街區(qū)空間形態(tài)設計研究

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇街區(qū)空間形態(tài)設計研究，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

化石能源的利用給人類的經(jīng)濟和生活帶來了較大的便利，但與此同時，也導致了溫室效應。我國的二氧化碳排放量更是久居不下。目前城市方面的相關(guān)研究多為宏觀的城市層面的低碳目標管理性指標研究和微觀單體建筑層面的低碳技術(shù)研究。缺乏中觀層面的低碳街區(qū)設計研究。城市街區(qū)尺度是建設低碳城市的關(guān)鍵層面，是微觀層面建筑低碳技術(shù)研究的綜合和提升，也是宏觀層面城市低碳戰(zhàn)略的具體實施，起著承上啟下的關(guān)鍵作用［1］。

1街區(qū)尺度和空間形態(tài)對碳排放的影響

1．1街區(qū)尺度的限定

城市街區(qū)作為城市建設的關(guān)鍵層面，是落實城市建設目標的基本單元。對于街區(qū)的解釋，未有明確的定義，維基百科將其定義為是城市規(guī)劃的一個重要元素，一個街區(qū)是四周由街道所圍繞的最小區(qū)塊，其內(nèi)涵蓋建地、建筑物等。也有學者通過道路交叉口和街區(qū)邊長對其進行定義。本文所指的街區(qū)為城市街區(qū)，是指由城市街道(或者道路)圍合而成的城市用地集合，內(nèi)部包含建筑、綠化、設施等。城市道路包括城市主干道、次干道、支路，以及一切城市級別的能夠構(gòu)成網(wǎng)絡系統(tǒng)的道路。不同的城市尺度關(guān)注的能耗問題不同，大的城市層面更注重理論和整體把控，社區(qū)街區(qū)層面更注重一些規(guī)劃指標的把控來從設計層面影響能耗。具體的建筑單體層面更注重通過建筑節(jié)能技術(shù)和設備來達到降低能耗的目的。

1．2街區(qū)空間形態(tài)對碳排放的影響

街區(qū)空間形態(tài)通過氣候?qū)謪^(qū)能耗產(chǎn)生影響包含直接和間接兩個過程，直接影響過程，主要是建筑表面可達的日照情況，城市區(qū)域高聳的建筑物相互遮擋，使建筑被一定程度剝奪了獲得太陽得熱的權(quán)利;另外作為障礙物，建筑對風的滲透產(chǎn)生了直接影響。即考慮太陽輻射和風對建筑采暖和制冷負荷的直接影響。街區(qū)微氣候?qū)δ芎漠a(chǎn)生影響是間接影響過程。主要考慮城市表面通過太陽輻射被加熱，表面溫度發(fā)生變化加熱空氣，引起的微氣候環(huán)境中的流體變化，以及空氣溫度的改變的過程，需要考慮這些綜合變化對建筑采暖和制冷負荷的影響［2］。我們可以利用形狀因子描繪城市形態(tài)并建立其與氣候和能耗相互作用的模型。主要從城市氣候資源進入到街區(qū)的可能性和街區(qū)對氣候資源接收的可能性兩個方面進行描述。城市氣候資源進入到街區(qū)的可能性可以用街區(qū)建筑密度、容積率來表示。街區(qū)對氣候資源的接收能力可以用體形系數(shù)和被動空間這兩個形狀因子來描述。

1．3提取相關(guān)形態(tài)因子

與建筑相關(guān)的兩個形態(tài)因子為體形系數(shù)和被動空間。熱能工程師經(jīng)常用到體積系數(shù)這個參數(shù)。建筑物越緊湊，通過其圍護結(jié)構(gòu)散失的熱量越少。描述了建筑物圍護結(jié)構(gòu)的表面積與其體積之間的關(guān)系。該比率說明了通過自然通風和陽光與外界環(huán)境相互作用的潛力。被動空間是指距離圍護結(jié)構(gòu)6m以內(nèi)可以利用自然通風和采光的區(qū)域。這是描繪建筑物被動系統(tǒng)利用(自然采光和通風，被動獲取太陽能)潛力的一個重要參數(shù)。與街區(qū)對太陽輻射和風的接收潛能相關(guān)的形態(tài)因子為街區(qū)建筑密度和街區(qū)容積率。街區(qū)建筑密度描繪了街區(qū)建筑的疏密程度。提供了風和太陽能獲得的潛力。街區(qū)容積率描繪了在不同的建筑面積指標下，街區(qū)的三維疏密程度。

2建立空間形態(tài)基本型

2．1典型街區(qū)形態(tài)示例

為了理解形態(tài)與環(huán)境及節(jié)能效果上的影響，首先確定街區(qū)基本形態(tài)。我們對北京地區(qū)的典型街區(qū)形態(tài)進行了調(diào)研，最后總結(jié)為行列式、庭院式和點群式三種街區(qū)基本型。

2．2建立街區(qū)形態(tài)基本型

不同類型的城市建筑及其組合模式，具有不同的空間形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，相應帶來不同的陽光遮蔽效果以及對風的“引導”或“擠壓”作用。一般為了便于比較，通常是以同樣大小的研究區(qū)域和總建筑面積等為前提，并通過對城市各種建筑組合方式進行抽象簡化，形成若干個基本類型(如圖2所示)，并將其用幾何參數(shù)表示出來。這種簡化處理，可以使計算分析與建立模型更加簡潔，利于形成模式化的參考資料，并且容易實現(xiàn)在進入對復雜的真實城市形態(tài)研究之前，便捷的建立起形態(tài)參數(shù)與能耗特征之間的關(guān)系。借助建筑組合模型的類型劃分并結(jié)合一些先進的模擬分析工具，可以使我們對城市肌理氣候作用的研究進入一個定量化的階段。

3街區(qū)空間形態(tài)對碳排放影響的模擬分析

3．1形態(tài)布局對街區(qū)能耗的影響模擬

利用控制變量法，保持非形態(tài)因素和其他形態(tài)因素的不變(如表1所示)，進行不同布局之間的橫向?qū)Ρ取Ｊ紫仁侨N布局的碳排放對比模擬分析:庭院式、行列式、點群式。從圖3中可以看出三種布局中，點群式的街區(qū)能耗總負荷最低，相對應其被動空間和體形系數(shù)也是最低的。三種布局的被動空間和體形系數(shù)大致變化趨勢是一致的;因設定的地區(qū)為北京，從圖4中可以看出，其街區(qū)能耗冷負荷的變化不大，主要是熱負荷的變化引起的街區(qū)能耗總負荷的變化。

3．2街區(qū)容積率對街區(qū)能耗的影響模擬

為了分析街區(qū)容積率對能耗的影響，采用控制變量法，以點群式理想模型為對象進行模擬分析。街區(qū)的非形態(tài)指標:墻體材料、室內(nèi)人數(shù)、設備、溫度需求等保持不變;還需控制相關(guān)的形態(tài)指標也保持不變，例如街區(qū)面積、街區(qū)建筑密度，建筑基底面積等等。取容積率在0．5～4．5之間的10個值分別進行模擬(見表2)。模擬其街區(qū)能耗負荷的變化，得出形態(tài)因子容積率的變化對街區(qū)能耗的影響趨勢，最終得出低碳導向的街區(qū)容積率取值。

4結(jié)語

通過以上的對比分析可以看出，不同形態(tài)布局對街區(qū)能耗產(chǎn)生的影響較大，且以點群式的能耗最低，其次為行列式，這種影響其實是不同的體形系數(shù)和被動空間的變化引起的，所以其街區(qū)總能耗與被動空間和體形系數(shù)成正比的變化趨勢;容積率對街區(qū)能耗產(chǎn)生的影響也相對明顯，尤其是在容積率為1．89～3之間明顯能耗較低;街區(qū)建筑密度的變化對街區(qū)能耗負荷總的影響不大，但呈現(xiàn)微弱的負相關(guān)關(guān)系。通過以上的總結(jié)，我們在今后的街區(qū)規(guī)劃中應利用好街區(qū)容積率和被動空間、體形系數(shù)對街區(qū)能耗負荷的影響。且在北京寒冷地區(qū)應著重考慮降低其街區(qū)能耗熱負荷。若其他變化條件許可，應著重利用容積率在1．89～3之間，且在一般的規(guī)劃設計中，這個范圍的容積率也較為經(jīng)濟。若要降低其街區(qū)能耗熱負荷應盡量保證較小的被動空間和體形系數(shù)。街區(qū)建筑密度對街區(qū)能耗的影響不大，可相對靈活布置。希望通過以上的分析，可以為低碳街區(qū)設計提出一些參考建議。

參考文獻:

［1］夏冰，張煥．低碳城市街區(qū)形態(tài)導控方法研究綜述［J］．華中建筑，2018(9):8-11．

［2］黃媛．夏熱冬冷地區(qū)基于節(jié)能的氣候適應性街區(qū)城市設計方法論研究［D］．武漢:華中科技大學，2010．

作者:晁軍 馬子茹 單位:北京建筑大學建筑與城市規(guī)劃學院