城市形态与城市微气候的关联性研究

城市设计与研究 URBAN DESIGN AND STUDIES

城市形态与城市微气候的关联性研究

丁沃沃1 胡友培1 窦平平2

摘要/对城市形态与城市外部空间微气候之间进行关联性研究，提炼了城市肌理形态、城市肌理体量单元等概念，及热舒适度、风舒适度和呼吸性能3个舒适性指标，同时为城市肌理优化提出了街区整合度、建筑群离散度、建筑朝向指标和体型系数3组指标，为城市街道空间优化提出了街道贴线率和街阔整合度2组表述指标，并提出亟待解决的相关问题。

关键词/城市形态城市微气候舒适度城市设计

A B S T R A C T / B a s e d o n s t u d y o f t h e

interrelationship between urban pattern and urban microclimate, this paper first proposes the concepts of Urban Texture and Volume Unit, and elaborated the microclimate index into Thermal Comfort, Fluid Comfort and Breathability. Then, the study extends the current index for Street Integration Index, Building Complex Scattering Index, Orientation and Volume Index, Distance to Property Line Index, and Urban Block Profile. Finally, the study urges future explorations on Quantifiable Mapping of Urban Texture and Digital Mapping Technology on Urban Physical Space.

1 研究背景

城市化进程导致了我国大量的城市规模剧增、建筑密度加大且高度提升。这种建设产生的城市物质空间形态完全改变了自然地貌条件，产生了有别于自然气候的城市微气候(Microclimate)。近年来随着对大城市微气候问题认识的逐渐深入，城市微气候与城市形态之间存在的密不可分的关系已经被确立[1-3]。由于城市微气候的问题是由城市物质空间的集聚方式而引起[4]，因此学界非常关注城市形态和城市微气候之间的对应关系，设想通过适宜的城市设计构筑良好的城市外部空间。

在单体建筑设计中，根据环境的适宜性进行建筑设计的传统由来已久，例如传统地域建筑不仅在建造方式、建筑形态甚至建筑语言方面和当地的气候条件相适应，而且建筑之间的组合方式乃至聚落形态的构成也与地域的气候条件相吻合。当今，可持续、绿色、节能等概念成了建筑设计的核心价值观，所以尽管先进的结构技术与材料充分解放了建筑的形体，而地域气候和建筑节能规范对建筑的形体与材质仍然予以了制约。表面上看这些规范在一定程度上限定了建筑师对造型的畅想，实际上正是这些规范给建筑师提出了有价值的形式问题，从而赋予设计工作更多的意义。相比之下，在城市设计领域中，虽然人们认识到城市设计应当考虑城市微气候的因素，但是至今尚没有从改善城市微气候环境的视角对室外空间形态构成提出规范性要求。

价包括了微气候的物理指标、人的感知舒适度指标和城市室外空间空气质量的指标等。1980年代开始，在可持续发展概念的引导下，西方学界开始关注城市形态与城市微环境之间的关系。随着研究的展开，调节城市物质空间形态以改善城市的微气候环境，逐渐成为城市设计与研究的目标。一般在同等城市规模的情况下，城市的集中式形态可以缩短城市交通距离，减少交通能耗和碳排放，然而高密度的城市易于引发城市的热岛效应和降低城市的排污能力。作为共识，研究的核心首先是探索城市形态与城市微气候环境内在联系。城市形态与城市微气候的研究属于交叉学科研究，主要涉及到建筑学、大气科学与环境科学，且后两者在研究方面的进展远远超前于建筑学在此领域的研究，确切地说，建筑学研究的介入相对滞后[5]。尽管如此，建筑师在设计实践中通过处理具体的城市外部空间问题，也取得了一些研究成果并积累了一些经验。他们的城市设计实践证明了通过调整建筑的组合方式来改善城市空间的自然气候条件是可行的。

基于探索城市设计方法的思考，本文试图通过对相关研究的梳理，探讨城市形态及其元素与城市微气候的关联性。鉴于城市形态要素非常复杂，城市形态和城市微气候的关联性探讨应该包括3个方面的内容：首先理清影响城市微气候的城市形态要素，界定建筑与城市设计学科的研究切入点和范围；其次，由于城市微气候质量的评价不仅限于物理指标，因此要进一步梳理和明确各项外部空间环境的舒适度指标；第三，基

K E Y W O R D S / u r b a n p a t t e r n , u r b a n

microclimate, comfort, urban design

作者单位：1 南京大学建筑与城市规划学院(南京，210093) 2 剑桥大学建筑系收稿日期：2012-06-15

文中所涉及的微气候主要是指城市的微环境气候，对它的质量的定义和评

建筑学报2012.7 ARCHITECTURAL JOURNAL

城市边界层

H 1

城市冠层

H 2

θ1

θ2

1 城市边界层、冠层示意2 城市街道层峡示意

于上述基础探讨城市空间形态与城市微环境之间的关联性因子。最后，本文指出当前阶段，该研究领域中的关键问题，以确立将来研究的问题域与方向。

式和程度都不同。城市微气候的研究应该按气候区的不同分别研究，不同的气候区相关指标非常不同，甚至存在本质的区别。同时，针对城市所在的区域应该注意到海拔高度、风温和城市通风、

U B L )、城市冠层(U r b a n C a n o p y L a y e r，UC L 图1) 和城市街道层峡(Urban Street Canyon，USC图2)。当自然风通过城市上空时，城市中高低不同的楼宇导致了风的径流出现非常复杂的状态，加之城市建筑各垂直界面对风的作用使得风在城市街道层峡中产生了湍流[6]，使得城市外部空间的气流环境变得非常复杂。由于城市冠层是人们赖以生存的城市空间，街道层峡是人们公共活动的场所，所以城市冠层(UCL)和城市街道层峡(USC)层面的微气候状况尤为值得重视。

从建筑学的视角看，城市冠层对应的是城市的肌理形态，而城市的层峡对应的是城市街道空间。城市肌理形态的构成分结构要素和肌理元素两个方面，结构要素主要包括路网结构和街区尺寸，肌理元素分两大类：不同质感的突起物(建筑单体或组合体、城市森林) 和近年来发展的城市高空绿化(屋面绿化，图3) 和不同质感的地表面(城市绿地、广场和城市水体)。城市建筑可视为硬质体量元素，城市森林可视为软质体量元素，而高空绿化则可视为复合体量元素，这些体量元素是干预城市微气候的主要因素。

街道层峡讨论的是城市空间围合形态，对于建筑学来说是城市主要的公共活动空间：如街道和广场的几何形态。研究表明城市街区设计和街道空间设计对街道层峡中微环境产生了影响，涉及到该空间中局部的气温、日照、风环境

2 研究对象与范围—城市微气候相关的城市形态要素2.1 对象与范围

尽管城市微气候与城市形态问题属于一个跨学科的研究，然而不同学科背景的研究各有侧重。气象学、环境学科的研究重点是城市环境中气象动态的建模和气象数据的计算；而建筑学的研究则关注城市形态如何影响微气候，如何调控城市形态以优化微气候环境。对形式问题的理解和操作是建筑学主要任务。为此，在城市微环境气候研究中，建筑学的研究对象依然是城市形态，而对应的问题由传统的城市外部空间美学指标而转换成健康指标。

美国宾夕法尼亚大学教授格兰尼(Golany. G. S.)[5]较早地意识到了上述问题。他指出城市微气候研究依托于城市所在的气候区，城市形态对其微气候的影响，随着气候区的不同，影响的方

城市坡度和城市方位等方面因素对城市微气候直接的影响。如：通常情况下海拔每升高100m，气温将会降低1℃，该规律适应于湿热和干热地区。又如：对于湿热地区来说城市风温尤为重要，干热地区稍次。城市周边的江河湖泊可以降低风温，高海拔处的风温低于低海拔处的风温。此外，城市人口的密度也影响了城市微环境的气温状况。

作为城市设计的学者，格兰尼教授的早期研究提出了处于不同气候区的城市存在不同的微气候问题，并由此形成了不同的城市肌理形态(urban texture)。向我们揭示出城市形态与微气候之间紧密的内在联系。

2.2 城市形态与城市微气候的两个关联维度

在气候、环境科学的研究领域中，城市微气候环境的讨论涉及3个层级：城市边界层(Urban Boundary Layer，

建筑物体量要素城市森林体量要素建筑物高空绿化体量要素

和空气的质量。对于建筑学来说，讨论城市冠层尺度的微气候环境和城市形态

3 城市中3种不同质感的体量要素

ARCHITECTURAL JOURNAL 2012.7 建筑学报

城市设计与研究 URBAN DESIGN AND STUDIES

之间的关系，同时涉及到了城市片区肌理形态和街道空间两个维度。其中，对街道空间关系的研究对后续建筑形体的反馈更为直接。2.3 城市肌理体量单元

相关实验研究证实了不同的体量元素对城市微气候有着不一样的干预或影响。

1) 城市森林：城市森林概念的提出已经有30多年了，它的主要定义在于能够在功能上发挥巨大的生态效益[7]，弥补城市生态环境问题。经研究和观测证实城市森林可以从3个方面对城市微气候起到积极作用，首先城市森林能够调节城市微气候，相关研究证实了当城市绿化覆盖率低于37%时对气温的改善不明显，而当市区森林覆盖率达到50%，夏季酷暑现象可以得到缓解[8]；其次城市森林具备固碳释氧的能力，即吸收C O 2，放出O 2；此外，城市森林还具备杀菌和滞尘的作用，从绿地降菌的总体效果看，复层结构绿地明显优于草坪。在滞尘方面，有研究表明植物的滞尘功能主要决定于单位绿地面积上的绿量，以乔木为主的复合结构绿地能够最有效地增加单位绿地上的绿量，起到良好的滞尘效果。

2) 建筑屋顶绿化：城市的扩张使得原有的自然绿地及其固有的生长过程逐渐变成了现代的产品“沥青丛林”。针对城市微环境气候恶化的状况，屋顶绿化作为弥补策略越来越受到各国城市的重视。相关研究证实种植屋面能缓解城市热岛效应，如2002年加拿大环境部的研究报告认为，如果城市整体建筑屋面中有6%是绿化屋面的话，市区的气温可能降1

2℃[9]。其次，种植屋面

屋面的生态性质不可和自然地表同日而语，然而也可以为部分野生动物提供栖息场所。英国和瑞士的研究人员发现，即便是人口比较密集的地区，由于种植屋面提供了大量的栖息场所，有些濒临灭绝的昆虫、鸟类、蜘蛛和其他脊椎动物物种又返回到城市[10]。

3) 建筑组合体：由单体建筑组合而成的城市肌理形态是城市微气候研究讨论的主要对象，也是建筑学介入的意义。环境工程学家的研究初步证实了在特定气候区中存在最佳的城市肌理形态[11]。近几年的研究已经表明在同等的密度下，不同的肌理形态可以导致不同的微气候表现[12]，这就意味着在地块指标不变的情况下，通过设计工作可以提高或改善城市空间环境质量。当然，要实现这个目标还有许多工作要做。

A g e o f A i r）来考量城市的呼吸性能

[16]

。空气龄概念的介入（Breathability）

使得城市外部空间的质量标准不再局限于人体的直接感知，而是提升到难以直接感知的空气的健康问题。针对微气候环境的问题，目前主要考量的因子是：热舒适度、风舒适度和场所中空气的呼吸性能。3.2 热舒适度

由于室外环境的复杂性，无论时间、跨度和空间尺度上的巨大，还是变化范围和人们从事的活动类型的多样，先前国际上对室外环境舒适性的理解和研究都较为有限。传统的舒适性考量指标大多沿用了室内的考核标准，局限于人体生理指标。然而与心理学和社会学结合的城市研究指出，仅仅以生理指标考量室外舒适度并没有现实意义，人们对室外舒适度的感受受到其当时的处境与季

3 城市外部空间环境舒适度指标研究3.1 舒适度指标因子

对于城市设计而言，创造舒适的室外环境可以作为城市设计研究所要达到的理想目标之一。早期的舒适性理论仅仅基于一个固定状态的模型，即人体需要产生的热量与流失到环境中的热量相等，局限于“热舒适度” ( thermal comfort)。1973年，澳大利亚研究者彭华登（Penwarden. D）致力于更加系统的热环境研究，其成果在传统模型基础上增加了一个维度—“日光辐射”美国加(solar radiation)[13]。1984年，州伯克利大学的研究人员在对室外热舒适度的研究取得了显著成果，同时将考量指标扩大到对城市公共建筑周边空间风速的限定，以及对日出、日落时段建近年来，筑物阴影的投射区域的限定[1]。剑桥大学的多项研究发现，城市物质空间的“自然性” (naturalness)和“可视也是舒控制” (perceived control)[14,15]，适度的重要指标，并在很大程度上可以通过优化城市物质环境得到改进。随着人们对城市空气质量问题的关注，又有一项指标被引入, 即利用空气龄（Mean

节的影响，并且可以通过与建筑物质环境的互动，即 “适应性” (adaptive) 操作，来提升其对环境的满意程度[17]。由此，研究将传统的“热舒适度”细分为“热感知” (thermal sensation) 和“热满意度” (thermal satisfaction)。“热感知”是生物性的和个人化的；“热满意度”与建筑物质环境的设计密切相关。因此，考量热舒适度要将生理指标和心理感受综合起来考虑，通常是4项生理学指标和2项心理学指标。生理学指标是：空气温度、气流速度、辐射度和相对湿度，心理学指标是：活动与着装[18]。3.3 风舒适度

评价风的物理指标很多，但是评价风舒适度则比较复杂，其中人的承受喜好成为重要因素。通过大量的问卷访谈和实地记录表明人们对城市室外公共空间中风舒适度的评价和风速的力学效应因此可以用风速作为考有相关性[19, 20]，

量风舒适度的量化指标。相关研究表明当平均风速低于5m /s 时，一般人们认为比较舒适，而大于6m /s 且有湍流时，人们会感到不舒适。从另一个方面来说，尽管对于行人来说风舒适度要求低风速

还可以改善空气质量，研究表明当自然风经过城市时，由于大量高楼大厦的抑制而形成的湍流和风速降低，极易形成空气袋(air pockets) 使得污染物在城市中停滞几天。为此，屋面植被可以过滤和绑定空气中的尘埃粒子，自然过滤空气中的毒素。在生态方面，虽然种植

建筑学报2012.7 ARCHITECTURAL JOURNAL

用空气龄作为评价城市呼吸性能的指标。空气龄的概念来自于室内通风领域的研究，在城市风环境研究中转换为表示新鲜空气自进入城市后，到达市区某个地方所需要的时间。空气龄是城市空间通风效果的重要标志，表达了城市空间的透气性(Breathability)，是考量城市中污染物滞留情况的重要指标，在城市微气候研究中城市的透气性能和气温同样重要。然而，对于城市来说讨论新鲜空气到达城市某特定区的时间非常困难，因此通常转而讨论城市某特定区域污染物扩散的模式和污染物浓度，以替代直接讨论空气龄。

城市形态的研究条件。现有研究已经证实了城市微气候的气温、风环境以及空气的质量(空气龄) 与城市的肌理形态以及城市街道空间的几何形态变化直接相关，且给出了相应的考量指标：天空开阔度、肌理形态的粗糙度等，这些指标对应的城市空间几何边界规律正是建筑学研究的对象。

4.1 天空开阔度(Sky View Factor)

通常人们认为城市的热岛效应(Urban Heat Island)是城市化导致的城市规模所致，然而加拿大学者的研究证实了相对城市规模而言，城市热岛效应的产生和城市街道空间的天空开阔度更加密切相关[21]。确切地说，天空的开阔度(SVF)越小形成城市热岛(UHI)效应的几率和强度越大，这项成果后续被其他学者不断地证实，且这一现象在湿热地区尤为显著[22-24]。该成果的关键指标

近年来香港学者基于香港地区的实际调研取得了有价值的成果：当某城市街道空间的天空开阔度值>0.5时，产生热岛效应的几率很小；当天空开阔度值

本文中的粗糙度并不是对城市肌理物质形态的表述，而是引自空气动力学的一个概念，且和城市形态有着紧密而直接的关系。城市建筑形体对城市冠层气流的干扰越来越大，引发了相关学科介入对城市形态的讨论。粗糙度表征了城市冠层中各点风速的零平面位移的状况(图5)，可用于讨论城市冠层形态对城市边界层大气气流的影响，也可以考量城市街道层峡内部湍流复杂的状况。近年来，由于城市交通对城市空气的污染越来越受到关注，对粗糙度的讨论更多关注城市空间污染物能否排出城市冠随着城市建筑向高空发展，层的问题[25]。

城市冠层的厚度不断增加，粗糙度长度也在不断提升[4]。对于建筑学来说，尽管城市的肌理形态是导致不同的城市粗糙度的直接因素，但是粗糙度并不能直接表达城市肌理形态的几何关系，它对

4 城市空间形态与城市微气候之间的关联因子

城市微气候和城市形态的关联性研究实际上牵涉到多个学科，尽管学科交叉是该领域研究的特色，然而各学科关注的角度和贡献必须清晰。就建筑学而言，不是直接研究微气候指标的好与坏，而是要将现有的研究成果转换为建筑与

天空开阔度的定义源于鱼眼镜头成像图像，并根据图像中裸露的天空的面积和图幅总面积的比值换算而来(图4)。天空开阔度的现实意义是表达了城市空间的封闭程度，天空开阔度值比较小就意味着街道空间比较封闭，当自然风吹过城市时不易将街道内部的热量及时带走。

g(x)

建筑学的重要性在于它在建筑肌理的组合形态和城市风向之间建立了关系。

c βα

4.3 城市形态指标与城市微气候指标的关联性

综上所述，城市微气候的讨论和城市形态直接相关的主要有两个方面：城市的肌理形态和城市的街道空间，两者都直接影响了城市天空的开阔度和城市粗糙度。

对城市肌理的表述可以分两个层次：第一个层次是我们熟知的地块控制指标：容积率、建筑密度和建筑高度，该指标表述了肌理的总容量和体量；第二个层次是地块建筑的街区整合度[26]、建筑群离散度[27]和建筑朝向指标与体

4 天空开阔度(SVF)图示

5 城市粗糙度与风速剖面的关系示意

ARCHITECTURAL JOURNAL 2012.7 建筑学报

城市设计与研究 URBAN DESIGN AND STUDIES

型系数，该组指标表述了肌理形态的几何结构形态。两组指标的结合表达了城市肌理的形态，同时根据建筑密度、高度、间距等指标可以得到相应的天空开阔度的数值；也可以依据建筑的密度、高度和朝向指标与体型系数得到相应的城市粗糙度的计算结果[16]。剑桥大学马丁研究中心的学者Ratii C.从建筑学的角度出发，以欧洲传统城市肌理为原型，简化了复杂的肌理形态数学建模过程，以简单的二维栅格图形表述三维空间信息。该模型成功地和城市微环境研究领域里的相关指标如：天空开阔度、粗糙度等指标进行了关联[28, 29]。

对城市街道空间的表述指标主要是街道断面的高宽比(H /W )、街道的贴线率及街廓的整合度。由于天空开阔度和街道层的高宽比有着密不可分的联系，在加拿大气象学家奥克(Oke,T.R)的研究中为了简化天空开阔度的计算，尝试了根据街道断面估算街道的天空开阔度[4]。在风环境研究中街道断面指标用以讨论层峡中的湍流状况，主要讨论对象是空气的质量和街道层峡空间的呼吸性能。

街道层峡的主要指标仍然是高宽比，是模拟湍流状况的基本边界条件。当高宽比H /W ＝1∶1时，则称为标准层峡；当H /W ＜0.5时称为浅层峡；而当H /W ＞2时称为深层峡；当街道两边的建筑等高时称为对称层峡。

学最直接的表述方法，同时也是形体参数化研究的基础，城市肌理形态的图示原型是参数化的核心问题。早在1970年代，剑桥大学建筑学马丁研究中心以欧洲城市为范本总结了现代城市与建筑的几何形态特征[30]，并以此为基础给出了城市肌理形态的基本原型(图6)。马

5 研究领域中的关键问题

城市微气候的形成原因非常复杂，目前城市微气候领域的研究呈现出相关学科基于研究的需求向建筑学问题的渗透，显然，建筑学的问题只能通过学科自身的专攻方能解决。

在上文中，我们明确了建筑学对城市微气候主题的研究对象—城市形态；并提出了两个关键的关联因子。关联因子与微气候质量紧密相关，同时又经由提取城市形态的空间几何数据计算得来。这使得针对千变万化的城市形态进行有效的数据表征与描述成为一个目前亟需解决的关键问题。该关键问题可以进一步分为下述两个环节：5.1 城市肌理形态的图示理论模型

以图形表述城市与建筑形态是建筑

丁研究中心创始人马丁(Martin)的模型概括了以欧洲大陆为代表的传统城市的肌理形态，其特征为街区完整、建筑单元尺度差异不大、高度基本均等，并基于该模式完成了数学参数化模型进行表达。迄今为止，西方研究城市微气候环境的基本模型依然延用了马丁研究中心的城市形态原型，如平均天空开阔度的计算方式和城市粗糙度的计算方法。目前，研究已经证实，现有的计算方法并不适应各类不同的城市的肌理形态，尤其是街区完整度差、单元差异过大和建筑高度差异过大的城市肌理形态。因此，对于建筑高度和体量差异都比较大的非均质城市肌理(美国和亚洲城市) 来说，很多还需重新建立城市形态的理论模型。针对城市形态的特殊性，归纳适宜的肌理形态特征图示是亟待解决的关键任务。

5.2 城市物质空间的数据化表述技术

国际上学界对城市肌理形态的数据

6 马丁等提出的城市肌理形态基本原型

参数化研究已有几十年的历史，主要

7 3种城市形态的数据化表达技术(a: 空间几何形态的参数化表达；b: 形式语法(shape grammar)对形态构成的表达；c: 空间句法(space syntax)对空间结构关系的表达。)

建筑学报2012.7 ARCHITECTURAL JOURNAL

有3个方面：形体几何关系的参数化表述、形态结构的数学表述和空间结构的数据化表述。形体几何关系的参数化表述比较成熟的研究是英国剑桥大学的马丁研究中心，1960年代开始尝试通过城市肌理类型的研究建立城市空间形态的研究的数学模型[31]；形态结构的数学表述主要讨论的是形式语法(S h a p e G r a m m a r )，将关注点落在物体几何形状组合或划分的规律；空间结构的数据化表述方式是空间句法(Space Syntax，图7)。前两者完成了对形体自身的规律的参数化表述，但是不能表述物体之间的空间形态；而空间句法表述了城市空间的结构关系，但是它的表述方法仅限于关系隐去了空间的界面。对于研究城市微气候环境与城市肌理形态的关系来说，必须完成对城市空间形态的参数化表述，它既要表述城市空间的结构，同时要表述具体的空间界面。

Dubiel, M. Nikolopoulou, C. Ratti. City Texture and Microclimate[J]. Urban Design Studies, 1997(3):25-50.

[3] B a k e r N. , S t e e m e r s K.. T h e r m a l C o m f o r t i n O u t d o o r U r b a n S p a c e s : Understanding the human parameter[J]. Solar Energy,2001,70(3): 227-235.

[4] Oke T.. Street Design and Urban Canopy Layer Climate[J]. Energy and Buildings, 1988(11):103-113.

[5] Golany G. S.. Urban Design Morphology and Thermal Performance[J]. Atomospheric Environment. 1996,30(3):455-465.

[6] Oke T.. Boudary Layer Climates[M]. Second edition. New York: Routledge,1987.[7] 朱文泉, 何兴元, 陈玮. 城市森林研究进展[J]. 生态学杂志, 2001, 20(5): 55-59.[8] 李海梅，何庆元，陈玮，徐文铎. 中国城市森林研究现状及发展趋势[J ].生态学杂志， 2004, 23(2): 55-59.

[9] Velazquez L. S.. Organic Greenroof Architecture: Sustainable Design for the New Millennium-Making the most of your building’s “fifth facade”[M].Wiley Periodicals, Inc. Environmental Quality Management, Summer 2005.

[10] Steinbrueck P.. Putting a Green Cap Atop the Emerald City[N/OL]. The Seattle Times.［2005-01-13］. http://seattletimes.nwsource.com/html/opinion/2002149359_st

spaces and the criteria of outdoor comfort [C]. In the 21th Conference on Passive and Low Energy Architecture. Eindhoven, 2004: 1-6.

[19] Lenzholzer S.. Microclimate perception analysis through cognitive mapping[C]. 25th Conference on Passive and Low Energy Architecture in PLEA 2008. Dublin, 2008.

[20] Lenzholzer S. Engrained experience—a comparison of microclimate perception schemata and microclimate measurements in Dutch urban squares[J]. Int J Biometeorol, 2010, 54: 141-150.

[21] Oke T.. Canyon geometry and the nocturnal urban Heat IsLand:Comparison of Scale Model and Fiels Observations[J]. Journal of Climatology, 1998, 1: 237-254.

[22] G i r i d h a r a n R. , G a n e s a n S. , L a u S.S.Y.. Daytime urban heat island effect in high-rise and high-density residential developments in Hong Kong[J]. Energy and Buildings, 2004, 36: 525-534.

[23] Giridharan R., Lau S.S.Y., Ganesan S.. Nocturnal heat island effect in urban residential developments of Hong Kong[J]. Energy and Buildings, 2005, 37: 964-971.[24] Giridharan R.,Lau S.S.Y., Ganesan S. , G i v o n i , B.. U r b a n d e s i g n f a c t o r s influencing heat island intensity in high-rise high-density environments of Hong Kong[J]. Building and Environment, 2007, 42: 3669-3684.

[25] Hamlyn D., Britter R.. A numerical study of the flow field and exchange processes within a canopy of urban-type roughness[J]. Atmospheric Environment, 2005, 39: 3243-3254.

[26] Ding W. and Tong Z. An approach for simulating the street spatial patterns[J]. Building Simulation, 2011, 4: 321-333.[27] 童滋雨. 城市绿地内建筑分布状态的量化表述研究[G ]//科学发展观下的中国人居环境建设—2009全国博士生学术论坛（建筑学）论文集. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009: 426-430.

[28] R a t t i C. , R a y d a n D. , S t e e m e r s K.. Building form and environmental performance: archetypes, analysis and an arid climate[J]. Energy and Buildings, 2003, 35: 49-59.

[29] Ratti C., Di Sabatino S., Britter R. Urban texture analysis with image p r o c e s s i n g t e c h n i q u e s : w i n d s a n d dispersion[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2006, 84: 77-90.

[30] Martin L., March L.. Urban Space and Structures[M]. New York: Cambridge, 1972.

[31] Martin L. Architects’ Approach to Architecture[J]. RIBA Journal, 1967(5).

6 结语

对于建筑学来说，城市建筑的形体与组合方式直接影响了城市微气候的形成，这个结论足以引起建筑学研究的重视。有3点需要强调：首先，在城市形态与城市微气候的关系中，城市的肌理形态最为直接和重要，且需分不同的尺度进行研究；其次城市微气候并不单纯由物理指标来表征，而是由物理指标和舒适度指标共同表征；最重要的是城市形态和城市微气候二者关系的连接点是城市形态的指标参数，因此对于建筑设计和城市设计而言，研究形态参数的合理阈值是通往确立设计原则、修订城市建设规范的重要基础。■

einbrueck13.html

[11] Panao M.J.N.O., Goncalves H.J.P., Ferrao P.M.C.. Optimization of the urban building efficiency potential for mid-latitude climates using a genetic algorithm approach[J]. Renewable Energy, 2008(33): 887-896.

[12] Bourbia F., Boucheriba F.. Impact of street design on urban microclimate for semi arid climate (Constantine)[J]. Renewable Energy, 2010(35): 343-347.

[13] Penwarden A., Acceptable wind speeds in towns[J]. Building Science, 1973(8).[14] Campbell J., Ambient stressors[J]. E n v i r o n m e n t a n d B e h a v i o u r , 1983,15(3):355-380.

[15] Nikolopoulou M., Lykoudis, Thermal comfort in outdoor urban spaces: analysis across different European countries[J]. Building and Environment, 2006, 41(11): 1455-1470.

[16] Buccolieri R., Sandberg M., Sabatino S. D., City breathability and its link to pollutant concentration distribution within

参考文献

[1] Bosselmann P., Dake K., Fountain M., Kraus L., Lin K.T., Harris A. Sun. Wind and comfort: a field study of thermal comfort in San Francisco[M]. Centre for Environmental Design Research, University of California Berkeley,1988.

[2] Steemers K., N. Baker, D. Crowther, J.

urban-like geometries[J]. Atmospheric Environment, 2010(44): 1894-1903.

[17] Nicol J.F.. Passive buildings need active occupants[G]//In Proceedings of world renewable energy congress. Reading, 1990.

[18] Reiter S.. Correspondences between the conception principles of sustainable public