基于小气候改善的北京中心城区社区空间结构优化思考

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论文字数:**** 论文编号:lw202330065 日期:2023-07-22 来源:论文网

本文是一篇建筑论文,本文以北京中心城区典型社区为研究对象,通过控制变量法,和大量的模拟研究,在三种基础的社区空间结构下,研究了不同空间结构影响因子对社区小气候的影响。得到的结论对于北京中心城区老旧社区的改造和品质提升,新建社区的规划定位和社区空间改善具有一定的借鉴意义。
第一章 绪论
1.1研究背景
《北京城市总体规划(2016-2035)》中明确指出完善城市空间和功能组织秩序,严格控制城市规模。以中心城区为主在北京市域范围内形成“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构。适度增加居住及配套服务设施用地,优化居住与就业关系。健全政策机制,增加中心城区和新城居住用地供应。到2035年规划城乡居住用地约1100平方公里,其中城镇居住用地约600平方公里。加强土地储备工作,合理安排城镇居住用地和集体建设用地供应时序,加强住房建设计划管理。未来5年新供应各类住房150万套以上,并促进中心城区老旧小区综合整治;建设空气清新、水清岸绿、生态环境友好的城区和密度适宜、住有所居、职住平衡、宜居宜业的城区,建成环境整洁优美有序的全国文明城区(图1-1)。


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1.2研究目的及意义
1.2.1研究目的
本研究针对于社区的空间结构和社区小气候之间的关联影响研究,首先通过实地调研、网络数据收集和文献总结,对社区空间结构进行研究和分类,并对空间结构主要影响因子进行提取。然后通过软件模拟,对不同空间结构社区的小气候进行分析和对比。目的是为了研究社区空间结构对社区小气候的影响程度,以及各个空间结构主要影响因子对社区小气候的作用效果和作用机制,根据这些研究进而探讨基于社区空间结构的社区小气候优化方案和合理的优化改造模式,整体提升社区空间小气候环境,打造怡人社区。
1.2.2研究意义
1.2.2.1理论意义
城市是由早期的居民点发展而来,所以居住是城市最基本的功能,从早期的原始居民点到后来的城市居住区,其结构随着时代和人们需求的变化发生着巨大改变,尤其是20世纪以后邻里单位、“扩大小区”、居住综合体等理念的提出,都是在社区的空间结构上寻求变化,以给居民最优的生活体验。对于社区空间结构的研究,有助于探讨社区空间发展规律和未来的发展趋势。
社区的空间结构和社区的小气候有着分不开的联系,尤其是在居民对社区小气候越来越重视的今天,对于社区空间结构和社区小气候进行研究,有助于探究社区环境提升规律,对完善社区空间结构,打造优良社区小气候都有着重要的意义。尤其是对社区空间结构和小气候关系的研究,有助于探究不同空间结构对小气候的具体影响方式和影响程度,进而明确居民的需求和社区未来的发展方向。
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第二章 北京社区空间结构分类和影响因子研究
2.1社区空间结构发展概述
2.1.1欧美国家社区空间结构发展史
欧美国家社区的发展主要受到工业革命的影响,随着工业革命的进行和交通工具的改变尤其是汽车的发明,城市人口迅速增加,导致原有的城市结构难以适应经济的发展,人们的居住条件日益恶化。同时汽车的发展能够更加快捷的连接城市各处,随之产生了功能分区的思想,通过将城市进行简单的分区,将居住区独立的分离出来,并衍生出住区所需的配套设施[52]。这一时期最重要的理论就是1929年美国建筑师C.佩里提出的“邻里单位”。该理论将小学做为整个居住区的中心建筑,以小学的服务范围和城市道路以及山川河流等物理要素综合考虑做为社区边界,城市道路不穿过邻里单位内部,并以小学为中心衍生出其它的各种公共服务设施。邻里单位的规划思想不仅在欧美,也对其它地区的社区规划建设产生了广泛深远的影响。
随着经济与社会的发展,城市结构也在不断变化,这种简单的功能分区出现种种弊端,不再符合社会需求,之后就出现了“扩大小区”和“居住综合体”的模式,这一阶段的社区建设,主要以公共服务设施为轴点不明确划分社区边界的组织形式[4],活化社区空间结构,并赋予社区更多的功能与作用,且社区的规划和城市结构经济发展相衔接,社区规划建设,开始在注重物质建设的同时,也注重文化注入与空间多元变化,改善住区环境。“居住综合体”则提出将基本的居住功能和为居民服务的公共服务设施一起组成一个综合性的建筑组合体[2],以满足人们的日常生活工作需求。
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2.2北京城市典型社区空间结构调研
2.2.1调研范围及对象
北京城市总体规划(2016年-2035年)中,明确定义北京中心城区为城六区,包括东城区、西城区、朝阳区、海淀区、丰台区、石景山区,总面积约1378平方公里,占北京市面积的8%,集中了约全市61%的常住人口,人口密度约为全市平均值的7倍[45]。北京作为中国的政治文化经济中心,同时也是国际化的超大城市,人口众多,依据《北京市2019年国民经济和社会发展统计公报》,截止至2019年末,北京全市常住人口2153.6万人,其中朝阳区和海淀区最多分别为347.3万人和323.7万人,其它各区人口数如图2-1所示。北京中心城区现有社区约1987个,其中东城区177个、西城区259个、海淀区588个、朝阳区475个、丰台区338个、石景山区150个[46]。所以本次研究将范围定位北京的六个中心城区行政区,对六个行政区的典型社区进行网络数据搜集和实地调研。
本文对社区结构的研究集中在北京的中心城区,首先对北京中心城区所有社区进行数据收集,通过对社区数量和分布位置数据进行整理之后,作出中心城区各区社区热力分布图(图2-2、2-3),通过对北京中心城区社区的聚集度和分布状况的深度分析,选定东城区的北新桥街道和东花市街道周边的社区,如海运仓、民安小区、东花市北里、富贵园、花市枣苑等社区为重点研究对象;西城区的椿树街道和新街口街道周边的社区,如椿树园社区、庄胜二期、新街口西里、玉桃园、冠英园等社区为重点研究对象;海淀区的中关村街道和田村路街道周边的社区,如科春社区、中关新园、景怡里、宏远家园、天香颐北里、兰德华庭等社区为重点研究对象;石景山区的苹果园街道和八角街道周边的社区,如雍景四季、叠翠庭院、八角北路社区、首钢八角居民区、八角中里等社区为重点研究对象;丰台区的西罗园街道和大红门街道周边的社区,如鑫福里社区、建欣苑社区、南顶路社区、康泽园社区、石榴园北里等社区为重点研究对象;朝阳区的望京街道和麦子店街道周边的社区,如花家地西里、华鼎世家、星河湾、华纺易城、晨光家园为重点研究对象(图2-4)。对这些区域内的社区进行重点的调研与信息收集,然后根据前期对于社区的整体调研数据资料分析和社区的分布情况,以及对社区空间结构的总结,选取典型社区进行模拟分析。
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第三章 不同空间结构类型的典型社区选取与数据库建立 ...... 38
3.1北京地区自然环境特征 ............................... 38
3.2典型社区选取及社区分析 ......................... 39
第四章 典型社区空间结构的小气候影响因子及热舒适度研究 .. 57
4.1分散式社区空间结构的小气候影响因子研究 ....................... 57
4.1.1 基于社区原始模型模拟数据分析 ............................. 57
4.1.2 基于社区原始模型和对比模型模拟数据分析 ................... 64
第五章 北京城市社区小气候提升优化策略研究和模式推荐 ... 110
5.1不同空间结构下小气候模拟结果分析 ............................ 110
5.1.1分散式空间结构小气候模拟结果分析 ........................ 110
5.1.2多中心式空间结构小气候模拟结果分析 ...................... 111
第五章 北京城市社区小气候提升优化策略研究和模式推荐
5.1不同空间结构下小气候模拟结果分析
5.1.1分散式空间结构小气候模拟结果分析
分散式空间结构的特点是室外空间要素集聚度低,空间破碎度高,室外各处空间面积相差不大,没有明显的集聚空间,整体社区面积较小,住宅建筑之间的空间为主要的活动空间,且通常建筑高度较低,建筑之间间距较小,社区以老旧社区为主。社区内部公共服务设施和运动设施分散,下垫面材料单一,绿地以宅间绿地为主,植物以行道树为主。较小的空间面积和较密集的建筑也使建筑对于社区的影响更大。
四个空间结构影响因子在分散式的社区空间结构下,对社区的小气候和热舒适度都产生了一定的影响,但影响程度和作用体现出较大的差异性,有些因子对小气候的影响十分重要,但有些因子对小气候的影响很小甚至可以忽略不计,在分散式的空间结构下影响因子的重要性如图5-1所示,每个因子中影响小气候的指标(温度、相对湿度、风速、太阳辐射)重要性如图5-2所示,具体情况如下:
首先,建筑排布在四个影响因子里对社区的小气候影响最重要。从具体数据来看,不同的建筑排布方式对社区的温度和风速以及太阳辐射都有较大的影响。在冬季周边式的社区能够起到更大的防风保暖作用,从模拟结果来看,和气象站数据相比最大的升温效果能达到3-4℃,在保温的同时也能充分的发挥防风效果,将风速控制在一个较小的范围内,其它排布方式最大在2℃左右,风速也相对较大,在冬季容易造成不适感。在夏季周边式的建筑排布由于建筑围合度高,对太阳辐射的遮挡性强,对社区有更强的降温效果,在各个社区模拟温度都高于气象站数据的情况下,周边式的社区温度值较低,更接近气象站数据,能够营造更好的温度体验。强烈的太阳辐射也会给人带来不舒适感,尤其是在夏季,不同的建筑排布对太阳辐射的影响也较强,总体呈现出周边式>混合式>行列式的趋势。整体来看建筑排布对相对湿度的影响较小。
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第六章 结论与展望
6.1主要结论
本文主要围绕着北京中心城区的社区空间结构和小气候之间的关系进行了分析研究。首先通过对国内外相关文献研究和社区空间结构发展分析,以及社区空间结构重要影响因素的提取,在此基础上选取64个社区进行调研分析,并在其中选取17个社区进行重点研究,通过对17个社区在ENVI-met软件中进行小气候模拟研究,获得不同社区空间结构下,各种社区空间因子对社区小气候和热舒适度的综合影响,进而提出基于社区空间结构的城市社区小气候提升优化模式。本文研究提出的主要结论如下:
(1)通过对64个中心城区社区进行实地调研,在掌握了各个社区的基本空间现状和空间结构后,综合其它北京中心城区资料和社区空间紧凑度分析,在此基础上将社区的空间结构分为分散式社区、紧凑式社区和多中心式社区三种空间类型。并结合相关研究成果,发现建筑排布、建筑高度、绿地结构和下垫面材料是社区空间结构重要的组成部分,也是影响社区小气候的重要因素,所以将四个空间组成要素提取出来,做为空间结构的重要影响因子,并对其进行进一步分类(表6-1),做为下一步研究的基础。


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(2)通过大量的模拟分析对比,发现在三种不同的社区空间结构下各个空间影响因子对社区的小气候影响程度不同。首先在分散式的社区总体空间结构下,社区的建筑排布和社区的建筑高度以及社区的绿地形式对社区小气候环境影响较大,尤其是社区的建筑排布,建筑高度小气候影响程度略小,但研究也表明多层建筑更适合分散式的空间结构。社区的绿地形式对社区小气候的影响主要集中在夏季,不同的绿地形式对夏季社区的小气候,尤其是温湿度影响强烈;其次是多中心式的社区空间结构下,社区的建筑高度和下垫面材料是最重要的两个影响因素,建筑排布也有一定影响,综合冬夏两季的表现,往往是周边式的建筑排布和中高层的建筑高度的形式下,有水体的社区的热环境最好。最后是在紧凑式的社区空间结构下,四个影响因子对于社区小气候的影响效果相差不大,社区整体的热舒适度,受到四个因子的共同影响和综合作用。
参考文献(略)
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