基于气候适应性的景观基础设施设计研究

王晓雯 / WANG Xiao-wen
董靓 / DONG Liang
陈睿智 / CHEN Rui-zhi

摘要：回顾景观基础设施的发展历程，景观基础设施的合理设计能够有效适应气候变化对环境的影响。基础设施景观化改造后能够从气候环境和气候功能两方面体现其对气候的适应性，试图针对不同类型景观基础设施提出适应降水、风、日照、气温 等气候因子的设计策略。最后分析景观基础设施气候适应性设计应用上的方法。

关键词：风景园林；景观基础设施；气候适应性设计；降水；风；日照

Abstract: In reviewing the development of landscape infrastructure, rational design of landscape infrastructure can effectively adapt to the impacts of climate change on the environment. After landscape transformation, the adaptability of infrastructure to the climate can be reflected from two aspects of climate environment and climate features. This paper tries to put forward to the design strategy adapting to climate factors such as precipitation, wind, sunshine, temperature and so on, according to different types of landscape infrastructure. Finally, landscape infrastructure climate adaptability design methods on the application are analyzed.

Key words: landscape architecture; landscape infrastructure; climate adaptability design; precipitation; wind; sunshine

近几年，大量灰色市政基础设施(Grey Infrastructure) 构架于城市网络空间中，导致城市绿地面积被分割，城市 地表被不透水地面所覆盖，由此带来了洪水、高温等一系列气候问题。由于气候现象引发的城市基础设施问题愈加 明显。作为城市建设和维持城市正常运作不可或缺的一部 分，城市基础设施需要在人、环境与资源之间达到新的平 衡，寻求有效承载气候变化带来的环境负荷的新方式。

1 景观基础设施的发展回顾

追溯景观基础设施(Landscape Infrastructure)的建 设历程，无论是几千年前的京杭大运河建设、杭州西湖 改造等早期关于景观与基础设施相结合的探索，还是近 百年来的奥姆斯特德(Frederick Law Olmsted)、库哈斯 (Rem Koolhaas)等通过景观设计、城市规划将景观基础 设施架构于城市框架中的尝试[1]；再到后来，加里·斯特朗 (Garry Strang)景观基础设施概念理论的提出[2]、瓦尔德海 姆(Charles Waldheim)从基础设施角度对景观基础设施的强调[3]。在全球范围内我们看到了许多关于景观基础设施的 设计项目，这些项目在不同程度上处理了交通、防洪等基 础设施与城市排水工程、水质改善工程、园林环境塑造以 及气候环境的变化之间的相互联系。

回顾景观基础设施的理论与实践扩展，基础设施的设 计初衷从对功能性的满足提升到对环境的改善，如针对暴 雨环境的防洪蓄洪设施、针对酷暑环境的降温设施、针对 强风环境的避风防风设施以及针对废弃污染环境的净化设 施等，景观与基础设施的结合倾向于通过对气候要素的控 制与适应，在提高基础设施效率的同时，满足生态、环境以及人的需求。

2 景观基础设施与气候适应性

景观具有容纳以各种自然过程为主导的生态引入手段 和以多种功能为主导的公共空间设计能力[1]。在倡导生态建设的前提下，景观可以成为一种有效的城市改造工具，与 基础设施相整合，通过依托自然过程为主导的生态引入手段，能够实现基础设施适应不同气候环境变化 的功能需求。目前研究将景观基础设施应用到城市基础设施适应气候变化的框架体系中，使 通过有效的基础设施景观化改造来适应气候变化具有可行性。

景观基础设施在应对极端气候条件下对环 境的适应性以及运行效率明显强于传统基础设施 (表1)。从生态考虑，景观基础设施通过与自然 联系、多功能承载、满足动态适应的同时实现系 统网络化发展，通过环境适应性和功能适应性实 现对气候的适应性。第一，环境适应性，充分适 应气候的特性和能力，让自然做功，尽量少地使 用人为或机械干预自然的措施承载城市发展、气 候变化带来的环境负荷。第二，功能适应性，适 应气候的设计打破高成本硬质市政基础设施的单 一性和低效性，减少资源消耗的同时，强调环境 舒适度与自然生态功能之间相平衡的动态可持续 建设，形成基于自然的新型城市基础设施网络。 从气候适应性的角度分析景观基础设施的设计， 赋予景观基础设施新的功能和属性来应对气候变 化对城市基础设施的挑战：

1. 与自然联系：依据区域自然条件，对应特定气候环境，利用自然支持城市基础设施，适应 极端气候、减少自然干预、适应环境变化；
2. 多功能承载：提供交通、排水、通风、排 污、调温等基础设施需求，满足市政基础设施功 能，提高环境舒适度，满足审美、生态、公益、 节能要求；
3. 动态适应性：弹性设计得到较高的社会效益、生态效益，降低经济压力，有效引导城市朝生态方向发展，节约资源、控制成本、承载气候 变化的压力；
4. 系统网络化：将城市基础设施构架从城市空间网络上升到城市景观生态网络。

3 基于气候因子的景观基础设施设计的策略

作为城市未被完全开发的资源之一，景观 基础设施与气候之间的影响表现为两方面：首 先，城市中的屋顶、墙面、水泥道路、透水砖的 广场、绿地、水体、林地及林地等[4]均构成了城市的下垫面，直接与大气进行交换，城市基础设 施属于城市下垫面的一部分，影响气候变化。其次，作为城市下垫面的景观基础设施在大气环流 以及太阳辐射的影响下，三者相互作用能够高效 地保证环境对气候的适应性。通过对雨洪、风环 境、气温、日照的控制调节，增加环境舒适度， 调节环境负荷，减少资源浪费的同时，满足多种 功能需求。最终通过对环境的适应性实现对功能 的适应性，从而满足基础设施在除社会、经济功 能以外的生态与美学功能。

3.1 针对不同气候因子的设计要求

表征气候的因子包括风、日照、太阳辐射、 降水等，因此从气候因子入手分析景观基础设施的气候适应性设计。针对不同的气候因子，景观 基础设施的设计具有不同的要求：

1. 降水：满足雨水渗透以及减少地表径流要求，高效地控制降水渗透和存储；
2. 风环境：考虑调节风速、改变空气质量方面的设计；
3. 气温：考虑调节城市气温、控制热量循环的影响；
4. 日照：有效控制日照，利用太阳辐射，通过更为节能环保的方式创造良好的环境。

3.2 基于气候适应性的设计策略

根据其生态建设及资源保护要求，基于适应 性设计原则，景观基础设施设计包含：以绿色交通为主的交通景观基础设施设计，包括景观与城市道路、人行道、交通节点之间的多种生态结合设计；以雨洪处理为主的水利景观基础设施设计，包括自然景观的生态防 洪、人工景观的排水渗透等设计；以优化生态格局为主的绿地系统景观基 础设施规划，包括宏观的绿地系统布局调控、城市生态格局分布以及功能 性产业景观设施的设计；以健康游乐为主的游憩景观基础设施设计，包括 与景观相结合的调节游憩环境舒适性的休憩、康健、游乐设施的设计。

在城市建设中，景观基础设施设计涉及交通、水利、产业、环境等城 市工程性基础设施改造的多个领域，涉及城市绿色交通节点的建立，城市 河道基础设施工程的景观再生，城市街道、建筑的雨水管理体系的打造， 城市绿地系统生态格局的建立，公园、湿地、自然保护区等绿色基础设施的建设，农业、工业等生产景观、废弃物景观设施的改造等多项实践。

考虑降水、风、气温、日照4个方面对景观基础设施的影响，针对不同 类型的景观基础设施的设计策略，本文提出了相应的景观基础设施气候适应性理念(表2)。

4 景观基础设施气候适应性实践探索

景观作为基础设施的应用在景观设计改造中较为广泛，尤其针对景观 条件较为良好的区域，基于气候适应性对景观进行改造能够有效保护设计 范围内的景观资源，同时提高基础设施效率。本文选取四川邛崃平乐镇作 为案例分析，对相应的景观基础设施气候适应性方法进行研究。此区域地 处风景宜人的旅游景区，具有良好的自然景观资源，基于气候适应性的景 观基础设施设计在保护景观资源的同时，能够提高旅游微气候的舒适性， 对保证环境的旅游吸引力具有关键作用。

4.1 区域地理气候特征

平乐所处中纬度内陆热带湿润气候区，属于我国冬冷夏热的湿润气候区 域，年平均气温15℃，年平均降雨量1 136mm，无霜期280d，年平均日照 时为1 104h，全年气候温和，降水量丰富，日照充沛。盛行东南风，有着得 天独厚的小盆地气候，选址依山傍水，属浅丘型地貌，镇域内山、丘、坝兼 有，白沫江自西向北穿镇而过，流入南河，自然植被覆盖良好。

4.2 适应降水的渗透防洪设施设计

平乐古镇中白沫江自西向东穿城而过，河流上游拥有良好的自然植 被，作为小城镇中主要的旅游景观资源，白沫江贯彻城镇主要区域，流向 与盛行风平行，基于降水气候适应性，河流景观设施需重点考虑防洪排水 的要求，通过软质的自然河道的景观再生、弹性的生态防洪堤坝，缓解强 降水量对河道的防洪压力(图1、2)。

景观基础设施在适应降水带来的防洪需求方面，提倡利用自然滩涂 结合生物技术来软化防洪设施。通过生态浅滩及支流缓解河水对河岸的冲 击；通过绿色植物以及硬质护坡的搭配，有效利用空间；通过植被浅滩增 加水流渗透的保证，搭配硬质护坡做预防，形成多重防洪保障(图3)。

4.3 适应风的通风庇荫景观设施的设计

平乐街道狭长，考虑街道宽度、走向以及周围建筑的高度对风速、风 向以及日照的控制影响，将行道树作为道路绿色基础设施的一部分，采用 交错式的种植，形成有效的通风、避风廊道。通过绿道、生态防风堤、起 伏地形、水体等景观设施能够有效控制风环境，缓解城市不合理布局导致的极端风环境的影响。通过合理的空间隔离以及适宜的景观要素(水体、植物)的选择来保证适宜的太阳辐射，利用行道树作为街道的庇荫通风设施， 营造舒适的街道环境(图4、5)。

4.4 适应日照的温度调节设施设计

平乐主河道白沫江两旁是平乐古镇中旅游逗留时间最长、提供旅游活 动最多的空间。白沫江河道宽阔，充分考虑滨水的环境特殊性以及游客长 时间逗留的需要，利用河道水体、植被等自然景观以及周围具有景观效果 的建筑空间作为景观设施，对室外空间起到温度调节作用(图6、7)。河道与 河岸的过渡采取有效的设计，植被的高度、位置以及河岸的铺装等经过控 制，吸收一定的太阳辐射，形成庇荫空间。再利用河道景观的水体蒸发， 形成空间温度差，在河道周围空间形成一定的河道风，通过景观满足适应 日照的降温遮阳要求(图7、8)。

5 结语

我们无法改变大自然，但是人类可以通过适应自然来实现地球生态宜 居的愿望，随着城市化进程的加快，气候问题的日益凸显，景观基础设施 基于气候适应性的设计是全球气候危机中的有效应用，以缓解环境不断变化、人口过快增长给城市基础设施带来的巨大压力。通过气候适应性的设计，能够使景观基础设施在有效实现基础设施的社会、经济功能的同时， 调节城市微气候，降低能源消耗，创造优美的自然宜居环境。本文希望通过对景观基础设施气候适应性的设计分析，找到基础设施设计适应环境变化的突破点，为可持续性生态设计添砖加瓦。

注：文中图片均由作者拍摄或绘制。

 

参考文献：

[ 1] 翟俊. 基于景观都市主义的景观城市[ J ] . 建筑学 报，2010(11)：6-11.

[2] Garry Strang.作为景观的基础设施，作为基础设施的景观[J]. Places, 1996, 10(3): 39-44.

[3] Waldheim C. A Reference Manifesto [M]// Waldheim C(ed). The Landscape Urbanism Reader. New York: Princeton Architectural Press, June 2006: 11-19.

[4] Gill S, et al. Literature Review: Impacts of Climate Change on Urban Environments[R]. Manchester: University of Manchester, 2004.

[5] 陆鼎煌.北京城区绿化状况与夏季居民舒适度指数 [J].北京林业，1984，34(1)：28-36.

[6] Communities and Local Government. Planning Policy Statement: Planning and Climate Change Supplement to Planning Policy Statement 1[ R]. London: CLG, 2006.

[7] 陈睿智，董靓.四川山地农村住区风环境改善研究 [C]//和谐共荣——传统的继承与可持续发展：中国 风景园林学会2010年会论文集：下册.北京：中国建 筑工业出版社，2010.

[8] 陈睿智，董靓.国外微气候舒适度研究简述及启示 [J].中国园林，2009(11)：81-83.

[9] 张景哲，刘启明.北京市地表结构与城市温度间的 时间变化关系[J].地理学报，1988，43(3)：159-168. [10] 洪盈玉.景观基础设施探析[J].风景园林，2009(3)：45-53.

 

作者简介：

王晓雯/1989年生/女/云南大理人/西南交通大学建筑学院硕士/云南省设计院集团/研究方向为可持续景观设计(昆明 650228)

董靓/1963年生/男/四川成都人/博士/西南交通大学建筑学院教授，博士生导师/研究方向为可持续景观设计、康复景观设计(成都 610031)

陈睿智/1971年生/女/四川眉山人/博士/西南交通大学建筑学院讲师/研究方向为旅游景观(成都 610031)