5km,高出城市200~300m,阻挡了东部山地丘陵产生的冷空气气流,从而“封闭”了城市东部边缘一半以上的“开敞面”和“受风面”;又如以秦二世陵所在的少陵原为例,东西宽10km、南北长约20km,面积广阔,其阻碍了市郊东南来风,增加了该区域的弱风与静风频率。
    2.3.4  城市道路宽度、线型分散风能
    由于城市道路自身各段的红线宽度不统一、沿街建筑体量与街道立面边缘形态参差不齐,加之与其他道路或带状绿地连接时口径、走向不一致等,从而造成城市路网输风、导风过程中的风力降解与风向偏差,最终难以实现城市外缘向城市内核的长距离、大规模、低损耗输风。例如环城西路(含环城西苑、护城河、环城公园)宽度较宽且道路断面层次丰富,而与其南北相接的太白路和星火路则较窄且断面形式单调,加之道路走向的偏转,使通风不连贯且逐段减弱(图4)。
    2.3.5  高大建筑群及城区整体建筑肌理阻挡通风
    体量较大且密集的现代建筑充斥在城市的街区,无法配合成为伴随各类主要通廊与开敞空间序列的“附属带”,达到缓冲城市地表上空整体、大规模、宽范围的大气流动效果,个别大型高层建筑更是直接阻挡了城市廊道应有的通风过程。如位于唐城墙开远门遗址上的高大建筑组群,对南向唐延路绿带方向及北部汉长安城遗址方向的来风均产生了阻滞与分散的负面效果(图5)。

    3  西安城市风道体系构建
    3.1  城市风源与风口
    目前,西安城市郊区与外围乡村的大规模山林、水体与农田是新鲜空气与冷空气气流的生成区域[3]。西安城市主要风源地包括南部秦岭山脉、北部渭河河谷、东部丘陵台塬(骊山、洪庆山)以及西南部广袤乡野地带。其中秦岭山区腹地是新鲜凉风和下山风的源头区,夏季主导风向与渭河河谷以及秦岭北麓地形(峪道水系、台塬沟壑)的走势、分布相一致。
    城市“风口”多位于城市边缘区,是大区域盛行风进入城市内部的“入口地带”和“转换空间”。理想的城市风口地带应是大型生态开敞空间,主要以绿地、水体或自然地貌构成,且不得安排工业、大型物流、危险品仓储、垃圾填埋等污染排放设施,从而保证外围来风的持续性与空气质量的清洁性。对西安市而言,结合盛行风向,可将城市风口分为当前风口与潜在风口。当前风口的位置是位于城市东北方位的“新筑-浐灞”和位于西南方位的“丈八-太白”;潜在风口则是位于城市正北方位的“草滩-汉城”和位于东南方位的“杜陵-曲江”。
    3.2  城市风道分级体系
    城市风道建设必须从城市尺度出发,通过对城市气候、地理地形特征、城市主导风向等方面的研究,叠加分析得出适合构建城市风道的地区[4]。根据引风入城的过程以及城市开敞空间分布状况,可将城市风道分为一级(区域级)和二级(城市级)城市风道,即使在静风频发的条件下,也能促进空气局地环流,有效改善城市空气质量[5]。一级风道是指将外围大区域的自然风引向城市主城区的“条带状”生态面域空间;二级风道是指将城市风口地带或城市边缘区汇集的外来风输入城市内部区域的“穿越式”开敞线性空间,以城市绿带、绿廊、绿道,河流水系及交通动脉等为主。
    由此,根据西安大区域地理环境特征,构建“山麓峪道与塬间谷地”“ 平原河谷与郊区河道”“对外干道与乡间田野”3类一级风道,宽度为200~500m;其次,结合西安主城区城市发展建设现状,打造“与城市道路并行的绿化带”“相互连接的开放空间序列”“遗址边缘的带状滨水公园”“穿越城区的长距离主干道”“专有化对外交通运输干线”“日常通勤与公共空间复合地带”6种二级风道,宽度为100m左右。
    3.3  主城区风道系统规划布局与组成
    西安市主城区风道系统的规划布局,应在保障风口地带能够顺畅衔接大区域风源地来风的基础上,依托城市现有用地格局、路网结构和各类廊道的分布状况,同时兼顾盛行风向及日常风力,构建起“道路搭架、绿带织网、水系交错、建筑有致”的“城市风道体系”(图6),最终形成“路切城中过、水伴市间流、绿漫街边淌”的“城市呼吸系统”。
    3.3.1  道路型风道
    西安城市建成区内路网密布,但兼具“走向一致、延伸较远、断面较宽”等要求的交通“大动脉”并不多。在此条件下可梳理出“三纵三横、接通南北、贯穿东西”的“道路型”城市风道主骨架,进而对道路宽度、连续绿化带的长宽及植物配置做出有利于通风的规划,对两侧建筑的布局、高度、体量、材质等做出有利于通风的控制。
    3.3.2  绿地型风道
    大面积的绿地能够有效地降低城市气温、增大风速和增加湿度[6]。按照城市主导风向连系邻近的公园、绿地,使其形成有别于“棋盘式”城市格局的“斜向”序列,营建以大规模生态“绿斑”为核心、长距离“绿道”为纽带、散布式块状公园与广场为渗透终端的“绿地型”风道脉络。同时控制绿地周边地块的开发建设强度,使绿地与城市间较易形成对流风。
    3.3.3  水系型风道
    河流、水体具有白天降温、夜间升温的特点[7]。培育依托城市地表水体(河流、湖泊、水渠、湿地等)的“水系型”城市风道,以加强其导风功能为重点,明确规定水体的保护控制宽度,在控制范围内严格限制各类开发建设行为;积极推进流域的生态修复、湿地涵养、水体净化,建设自然式堤岸与外侧生态防护林带,改善滨水生态环境;合理配置水岸景观种植,通过蓄水与绿化相结合,提升河湖水系的生风、净风能力。

    4  西安城市风道景区建设构想
    4.1  风道景区的分类
    规划建设城市风道,既要立足空间现状、面向生态环保,也要结合地景风貌、文化审美、公众服务。因而采用“风道+景区”的创新模式,即打造以通风为主题的城市风景游赏地,同时优化、提升位于规划风道之上或其周边邻近地带的现有公园、绿地、景观与文化休闲场所,共同整合形成多种类、分级别、体系化的“城市风道景区”,在城市和区域的环境规划中,提供一种绿色结构以改善城市问题和环境问题[8]。根据西安市现有景区、景点、公园、绿地等在规划风道体系中的位置相关度、功能贴合度、风貌和谐度以及景观美誉度等,将风道景区初步拟定为以下3类。
    1)一类风道景区多处于城市风口地带或主要风道上的关键部位,通常面积较大、跨度较长,以山形地势、河湖水系、大型绿地为主,其生态作用较为显著。如北部的“泾渭分明”景区、灞渭三角洲(浐灞国家湿地公园),东北部广运潭景区(世博园区),西北部汉长安城遗址(汉城湖景区),东南部曲江景区、马腾空景区,中部唐大明宫遗址、明城墙景区(环城公园),西南部唐延路绿带,西部大庆路林带以及城市东北外围的骊山风景名胜区、洪庆山森林公园和西南外围的沣东·沣河生态景区等。
    2)二类风道景区多为位于各级风道途经或邻近之地,规模较小、跨度较短;长距离送风能力较弱、但自身“生风”与对流作用较显著,同时更多承载着休闲游憩功能。如北郊的城市运动公园及张家堡广场,南郊的大雁塔景区,东北郊的桃花潭景区,西南郊的木塔寺公园;城东的兴庆宫公园,城南的南门广场,城西南的丰庆公园与大唐西市;城内的钟鼓楼广场、新城广场;以及城市南部外围位于土塬丘壑环境下地势变化明显之处的鲸鱼沟、常宁宫、兴教寺、香积寺、揽月阁、秦渡镇等景点。
    3)潜在风道景区多表现为目前开发建设程度不足,或“只有其名、未见其形”,面貌年久落后,卫生环境恶劣,区位交通不便,周边用地杂乱等状况;然而其所处位置、占地规模、平面形态却又对风道疏导、生态感知、文化彰显、地景展现等方面有着潜在的重要作用,因此须针对性地进行重点打造、恢复、整治或提升。这类地方主要有:北郊的文景山公园与未央湖游乐园,南郊的烈士陵园与原西安植物园,东郊的幸福林带与秦襄王陵(韩森冢),西郊的阿房宫遗址、开远门遗址与土门环岛;西南部沣惠渠与昆明池、周穆王陵与仓颉造字台,东南部青龙寺与乐游原,以及东北部的元斡尔垛遗址与米家崖遗址等。
    4.2  风道景区实证设计初探
    4.2.1  马腾空风道景区
    “马腾空风道景区”位于西安城市东南部,与潜在风口——“杜陵-曲江”风口相重合;同时向南顺承一级风道——白鹿原与杜陵原间的浐河上游川道、向北延续二级风道——浐河中游(城区段)河谷。该景区位于河道由细变宽的“开口”之地(图7),坐拥“一河、两谷、三岸、多阶”的地理形势,目前囊括有西安新植物园、雁鸣湖湿地、中国唐苑(唐风园林)、汉宣帝杜陵遗址等景观、景点。未来须严格控制新建建筑,逐步恢复、保育生态绿化,同时加强景区整体建设,形成一体化游线与统一风貌。
    4.2.2  大明宫风道景区
    “大明宫风道景区”位于西安城区核心地带(明城墙外东北处),南邻陇海铁路线(西安火车站),是“解放路-雁塔路”“环城东路-太乙路”2条道路型城市级风道共同的北端(其南端为“大雁塔-曲江”景区)。该景区自2010年建设为国家遗址公园并正式开放以来,不仅增添了大唐风韵,提升了城市绿化,带动了周边发展,控制了中心区高密度增长,也更是实景再现了古人“象天法地”的规划理念,唤醒了原有“山城对位”的视觉轴线——自含元殿向南经大雁塔直指南五台(图8);加之当前又肩负起城市通风、生风的重要作用,因此在未来势必要建设成为历史人文的高地、绿色空间的核心、生态气场的枢纽。
    4.2.3  高新区风道景区
    “高新区风道景区”位于西安市西南部,主要包含城市风道体系中的当前风口——“丈八-太白”,以及依托唐延路及其120m宽绿化林带的复合型城市级风道,同时也附带有周边的诸多公园、绿地,如永阳公园、木塔寺公园、新纪元公园、西安牡丹园等。同时,城市绿廊的下垫面主要是静态物体,密集的树冠如同经过多年冲刷的河床,对自然风的流动阻碍较小[9]。由于唐延路绿带依唐长安城城墙西南段基址而建,走向为正南正北,从而与其南部“丈八-太白”风口所来的西南主导风向存在约45°的交角(图9)。为了更好地引导外围来风吹入城市中心,因此需要将与唐延路相交成约30°角的高新路诸街区打造出一条新的“支线风道”。
    “支线风道”以高新路为主轴,高新二路、高新四路、博文路为副轴,与唐延路在南端交汇于木塔寺公园,其街区内部串接多处城市公园、广场、街头绿地以及“低密度-高绿化”居住小区。构建风道的主要措施为:确保主要道路起讫点空间的开敞且与外部通风地带连通;地块内建筑高度较低、屋顶平齐,建筑行列中留有顺应主导风向的较长、连续间隙,保证风的渗透;道路绿化种植能够与两侧建筑立面共同构成形态曲线提升的“U”形街道横断面,从而利于形成通风“峡谷”;与此同时,为保证公共通行而开辟自行车道、接通人行道,在道路节点设置无障碍过街设施与营造立体绿化,从而构建起“顺风而行、畅行无阻”的绿色慢行交通系统,在满足人们日常通勤的同时,能够让人们在行停之间感受到自然的律动与城市的呼吸(图10)。

    5  结语
    当前研究以西安市为对象,基于城市气候条件与建设现状,根据实地调研与风象数据监测,同时结合创新规划理念,提出“风道+景区”的规划建设模式,得出以下结论。
    1)城市风道景区可依托、利用现有地形、道路、绿地、水体等开敞空间(序列)建设[10],通过专业规划设计方法,各级、各类景区共同形成有组织的风道景区系统。
    2)城市风道景区的建设应根据城市分区采取不同策略:老城区应采取“被动式优化与更新”策略,不破坏城市历史格局、建筑肌理;新建城区采取“主动式控制与引导”策略,从植物种植、绿地位置、道路走向等顺应风向,促进城区通风。
    3)风道景区建设应重视选取现有或潜在的具有“地景文化”和“自然形胜”资源的开放式风景地带,同时结合城市大型带状公园绿地、生态廊道及其他游赏空间开展。
    后续研究将继续开展风道景区个例的通风情况模拟、空间控制引导、建筑更新改造与景观生态规划设计研究;同时将研究方式拓展到国内其他区位和地理环境下的城市,并提出普适性的规划建设模式。

    注:文中图片除注明外,均由作者绘制。

    参考文献:
    [1] 朱春阳,李树华,纪鹏,等.城市带状绿地宽度对空气质量的影响[J].中国园林,2010(12):20-24.
    [2] 冯娴慧.城市的风环境效应与通风改善的规划途径分析[J].风景园林,2014(5):97-102.
    [3] 毛蒋兴,古艳,蒙金华,等.基于热岛效应的城市广义降温通道构建[J].规划师,2015(12):65-71.
    [4] 李军,荣颖.城市风道及其建设控制设计指引[J].城市问题,2014(9):42-47.
    [5] 赵红斌,刘晖.盆地城市通风廊道营建方法研究:以西安市为例[J].中国园林,2014(11):32-35.
    [6] 苗世光,王晓云,蒋维楣,等.城市规划中绿地布局对气象环境的影响:以成都城市绿地规划方案为例[J].城市规划,2013(6):41-46.
    [7] 纪鹏,朱春阳,李树华.城市河道绿带宽度对空气温湿度的影响[J].植物生态学报,2013(1):37-44.
    [8] 王静文.城市绿色基础设施空间组织与构建研究[J].华中建筑,2014(2):28-31.
    [9] 唐春,张巍.利于城市通风的绿地廊道设计探索[C]//中国城市规划学会.多元与包容:2012中国城市规划年会论文集(10.风景园林规划),2012:8.
    [10] 陈宏,周雪帆,戴菲,等.应对城市热岛效应及空气污染的城市通风道规划研究[J].现代城市研究,2014(7):24-30.

    (编辑/张丽 李旻)