岭南庭园微气候与空间布局

随着我国社会经济的快速发展，能源形势与环境问题日益严峻。

当前，在可持续发展理念的指导下，以建成环境设计适应于气候条件来实现经济节能与健康舒适双赢效果的思路已日趋明朗。岭南庭园是湿热气候条件下形成的特定的园林形式，探究岭南园林的传统造园思想与地域气候的关联性，有助于更深入地挖掘岭南庭园的地域性价值。本书研究内容立足于我国岭南地区特有的湿热气候，以气候适应性为切入点，运用设计与技术相结合的手段，重点进行景观要素协同作用下的岭南庭园空间要素优化布局模式研究。深入发掘岭南人居环境中的生态智慧，将其古为今用；探究如何使景观要素协同作用，更好地发挥庭园改善微气候的效应；将传统经验与原理转化为具有可操作性的设计指导方法，促进传统庭园空间与现代生活相结合。这不仅有益于传统岭南庭园的气候适应性经验的传承，而且为通过景观微气候设计，解决园林室外环境舒适性问题，提升园林空间品质提供参考，为庭园在当代绿色建筑规划中的合理运用提供指导，对营造节约能源的绿色社区和城市具有现实意义。

本书从以下几个方面来进行论述。首先，结合史料文献调研及现场实测分析，考证岭南庭园气候适应性特征的成因、发展及表达。明确研究与利用岭南庭园气候适应性特征，对地域性现代建筑创作具有现实意义。并在此基础上，根据庭园空间的差异性，将庭园基本空间单元进行分类，提取两类具有代表性的庭园空间抽象模型。其次，对现存传统岭南庭园典型案例进行现场实测及热舒适问卷调查，通过整理分析所得结果，探讨湿热气候下的岭南庭园夏季室外环境的热舒适性，并结合统计学的相关方法，计算岭南庭园夏季室外环境热舒适指标PET阈值范围，建立适用于岭南庭园夏季室外热环境的评价标准。接着，以原理分析结合实证研究，厘清景观要素与庭园微气候的关联机制，论证庭院空间要素配置在调节庭园微气候、营造庭园舒适性方面所发挥的作用，明晰要素配置对庭园微气候调节的重要性。在此基础上，以两类典型“庭”空间的代表案例余荫山房和可园为研究对象，利用ENVI/met软件进行庭园景观要素配置的量变模拟，结合庭园室外热环境评价标准，定量分析不同的景观要素水平对庭园室外热环境舒适度的影响。明晰微气候效应的作用原理，既有利于指导设计师进行合理的景观设计、营造舒适的室内外环境，又有助于对后续获得优化方案、策略的可信性进行评估和判断。后，运用正交试验设计法对庭园空间抽象模型进行分组模拟试验。量化分析设计因素对庭园室外空间热环境的影响程度。针对庭园不同使用功能，考虑各时段权重，结合室外热环境评价标准，重点研究景观要素协同作用下两类典型岭南庭园的空间要素优化布局模式，并为优选方案进行舒适度评级。在此基础上，整合提炼基于气候适应性的庭园优化布局方法。进一步从庭园空间布局与景观要素配置两方面，总结提出适用于湿热地区的庭园室外热环境优化布局策略。本书提出了湿热地区庭园夏季室外环境热舒适指标PET阈值；搭建了要素协同作用下小尺度园林室外热环境的整体性预测工具与分析方法；建立了满足夏季热舒适性的典型庭园空间要素配置多样化组合模式。为园林空间设计方案舒适性比选提供了客观的定量化评价依据；为厘清园林空间要素与微气候环境的关系、实现园林空间要素的动态优化配置提供了科学的可视化分析工具；为湿热地区景观微气候设计提供了便捷、有效的指导。对实现通过技术手段量化园林景观微气候设计、高效发挥庭园设计在绿色建筑室外环境中的调节作用具有现实意义。对湿热地区气候适应性设计理论体系的完善，为传统生态智慧在当代景观、建筑与城市规划实践中的应用起到了促进作用。

由于作者的水平所限，书中难免存在不妥之处，恳请广大专家和读者提出批评和指正，以便今后进一步完善和提高。

著者2022年2月

岭南庭园是湿热气候下形成的特定的园林形式，探究岭南园林的传统造园思想与地域气候的关联性，有助于深入地挖掘岭南庭园的地域性价值。本书重点围绕传统岭南庭园夏季室外环境微气候热舒适性问题展开探索，采用现场实测、问卷调查、数值模拟及数理统计相结合的方法，在厘清庭园空间要素与室外热环境的定量化关系、建立岭南庭园室外热环境评价标准的基础上，探讨景观要素协同作用下的典型岭南庭园空间要素布局模式，探索基于气候适应性的岭南庭园优化布局新方法与策略。旨在推动传统庭园与现代建筑的融合，促进生态智慧在当代景观、建筑与城市规划实践中的应用，为湿热地区小尺度园林空间设计及建筑室外环境设计提供新思路。本书适合高等学校建筑学、风景园林学、城乡规划学专业的本科生、研究生以及相关从业人员参考，也可供园林建筑爱好者阅读。

岭南庭园是湿热气候下形成的特定的园林形式，探究岭南园林的传统造园思想与地域气候的关联性，有助于深入地挖掘岭南庭园的地域性价值。本书重点围绕传统岭南庭园夏季室外环境微气候热舒适性问题展开探索，采用现场实测、问卷调查、数值模拟及数理统计相结合的方法，在厘清庭园空间要素与室外热环境的定量化关系、建立岭南庭园室外热环境评价标准的基础上，探讨景观要素协同作用下的典型岭南庭园空间要素布局模式，探索基于气候适应性的岭南庭园优化布局新方法与策略。旨在推动传统庭园与现代建筑的融合，促进生态智慧在当代景观、建筑与城市规划实践中的应用，为湿热地区小尺度园林空间设计及建筑室外环境设计提供新思路。本书适合高等学校建筑学、风景园林学、城乡规划学专业的本科生、研究生以及相关从业人员参考，也可供园林建筑爱好者阅读。

第1章岭南地区气候特征与设计发展趋势1

1.1岭南地区独有的地域气候1

1.2地域建筑特色的逐渐消失2

1.3设计结合气候的发展趋势3

1.4绿色建筑设计的迫切需求4

第2章相关基础概念与已有研究概况综述6

2.1相关概念的界定6

2.1.1岭南庭园6

2.1.2庭园要素7

2.1.3微气候11

2.1.4气候适应性设计12

2.1.5室外热环境评价12

2.2国内外研究概况14

2.2.1国外研究现状14

2.2.2国内研究现状18

2.2.3研究现状评述23

第3章庭园微气候及其空间布局研究框架25

3.1研究目的与意义25

3.2研究框架与内容26

3.3庭园微气候观测28

3.3.1测试对象介绍28

3.3.2现场测试内容38

3.3.3测试仪器介绍39

3.4微气候数值模拟41

3.4.1模拟软件的选用与校验41

3.4.2夏季典型模拟日的选择49

第4章岭南庭园气候适应性典型空间模式52

4.1岭南庭园微气候的史料文献记载52

4.1.1古52

4.1.2今59

4.2岭南庭园微气候效应的形成机理65

4.2.1庭园空间布局的微气候效应研究65

4.2.2庭园景观要素的微气候效应研究70

4.2.3小结76

4.3庭园气候适应性特征的实测验证77

4.3.1庭园测点分布77

4.3.2空气温湿度分析79

4.3.3自然通风分析82

4.3.4辐射环境分析85

4.3.5小结87

4.4岭南庭园基本空间单元类型划分87

4.4.1分类因由88

4.4.2类型划分89

4.5本章小结93

第5章岭南庭园室外环境热舒适评价标准94

5.1室外热环境评价指标引入94

5.2计算方法及研究内容介绍96

5.3热舒适调查问卷统计分析97

5.3.1四园整体分析97

5.3.2余荫山房99

5.3.3可园102

5.3.4清晖园105

5.3.5梁园群星草堂107

5.3.6小结109

5.4生理等效温度计算与分析110

5.4.1余荫山房110

5.4.2可园111

5.4.3清晖园112

5.4.4梁园群星草堂113

5.4.5四园综合对比114

5.5庭园夏季热舒适阈值确定115

5.6本章小结118

第6章庭园空间要素配置的量变模拟研究120

6.1模拟工况的确定120

6.1.1水体面积(A)121

6.1.2郁闭度(B)121

6.1.3乔木组织方式(C)123

6.1.4景观建筑方位(D)124

6.2景观要素对庭园热环境的影响125

6.2.1水体面积对庭园热环境的影响125

6.2.2郁闭度对庭园热环境的影响127

6.2.3乔木组织方式对庭园热环境的影响131

6.2.4景观建筑方位对庭园热环境的影响134

6.3影响因素配置效果的综合评价137

6.4本章小结139

第7章庭园空间要素优化布局模式与方法141

7.1正交试验设计介绍141

7.1.1基本概念141

7.1.2基本原理142

7.1.3分析方法143

7.2正交试验方案设计144

7.2.1模型一144

7.2.2模型二147

7.3试验影响因素分析150

7.3.1模型一151

7.3.2模型二159

7.3.3小结165

7.4试验方案初步寻优165

7.4.1提出寻优方法165

7.4.2初步寻优结果166

7.5庭园优化布局模式169

7.5.1优化布局目标169

7.5.2优化布局模式170

7.6优化布局方法策略173

7.6.1优化布局方法174

7.6.2优化布局策略176

7.7本章小结180

第8章应用展望与未来发展183

8.1主要研究结论183

8.2未来研究展望189

参考文献191

岭南庭园是湿热气候下形成的特定的园林形式，探究岭南园林的传统造园思想与地域气候的关联性，有助于深入地挖掘岭南庭园的地域性价值。本书重点围绕传统岭南庭园夏季室外环境微气候热舒适性问题展开探索，采用现场实测、问卷调查、数值模拟及数理统计相结合的方法，在厘清庭园空间要素与室外热环境的定量化关系、建立岭南庭园室外热环境评价标准的基础上，探讨景观要素协同作用下的典型岭南庭园空间要素布局模式，探索基于气候适应性的岭南庭园优化布局新方法与策略。旨在推动传统庭园与现代建筑的融合，促进生态智慧在当代景观、建筑与城市规划实践中的应用，为湿热地区小尺度园林空间设计及建筑室外环境设计提供新思路。本书适合高等学校建筑学、风景园林学、城乡规划学专业的本科生、研究生以及相关从业人员参考，也可供园林建筑爱好者阅读。