随着我国城镇化进程的加快，城市内部环境构成日益多元化和复杂化，各种布局多样、体形复杂的高大建筑鳞次栉比，使得城市环境产生了诸如“热岛效应”、“雾岛效应”、“湿岛效应”等诸多环境问题[1]。城市的风环境复杂多变，其主要的影响因素是大气环流、季风、热岛环流、地方风、下垫面的粗糙程度等。城市的良好通风有助于缓解“热岛效应”，有助于提高城市排出污染气体的大气环境自净能力，有助于提升城市人居环境的舒适度。近年来，由于大规模城市建设，导致下垫面粗糙程度提高，造成了城市的通风不畅，热岛现象及城市雾霾现象频频发生。国外诸多学者已对建筑单体及建筑群、街区风环境、城市通风做了大量相关研究，而我国在这方面的研究起步较晚，研究进展较为缓慢。20世纪80年代至90年代末，“将新鲜气流引入城市”思想已见于城市气候学文章，但相关研究并未在城市规划学科中展开[2]。改善城市风环境，提高城市通风能力，营造宜居的人居环境，逐渐成为城乡规划工作密切关注的问题（图1）。

由表3可以看出，PBL教学前后护生评判性思维能力得分比例情况具有显著性差异（Z=-6.739，P＜0.05），

根据笔者对中国学术期刊网络数据库及科学网数据库的检索，笔者基于对城市通风廊道研究的步骤，即技术手段支撑理论研究，理论成果服务于实践研究的逻辑顺序，先对风环境的研究技术手段进行概述，进一步对目前城市通风廊道的理论研究与实践研究进行概括总结。

1 城市风环境分析方法研究

随着科学技术的进步，多学科的综合应用越来越广泛，城市风环境的研究手段不再仅仅局限于单一的测量方法。目前，研究城市风环境的方法主要有三种：实地测试法、风洞试验法、计算机数值模拟法，其中应用最广泛的是计算机数值模拟法（图2）。

1.1 实地测试法

实地测试法是风环境研究中最为直接和有效的方法。Shuzo对东京某高层建筑及其周围的长期风环境进行实测，同时结合当地的气象资料和市民的日常活动行为来评价这一地区的风环境[3]。Georgakis.C对街谷内的空气温度、风速及地面、建筑表面温度进行了基础数据的实测，与计算机模拟结果进行比较，分析了风速及空气温度沿街谷垂直和水平变化趋势[4]。Niachou K[5]、Georgakis. C[6-7]等在实地测量的基础上对城市街谷通风能力进行研究，并结合计算机数值模拟，保证结果的准确性。王晶对深圳市滨河街区风速、温度、相对湿度进行了实地测量，并对测量结果进行分析，得出滨河街区风速分布不均，风场不稳定的结论，结合数值模拟实验，提出建筑布局的导风策略，改善滨河街区的风环境[8]。

一些学者通过对相关气候数据进行分析，研究提高城市自然通风能力的相关方法。Germano M等人采用参数分析法对瑞士Basel（巴塞尔）地区的自然通风能力进行评价，在基于参数分析原理并综合考虑了风速、空气温度、大气污染物浓度等多个影响城市通风因素的基础上，提出了最有利于城市自然通风的规划方案，同时绘制了城市通风潜能等级图[24]。孙武等人利用珠三角20个气象站1964年—1983年的风环境资料，分析珠三角城市群风场、风向、风速分布特征，并利用经验正交函数（EOF）进行地面风场的空间分类。根据地面风场与城市化的特点提出珠三角风道与风道枢纽段的概念，提出在珠三角城市群规划中对风道宽度及枢纽段建筑物高度与密度进行控制，优化城市群空气环境，减缓热岛强度[25]。

风洞实验是当前风环境研究领域中最主要、使用最频繁的手段。它是通过制作实际建筑物的缩尺度模型在大气边界层风洞中进行的，通过必要的手段产生类似于实际建筑周围的风场，然后通过布置在模型表面及其周围的试验仪器测量风速，风压以及结构的响应等相关数据[9]。

1.2 风洞实验法

  

图1 2000年—2014年间城市通风廊道研究文献历时分布图

  

图2 城市风环境研究方法的相关论文数据统计

2.5 环境温度对按蚊吸血影响 环境温度从21℃上升至39℃期间，按蚊的吸血率从53.8%下降到30.1%。其中，环境温度达到27℃及以上时，按蚊的吸血率趋于稳定并维持在30%左右，见图4。

计算机数值模拟是指运用计算机对建筑物周围风流动遵循的动力学方程式进行数值求解，从而仿真实际风环境，称为计算流体力学，简称CFD（computational and fluid dynamics）。随着计算机计算能力的不断发展，CFD技术广泛应用于包括建筑规划设计、建筑结构设计、城市风场预测等许多领域。近年来，CFD模拟被各国研究者广泛应用到对城市风环境的研究中。

（2）基于城市空间形态的城市通风研究

1.3 计算机数值模拟法

Aishe Zhang等对3个不同建筑从不同风向、街道高宽比的风环境到进行风洞实验和模拟的对比验证，总结了各典型街区布局的风环境特征[10]。Dabberdt等作出了不同尺度的街区峡谷的缩略模型，通过风洞试验对比不同风向下的风场分布情况，为街区峡谷通风特征的研究提供了重要的参考[11]。周洪昌等人在风洞模型上测量街道峡谷的湍流流动状态，探讨了在街道峡谷内屋顶来流风产生复杂流场的主要特征，为研究风环境及热环境提供了理论基础[12]。黄艳进行了一系列的风洞试验分析模拟高层建筑与住宅小区人行高度处风环境的相互影响，研究结果显示高层建筑高度增加会使住宅小区风环境恶化[13]。

5.加大水产科研投入，特别是对名优品种的选育、繁殖、苗种培育、养殖技术、捕捞和运输技术研究和标准的制定，做好水产技术供给侧改革；2018-2020年建议湖北省水产局每年安排渔业供给侧改革专项资金400万元，重点确定8个湖北省具有优势的名优品种进行攻关协作，创造出小龙虾、河蟹、甲鱼、黄鳝、泥鳅、黄颡鱼、鳜鱼、大白刁等品种的新的产业化模式。

在我国，王旭，孙炳楠等人通过对一个有12栋建筑物组成的建筑群进行CFD数值模拟，得到小区的流场分布，分析建筑群周围风环境的舒适度，得出影响小区风环境的规律[18]。吴珍珍等人建立了深圳市的CFD模型，并通过PHOENICS CFD软件对城市尺度的风环境进行模拟，详述了模拟步骤，基于模拟结果对深圳市的整体风环境进行评述，对于研究城市尺度的CFD数值模拟有很大借鉴作用[19]。王玲运用CFD技术对哈尔滨市高层建筑布局现状及规划影响下的城市气候进行模拟分析，并以此为依据探寻高层建筑布局现状及规划在气候设计方面的不足，从而提出宏观层面的高层建筑布局规划策略[20]。尚涛等人运用Airpark CFD模拟软件在以武汉地区自然条件为基础的前提下，对武汉大学茶港小区进行数值模拟和评价。对于构建良好风环境、指导住宅小区规划设计有较大的借鉴意义[21]。

①高分辨率卫星数据具备信息量丰富、清晰度高等优势，能够客观、全面、准确地展示小流域基础信息和治理措施空间布局地表信息状况，为生态清洁小流域建设规划审批提供了技术手段。

CFD模拟方法只需定义不同来风向和风速就可以方便地仿真不同自然条件下的风环境。但是，数值模拟方法最大的缺陷在于其可靠性，即仿真结果的可信程度。在数值模拟时，有诸多因素会直接影响计算结果的收敛性和精确性，如湍流模型、边界条件、网格划分等。由于湍流问题是科学界犹存的若干难题之一，对它的精确求解至今尚未能实现，所以湍流型、边界条件的合理选择在数值计算领域受到研究人员的高度重视[14]。

2 城市通风廊道研究

关于城市通风廊道的概念，朱亚斓等人提出通风道即风的通道，其空间形态可以是点、线、面中的任何一种，或几种彼此相连，充分利用风的流体特性，使郊区新鲜洁净的空气导入城市，同时城市污染的空气随风稀释排出，成为城市和区域间的热传递网络，从而使城市大气循环良性运转。通风道是利用城市自然气象条件改善城市环境的一种节能的生态方式[22]。席宏正等人提出城市通风廊道类似狭长的通风管道。利用风的流体特征，将市区内原有的空气与市郊导入的新鲜空气经湿热混合之后，在风压的作用下导出市区，从而使大气循环良性运转[23]。

2.1 宏观层次城市通风研究

（1）城市通风的分析模拟研究

实地测试法可以准确地测量研究区域内的温度、风速、风向、污染物分布情况，可以获得第一手数据资料，但是由于实地测试需要耗费大量的人力、物力和财力，所以研究尺度最小并且这种方法主要应用于已建成的建筑群，无法在建筑物建造前进行，无法为设计提供参考。同时受到设备仪器的限制，测试会出现无法达到理想的实测水平。

对于计算机技术而言，人工智能属于重要分支之一，其主要是根据计算机自身编程进行设计，可以模拟人类完成信息收集和分析判断、信息识别以及自动反馈等操作，进而实现人类智慧所能解决的各种问题。现阶段我国对于人工智能的研究内容相对比较广泛，例如：机器人专家系统、自然语言处理等，在研究过程中各位专家均对电气自动化进行应用。而将这项技术运用在电气自动化中除了可以改善系统、设备自动化整体水平，使设备处理更加精准，还可以降低人力的投入，进而提升工作效率。

此外还有一些学者运用不同软件建立相关城市通风模型，通过模拟研究，探讨城市通风廊道的规划方法。Miao S G基于流体动力学模型编制了城市亚尺度模拟软件，对城市规划与大气环境之间的关系进行了研究，建立了6个指标体系和评价方法，提供了改善大气环境的有效方法[26]。石华等人建立城市垂直方向分层模型：建筑密集层、建筑屋面层及建筑零星层，提出各层在水平气流主导下相应的流动模型，通过CFD数值模拟对该通风模型进行了验证，为城市尺度的通风研究提供了基本思路及方法[27]。李鹍等人在对通风道的可行性、必要性、营建方式、注意原则等问题进行计算机风场数值模拟研究的基础上，提出通过在城市建立多种形式的通风道，提高城市的通风和排热能力[28]。邹经宇对城市微气候及自然通风进行研究，提出城市尺度、城区尺度、住区尺度、楼宇尺度的多尺度自然通风模拟研究方法[29]。洪亮平等人从多学科结合的角度对夏热冬冷地区的气候特征、热岛效应、城市环境等方面的分析，并通过计算机风场模拟等试验，以武汉四新地区为例，提出了城市广义风道规划方法和实施策略[30]。

风洞实验的缺点是模型制作费时费力，试验周期比较长，难以同时研究不同的建筑设计方案，而缩尺度模型将会带来一系列的物理量的相似问题，如风速，时间，雷诺数，斯托拉哈等参数，而它们在风洞试验中却无法同时得到满足，由此带来的误差由于缺乏大量的实测数据还没得到系统的研究，另外在测点布置、同步测压等一系列问题上也有很多不足有待解决。在城市风环境的研究中，由于实际的街区建筑群布局形式是多种多样的，而且建筑物形状也较为复杂，并非都是规则形状，用风洞试验的方法难以一一对其进行研究[14]。

国际上，村上周三在其著作《CFD 与建筑环境设计》中对CFD在建筑室内外环境中应用的大量实例进行论述，阐明了室内外建筑环境中的CFD计算方法的应用原理，提出应把CFD作为建筑环境中开发应用的新工具[15]。Shuzo Murakami 对不同尺度的城市风进行了CFD计算机流体动态模拟预测，研究发现城市内部的流场是非常复杂的[16]。Tauki S运用计算机数值模拟技术对日本不同城市受海风影响大小进行分析，提出海风对于抑制东京中心空气温度升高有很大作用，但对顺风地区的降温作用效果不大[17]。

谈恋爱同样也是这个道理。大多数人谈恋爱，半年之后就过了恋爱的盲目期。这时已经能够理性判断，这段感情是不是真的适合。但又有多少人能够果断地提出分手呢？

Edward Ng等人运用建筑迎风面密度图来描述香港城市下垫面的粗糙程度及城市的几何形态，并考察其对城市风环境的影响，提出了一些改良策略，并提倡建立城市规划过程中应建立城市人行高度处风环境的评价体系[31]。朱亚斓等人从城市尺度出发，研究了城市风道的作用，城市风向与风道的关系，在城市总体规模、城乡边缘的空间结构和城市外部空间形态等方面提出了建设通风道的有效途径[22]。刘姝宇等人从气候生态补偿空间、作用空间、空气引导通道三方面总结德国城市通风系统规划方法，基于局地环流的运行原理，通过综合运用地理信息系统与数值模拟技术，总结与分析城市通风系统的构建方法以及城市通风道规划的工作程序[32]。冯娴慧研究了广州、江门两市的近地面风场特性，从城市扩张方式以及规模扩张的宏观角度研究近地面风场的影响，在不同扩张方式的影响下近地面风场特征，同时研究城市绿地、河流道路等开敞空间的风环境，提出如何保持城市近地面良好风环境的规划途径，构建城市导风体系，改善城市通风[33]。席宏正等人以长沙市为例研究了通风廊道的入口、长度、节点等方面的设计要点，并根据流体力学技术分析结果，得出城市通风廊道的设计策略[23]。张巍等人从绿地廊道设计出发，分析绿地廊道对城市通风的促进作用，利用计算机风洞模拟实验，验证了几种绿地廊道的通风效果，提出有利于城市通风的绿地廊道模式的基本条件，对地绿廊道提出了有利于城市通风的优化设计方法[34]。

莫言的文学作品《檀香刑》改编为歌剧，将于国家大剧院上演，并于11月12日召开媒体见面会。这位诺奖得主告诉媒体，近两年，他将主要精力用于写作戏曲文学剧本，以实现自己多年夙愿。18年前出版的这本小说中也融入了山东地方戏“茂腔”的元素。他认为，唯有写出具有中国特色和个人特性的作品，才能使中国文学在世界文学版图上占有一席之地。

2.2 微观尺度城市通风研究

Morhmald等通过对城市街道通风率的研究得出街谷实际的通风率，之后再引入超越率概念，最后通过计算实际通风率与必要通风率的比值来判定街谷的通风能力[35]。Yang L N针对无风条件下城市高密度建筑区进行实测和模拟研究，发现引起城市内部空气流动的主要因素是上体斜坡和建筑表面的热力浮生流，此研究为城市和高密型城市内部的风环境研究和城市通风能力评价指标的建立提够了新思路[36]。K. Niachou等人对希腊雅典的典型街道内部进行了实测，分别从风速、风向、空气温度以及建筑表面温度、地面温度等进行了测量，并且对街谷内的气温分布及空气流动进行分析，提出街谷内的空气环流动力主要来自于转交和交叉口里的夹住阻挡以及街道的地面热力作用[37]。Johnson G T通过观测研究表明风向与街道峡谷的走向的夹角较小时，街谷会产生狭管效应，会使气流沿街谷方向流动，同时流动加速，狭管效应会使十字路口的风速明显增大[38]。Mahmoud Bady等人通过对高密度城市街谷内风流动特征及空气质量进行调查研究，证明了建筑布局和风向对风流动及污染扩散有重要影响，并提出通过改变建筑高度、建筑间距等改善街谷内风环境[39]。郑颖生等对高层建筑的基本平面形式，总平面布局中朝向、尺度、外部空间等对城市风环境的影响进行分析，通过PHOENIC流体力学软件进行模拟，总结高层建筑如何进行平面选型和布局，以保证城市风道畅通，提高城市总体通风效率[40]。袁力通过计算机数值模拟的方法对武汉长江两岸传统街区风环境进行研究，分析了不同街区布局情况下的通风情况，并提出了一些改良风环境的策略方法[41]。

3 城市通风廊道的应用研究

3.1 国外应用研究

德国斯图加特市的城市气候规划建议图表明山谷地区起着运输空气廊道的作用，避免在此区域进行建设，建议引入绿地促进通风廊道和冷空气产生区域当中的交换，并在“Schelmenacker地区开发项目中”规划了宽91.4m的绿色廊道，作为区域的通风廊道。英国曼彻斯特建立了城市通风模型，基于计算所得粗糙度长度的空间分布模式，推演出大曼彻斯特地区的城市到区域规模的风流通模型，绘制了城市通风地图，直观地反映了城市的潜在通风廊道。葡萄牙对里斯本的不同城市形态根据下垫面的粗糙度长度进行归纳分类制作城市通风环境图，用以指导城市规划。对里斯本的特尔海里地区进行了风环境模拟与制图，综合分析了特尔海里的气流，根据分析结果提出了规划建设的指导意见，如城市继续朝迎风面发展会阻碍城里的北风循环影响居民舒适和健康，为防止空气环流受阻，建议设计宽阔的街道。东京都政府的环境影响评估条例规定，所有建筑面积超过10万m2的项目实施前均须进行风环境研究。在东京车站通风廊道规划设计当中通过现场测试、风洞试验、计算机数值模拟对东京车站附近的风速风向进行测量比较，指出风沿八重洲街经过东京站吹向日本皇宫，在此建高层建筑物会阻碍通风廊道，最后确立了立于车站两侧的双子楼的建设方案。日本仙台基于城市空间热平衡分析，提出了为城市通风进行分区的观点，通过分区指出要有效利用受城市粗糙度影响而产生的自然风的潜力区[42]。

3.2 国内应用研究进展

2006年香港发表了《香港规划标准与准则》，其中第十一章重点介绍了加强空气流通的规划准则，多部门参与的技术指导方针（TC1/06）评估报告中要求所有大型政府项目必须将空气流通评估纳入规划与设计考虑的因素[43]。2006年香港政府开始进行题为“香港城市环境气候图及风环境评估标准”的第二期相关研究，并制定了相关的气候规划建议[44]。《武汉市城乡规划条例（草案修改稿）》，草案修改稿增加规定，建立三环线、外环线生态隔离带和以大东湖、武湖、后官湖、青菱湖、汤逊湖为核心的生态绿楔，保持联系城市内外的生态廊道和城市风道的畅通，降低城市热岛效应，维护城市生态安全[45]。南京市在充分利用山体河谷等自然条件的基础上，规划预留6条城市生态通风廊道。这些生态通风廊道宽度不等，长度基本为数十公里，利用湿地、绿地、河谷等自然条件，并通过建筑限高等手段，为城市提供开阔空间和良好通风口。福州市已编制完成《“生态福州”总体规划》，在总体规划中提出，为达到更好降温、除霾、改善大气质量的目的，福州市将依托内河水网，将海上季风引入城内各处，设计10条城市风道。 沈阳市的规划部门依据《沈阳城市结构性绿地控制规划》已经开始着手解决空气质量问题，到2020年，沈阳将建成7条通风绿廊，充分利用河流、铁路、道路等，形成绿化开敞空间，保障城市呼吸顺畅。

结语

综上，国外对于城市通风的研究开始较早但更侧重于风洞实验、计算机数值模拟等技术方面的研究，多是基于在实验与模拟的基础上研究城市通风。城市通风廊道的建设在许多国家已经纳入城市规划建设中，得到较广泛的应用。我国对于城市通风廊道的研究与实践尚处于起步阶段，研究多停留在理论层面，风洞实验、计算机数值模拟等研究城市通风手段也有一定应用，但是技术研究和理论研究脱节，没能将研究结论应用到实际中。国为越来越认识到城市通风廊道的重要性，武汉、南京等多个城市都开始拟建城市通风廊道，但由于城市风环境的评价体系还不完善，城市规划编制人员对城市风环境概念的重视不够等因素，通风廊道建设的规划策略还处于探索阶段。在今后的城市发展建设中，应将城市通风廊道的建设放在重要的位置，将通风廊道的建设纳入规划体系中，将理论研究与实践相结合，并进行系统 的城市风环境数据收集，建立城市风环境基础图集，增强城市规划对城市生态环境建设的引导作用。

资料来源：

文中图片均为作者自绘。

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