,香港城市气候环境研究与实施经验借鉴及其启示,杨婷婷,摘要：近年来我国大部分城市饱受雾霾天气频发、热岛效应加剧等一系列气候问题的困扰，城市规划师在 此方面的研究也是困难重重。香港是最早引进国外先进经验进行气候研究的城市。本文针对目前国内大部 分城市在气候环境研究与实施中遇到的问题，全面分析香港十多年来的探索过程，从全面且科学的气候环 境研究框架、多层面的城市设计指引、健全的实施与保障机制三个方面，对香港气候研究的成果与实施经 验进行梳理和总结，为国内其他城市进一步完善城市气候研究提供参考。,关键词：都市气候图,空气流通评估,实施管理,香港,引言,随着城市越来越集聚和高密度发展，城市内部下垫面粗糙度增大，空气流通条件变差， 导致中心城区持续高温，热岛效应加剧、大气污染物浓度增加、雾霾天气频发等一系列都市 气候问题。城市的开发建设逐渐与大气环境变化密切相关，国家应对气候变化规划 （20142020 年）中也明确指出：城乡建设规划要充分考虑气候变化影响，新城选址、城 区扩建、乡镇建设要进行气候变化风险评估1，气候规划已引起城市管理者与社会公众的广 泛关注。,从 2003 年起，我国的香港、澳门、北京、武汉、杭州等 30 多个城市陆续开展关于改善 城市气候环境的实际项目或研究课题，但是实施成效甚微。主要原因有：（1）框架相关研究 的开展缺少完整的研究框架和科学的研究方法，导致很多规划仍停留在概念阶段。（2）缺少 明确的设计意向或指引，导致研究成果可操作性低、实施难度大。（3）已完成的气候环境规 划未融入城市规划系统，实施程序无法与各级规划衔接，成果实施缺少保障。 德国是最早进行气候规划的城市，其研究成果涵盖国家、区域、城市、街区和建筑五个 规划层面2, 3，并将其直接运用于现下城市开发建设中，极大改善城市的空气质量和生活环 境。香港在借鉴国际先进研究与实施经验基础上，进行本土化设计，经过十多年的研究、实 践与改善，利用气候环境信息和城市形态数据形成一套较为成熟的、能够改善城市通风条件 的、实施准则和相应的法规体系及管理体系。因此，本文针对国内其他城市气候研究中出现 的问题，全面梳理并分析香港改善城市通风的实施经验，为今后的气候环境规划研究提供高 效的研究思路与行动计划。,1 全面且科学的气候环境研究框架,1 SRAS 事件 后，意识到良好的通风条件对高密度城市环境的重要性。2003 年开,1,2003 年非典型肺炎（SARS）在香港爆发并疾速传播，3 个月内有 1755 人被隔离，300 人死亡。,始，针对城市气候环境陆续开展多个顾问项目，在宏微观两个层面构建城市气候环 境研究框架。该研究框架经过十多年的发展，宏观层面划定不同等级的气候分区，并提出相 应的气候规划建议，微观层面不断完善实施空气流通评估（air ventilation assessment， 简称 AVA）的项目类型，评估标准与实施程序，同时为提高科学性，规划署开展了为香港 空气流通评估设立的计算机仿真地盘通风情况数据系统之顾问研究。该研究不仅奠定了气 候环境研究框架的数据基础，还为所有开发项目提供一套综合的、标准化的和具有合理代表 性的现场风力资源参考数据。,1.1 宏观的区域气候环境研究,为全面分析城市整体的气候环境，香港规划署开展的都市气候图及风环境评估标准 可行性研究，全面评估不同地区的城市气候特征，为街区和建筑层面的城市通风建设提 供更佳的决策背景，并探求长远改善城市生活环境的规划和设计措施。,香港都市气候图的绘制通过收集城市的建筑、土地利用、地形地貌数据，利用 GIS 软件 分别绘制出城市热负荷分析图和城市通风潜力分析图。城市热负荷分析图总结并表达城市形 态对空气流通的影响程度，城市通风潜力分析图显示不同城市用地对空气流通的影响效应， 综合两个信息图层并加入风环境数据，形成都市气候分析图（图 1）。在此基础上，依据气 候特性和人体热舒适度将全港地区划为 5 个等级分区，并针对各分区提出相应的规划控制条,4 件和开发建议，形成都市气候规划建议图（图 2） 。,图 1 香港都市气候分析图的形成,资料来源：香港特别行政区政府规划署,图 2 香港都市气候规划建议图的划区依据,资料来源：香港特别行政区政府规划署,香港的都市气候分析图不仅为策略性及区域性规划提供全面的信息平台，亦为微气候分 析和空气流通评估提供基础数据，还为城市规划相关人员提供城市环境的定量和可视化评估,方法 。相比较传统的风玫瑰图，气候分析图可以表达出地形、山体等形成的特殊风场 ，,5,6,从而协助规划人员选取更合适的规划和设计方法，制定有效的改善策略，为香港法定图则的 更新工作、新开发项目的规划、未来城市发展提供指导。,1.2 微观的空气流通评估,在宏观控制背景的基础上，香港规划署完成的空气流通评估方法可行性研究项 目能够持续改善街区与建筑层面的空气流通。香港前房屋及规划地政局和环境运输及公务依 据已有研究成果，联和颁布技术通告第 1/06 号（HPLB and ETWB joint Technical Circular NO.1/06 for AVA）及该通告附件 A就香港发展项目进行空气流通评估技指南，再次明 确需要实施 AVA 的项目类别和实施阶段，并对每个阶段的评估标准和成果做了详细说明（图,7 3） 。在详细研究阶段，评估专家以平均风速比作为主要评估指标，量化比较不同设计从,而选取最优方案。平均风速比是通过加权 16 个风向下，行人层风速与边界层风速的比值计,8 算（图 4）。其比值越接近 1，该发展项目对空气流通的影响越小 。,图 3 AVA 评估实施阶段框架图,资料来源：香港特别行政区政府规划署,图 4 AVA 评估指标平均风速比,资料来源：香港特别行政区政府规划署,平均风速比,用以下公式计算：,式中 i 表示某一风向， 表示 i 风向的风频，表示 i 风向距离地面 2 米的风速，表示 i 风向下边界层自然风速，表示该基地环境内的平均风速。,空气流通评估系统研究起步最早，并受到政府及研究部门的持续关注，经过十多年的应 用与改良，不断修正 AVA 的评估标准和应用条件。AVA 实施以政府项目作为表率，通过相关 政策或优惠条件引导社会项目主动开展 AVA，持续改善街区和建筑尺度的通风效果，使气候 研究框架得到贯穿性落实。,1.3 科学的数据支撑系统,为完善空气流通评估框架，香港规划署开展为香港空气流通评估设立的计算机仿真地 盘通风情况数据系统之顾问研究研究项目，构建覆盖整个香港岛的中尺度区域大气仿真系 统（RAMS），生成一套标准化的地盘通风情况数据系统。在 RAMS 模拟过程中，加载 500m 分 辨率的地形数据，把规划署提供的土地分类转化为 21 种不同地表类型信息，将气候信息数,9 据和城市规划信息数据整合进地盘通风情况数据系统 。,地盘通风情况数据系统不仅能够提供城市内部任何一个地块的通风数据和规划数据，亦 能准确有效地模拟开发项目对基地内部和周边环境的影响效应，找出重点影响区域，进而调 整设计方案，降低新开发项目对周边地区的通风负影响。,2 多层面的城市设计指引,为营造更良好的通风环境，香港利用气候环境研究成果，在城市、街区和建筑层面分别 列出城市设计指引（表 1）。宏观层面的都市气候规划建议图，将全港地区划分为降温区、 中性区域、增温区三种类型五个等级，并根据该区域的气候价值提出相应的开发模式、规划 策略与建议。街区与建筑层面的指引是在空气流通评估方法可行性研究的研究成果 基础上经过不断完善后拟定设计意向。从宏微观层面贯穿下来的一系列设计指引，使得气候 规划研究成果的实施得到有力的促进。,表 1：香港都市气候规划各层面设计指引,城市层面,街区层面,建筑层面, 气候规划分区 1：降温区域 气候规划分区 2：中性区域 气候规划分区 3：中度增温区域, 通风廊/风道 用地布局, 平台建筑 建筑物的排列, 街道布局的走向、模式 建筑物的通风度,及宽度, 气候规划分区 4：密集发展，热负荷 海旁用地 高且风流通潜力低地区, 建筑物的高度与外 形, 气候规划分区 5：高密度发展、热负 高度轮廓 荷非常高而风流通潜力较低、热能压 力频发区, 园林美化设施, 休憩用地及行人区的 外伸的障碍物,绿化分布, 冷质物料,资料来源：香港特别行政区政府规划署,2.1 区域层面的策略性规划建议,宏观的规划指引从改善城市气候角度提出战略性和整体性的方法，在各分区的气候现状 与价值、发展控制、开发条件（包括地面覆盖率、开敞空间、通风廊道、绿化等）三方面， 为规划人员提供指导。对于气候价值较高的降温区域和中性区域，采用保护策略，尽可能禁 止或限制其发展；中度增温区域在实施缓解措施的条件下提出控制发展措施；对于气候问题 较为严重的规划分区建议必须实施舒缓措施，控制建筑密度，降低地面覆盖率，增加绿化， 以改善现状气候。,以中度增温区域为例，此区域主要位于市区边缘或低密度发展区，应尽可能采取舒缓措 施，提出以下规划建议：在（a）就建筑物体积和绿化率进行气候评估；（b）新建筑的排列 能够顺应盛行风；（c）降低地面覆盖率；（d）在尽量增加绿化条件下容许新的开发，应尽量,4 增加绿化开敞空间 。,2.2 街区与建筑层面的意向指引,该城市设计指引在街区尺度对土地用途规划和城市设计提供指引，在建筑尺度对大型项 目的初步设计形式按类别列出意向指引，各项指引均被纳入香港规划署的工作手册香 港规划标准与准则第 11 章城市设计指引：空气流通中，以图文并茂方式表达出能够 改善城市通风条件的设计策略。,街区尺度的设计指引旨在通过调整用地布局（图 5）、增加公共空间、增加绿化、开辟 风道的方式引导盛行风进入密集建成区，促进空气流通。建筑层面的意向指引通过调整建筑 设计方式（图 6）、建筑组群排列、利用冷质物料等方式促进空气流动，改善建筑周边环境,的热舒适度10,。,图 5 用地布局指引,资料来源：香港规划标准与准则第 11 章城市设计指引,图 6 建筑设计意向,资料来源：香港规划标准与准则第 11 章城市设计指引,3 健全的实施保障机制,3.1 具有法律效力的硬性实施程序,香港气候环境研究的主要成果都市气候规划建议图、城市设计指引分别应用于法定 图则和香港规划标准与准则第 11 章城市设计指引：空气流通。都市气候规划建议 图中的气候信息和相关规划建议被逐步应用于法定图则更新工作中，并为发展大纲图、详 细蓝图的微气候研究和空气流通评估提供分区背景信息，形成具有法律效力的宏观控制背景 (图 7)。地政总署协同规划署在街区与建筑层面开展 AVA 系统,根据研究结果将一系列规划 研究和现场开发的参数纳入发展大纲图，特别是将建筑高度限制、建筑密度等参数作为政府 卖地的条件。对于特殊用地，加入容积率控制和预留主要通风廊道等条件。建筑署、屋宇署 等政府部门按照程序每三个月将负责项目的 AVA 资料提交规划署，负责评估合约顾问服务的 设计机构或者顾问公司将项目的最终评估成果提交规划署，最终由规划署将“空气流通评估 登记册政府项目”公布在政府网站。,图 7 都市气候规划建议图在香港城市规划系统中的应用,资料来源：香港特别行政区政府规划署.,3.2 硬性控制指标下的弹性实施条件,香港是研究弱势城市风况的先驱者之一，由于：（1）风能评估标准几乎没有可以参考的 海外经验，香港也是首次尝试通风效能标尺，其适用性需要经验验证；（2）该标准并非适合 所有地区，如香港的上环、铜锣湾等地区受现状建筑形态的限制，风速无法达到 1m/s，因 此 AVA 系统旨在鼓励申请人不断提升其设计方案的通风效果，而非强制要求所有项目必须达 到标准。例如，在 AVA 实施的详细研究阶段，如果评估现场的风速比难以满足表现要求，可 以选择指定的设计措施代替，对于难以满足上述所有条件的开发项目，在一定条件下可享受 AVA 豁免，（图 3）。,实施 AVA 的项目类型除了要求的 10 种项目类型外，鼓励非政府组织和私人部门在自愿 和需要