本文是一篇建筑论文，本研究通过对徐州旧城的老街道进行分区整理，梳理历史沿革，并选取其中典型的7条街道进行分析研究，，利用Rhinoceros 6建模软件与Ladybug+Honeybee建筑参数化模拟插件对街谷空间的热舒适度进行模拟，得到热舒适度综合指标——通用热气候指数（UTCI）以及风环境舒适度指标——风速、风矢量的分布情况。
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
改革开放以来，我国城市化的发展取得了巨大的进步。2019年末我国城镇常住人口占总人口的比重达60.6%，第一次超过60%，也是我国工业化、城镇化取得重要进展的一个标志性数据。但是在快速城市化进程中涌现出许多环境问题，其中以北京、上海、广州等国际性大都市的“城市病”较为显著，譬如夏季高温日逐渐增多、热岛效应加剧、空气质量下降等[1]。
城市街谷空间（urban street canyon）作为构成旧城形态的重要界面，是城市居民生活的重要场所，其内部空间环境对城市居民的身心健康有着深刻影响，同时作为城市肌理的重要组成部分，街谷空间的热舒适度影响着城市室外空间热环境的优劣。随着我国城市化的快速发展，城市面貌不断更新，旧城中的老旧街巷在城市更新运动中逐渐消失，取而代之的是高密度的城市环境，不同城市肌理逐渐趋同，带来突出的热环境问题。同时，20世纪以来受到功能主义规划思想的影响，城市中出现的大量宽阔笔直街道虽然带来了更为便捷的交通条件，但传统城市街谷的空间尺度与公共生活却不断丧失。真正的街谷空间不应只是步行与车行交通的平面通道，更应是城市公共生活的三维空间容器（container）、人们感受与体验城市的“发生器”（generator）[2]。如何在城市更新过程中营造一个舒适宜人的街谷室外热环境，是当今城市发展中需要考虑的问题。
随着我国城市化水平不断提高，其他的区域型中心城市也出现了类似的城市发展问题。江苏省徐州市是我国历史文化名城，全国性的综合交通枢纽，淮海经济区的中心城市。根据国家统计局统计数据显示，2019年末，徐州全市常住人口882.56万人，比上年末增加2.36万人，增长0.3%，新型城镇化建设步伐加快，年末全市城镇化率为66.7%，比上年提高1.6个百分点[3]。徐州快速的城市化发展必然也会遇到大型城市所要面临的环境问题。尽管徐州旧城保留了历史上的基本形态，但是街谷空间面貌随着城市化建设发生了巨大的改变，其内部空间产生了街道狭窄导致交通不便、街道两侧界面破碎产生复杂的风环境、两侧建筑过高影响日照、铺地与建筑界面老旧影响美观等问题。
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1.2 相关概念界定
⚫ 街廓（block）
城市中的街廓可以理解为由街道网络围绕而成的块状土地。在城市的空间形态格局中，街道（street）和街廓（block）是一对相辅相成、不可分割的概念，二者之间在理论概念与空间拓扑关系上密切关联，相互依存[2]。街廓尺度是城市尺度划分中的一个重要层次，根据蒋正良在《青岛城市形态演变》一书中介绍的城市分区方式，城市可被分为宏观、中观和微观三个层次。中观尺度层面包括从城市局部地区到若干个街廓组合等细分尺度，内容丰富，是建筑学、城市规划学、城市设计学等学科研究的重点。中观层次可以细分为“城市分区”和“街廓系统”，城市分区范围较大，尺度介于城市整体与街廓层面之间，而街廓系统倾向于微观层面，包括街廓内的建筑与街道布局，欧美国家常用的城市分区尺度为1英里×1英里（1609.344m×1609.344m=2.56km2)，街廓系统尺度为2000英尺×2000英尺（609.6m×609.6m=0.37km2）[6]。孙晖与梁江在《街廓的意义》中将城市形态分为街道网络（street network）、街廓（block）、产权地块（lot或parcel）三个不同空间尺度（图1.2）。街廓是介于街道网络和产权地块之间的过渡概念，其形状与尺度决定街道网络的形式与密度，而众多不同权属的可开发地块构成了街廓的空间形态，所以产权地块只有通过街廓才能与街道网络产生交通联系[2]。
街廓的尺度与地域文化有一定关系，根据相关研究可以发现，中国古代城市一般为粗放的大街廓规划模式，而西方古代城市较多采用精细小街廓规划模式[7]，时至今日仍深刻影响着东西方城市各自的发展特点。然而过大的街廓往往不利于土地的集约使用，街廓内部建筑密度较低，不易形成连续的街道界面，内部的许多地块因为与城市道路较远而难以开发，出现“金角银边草肚皮”的特点[2][7]。因此保持适当的城市街廓尺度，有利于街廓内部用地的交通可达性，对于土地的开发与使用有着积极的意义。
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第2章 城市街谷空间形态及热舒适度理论研究
2.1 城市街谷空间形态参数
2.1.1 高宽比/宽高比
最早对街道宽度与高度关系进行研究的是奥地利建筑师卡米洛·西特（Camillo Sitte），通过对欧洲众多中世纪广场空间的研究，西特认为广场周围主要建筑的高度应该与广场最小尺寸相等，广场的最大尺寸不应超过主要建筑高度的两倍[43]。日本建筑学者芦原义信延续了西特的研究，提出了街道宽高比（aspect ratio）的概念，对街道界面垂直维度上的形态特征进行表征。D指的是街道宽度，H指的是沿街建筑界面的高度，根据芦原义信的研究，当D/H>1时，随着比值的增大街道逐渐产生远离之感，超过2时则会产生宽阔的感受；当D/H<1时，随着比值的减小会逐渐产生接近之感；当D/H=1时，街道的宽度与高度之间给人匀称的感受，因此D/H=1是空间性质的转折点。由此可知街道宽高比参数对研究街道界面形态具有普遍意义[7]。在城市设计中同样使用街道断面高宽比（H/D）来反映街道的空间氛围，即沿街建筑高度H与该建筑到街道断面远端建筑边缘的距离D之比[44]，也就是街道宽高比的倒数，二者表征意义相同，本研究采用街道高宽比（H/D）对研究街道的空间形态进行表征，并探究其与环境因素之间的关系。
由于街道是一条连续的空间，计算高宽比时需要考虑整条街道的建筑高度与宽度。美国佛蒙特大学的哈维[45]利用街道平均街墙宽度作为街道宽度计算高宽比，即对道路中心线分别向左右两侧依次设置缓冲区，并与建筑基底进行空间叠加计算，以确定出街道的街墙宽度d。同时通过对街道两侧建筑的贴线比例对建筑高度进行加权计算，即沿街面的长度越大、街墙贴线长度占比越大的建筑，其高度对街道两侧建筑界面平均高度的影响程度越大，进而求出街道两侧建筑的加权平均高度h[45][46]。
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2.2 城市街谷空间热环境参数
2.2.1 干球温度与相对湿度
干球温度（Dry Bulb Temperature）是地面气象观测中需要测定的常规要素之一[53]，它来自于暴露于空气中但不受太阳直接照射的干球温度表上的数值，是直接接触温度表球部的空气温度，即人们普遍理解的气温概念。在温度不高的环境中，当平均相对湿度为40%～60%时，干球温度是评价热舒适度的主要变量，但在湿热的环境中时，因人体的排汗调节作用，所以不能单独以干球温度来衡量舒适程度[54]，需要结合相对湿度一起对热舒适度进行综合评估。
通过相对湿度指标可以直观表示出空气接近饱和状态的程度，相对湿度越大则空气就越潮湿。相对湿度在细颗粒物的检测预报中起着重要作用，如空气中PM2.5的浓度同相对湿度有着明显的相关性[56]。人体热感觉往往受气温与相对湿度综合影响，在炎热的夏季气温较高，此时如果相对湿度过大则会抑制人体散热，使人感到更加闷热烦躁；而寒冷的冬天相对湿度过大则会加速热传导，使人体感到阴冷。空气的相对湿度与气温有一定的关系，空气的绝对湿度相同时，空气温度影响空气的饱和水蒸气分压力，进而造成相对湿度的升高或降低。
本研究所采用的模拟工具通过中国标准气象数据库（China Standard Weather Data，CSWD）中的epw格式文件，获取研究城市区域的年逐时干球温度与相对湿度数据。这种逐时气象数据来自于当地气象站测量的数据，当地气象站一般位于距离城市较远的郊区，所测得的温度数据与城市具体形态下的实际温度有所出入，一般由于城市的热岛效应导致城市区域实际温度要高于初始数据，因此需要对初始的气象数据进行修正[22]。
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第3章 徐州旧城区域空间现状分析 ............................ 44
3.1 徐州旧城区域特征概况 ......................... 44
3.1.1 徐州旧城区域历史沿革 ................................. 44
3.1.2 城市街道路网研究 ............................... 45
第4章 徐州典型街道空间热舒适度现状研究 ............................. 69
4.1 徐州地区环境及气候特征 ...................................... 69
4.2 计算机模拟软件介绍及模拟参数设置 ...................................... 70
第5章 实例研究——以开明街仿古街道改造为例 ............................. 108
5.1 街道选取及前期分析 ....................................... 108
5.1.1 改造街道的选取 ................................... 108
5.1.2 前期分析 ............................................. 109
第5章 实例研究——以开明街仿古街道改造为例
5.1 街道选取及前期分析
5.1.1 改造街道的选取
通过对各个区域所选取的老街道进行室外热舒适度评估，本研究总结了街谷空间形态与热舒适度之间的关系。本章将提出具体的街谷空间热舒适度优化方式，并应用于街道的实际改造案例中，改造对象从研究的街道样本中选择。
经过前几章的分析可知，大多数的老街道在新的城市环境中仍继续发挥作用，如靠近市中心的彭城路、富国街、河清路、夹河街、青年路等，现仍为徐州老城区重要的交通与商业道路。另一些街道已经过改造成为了徐州著名的商业步行街，如“彭城壹号”步行街、户部山步行街等，这些街道改造后的功能较为完善。有些老街道靠近居民区或位于居民区内部，交通功能较弱，生活气息较强，如风化街、民生巷等，这类道路不适宜进行大规模的老街改造，适合小范围的微更新。还有一些规模不大的街道，交通功能较弱，商业功能以小商品贩卖为主，街道内部环境因缺少整治而不佳，比较适合进行较为全面的仿古街区改造，比较典型的街道案例就是区域4的开明街。因此本章选取开明街进行历史街区的改造实践。
建筑论文参考
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第6章 总结与展望
6.1 总结
徐州作为我国历史文化名城，旧城区域保留了较为完整的古城结构，但在现代城市建设过程中，旧城的路网结构由于商业开发、道路拓展等原因发生了巨大的改变，消解了原有的古城格局，许多老街道由于维护不当导致街谷空间热舒适度恶化，降低居民生活质量，同时也降低了徐州旧城区域的吸引力。目前，政府与各界人士认识到徐州旧城环境的重要性，对徐州市老城区开发与保护提出许多优化策略，学术界针对街道空间的改造研究也相当丰富。
然而，基于室外环境舒适度对历史街区微气候进行优化的方式仍不普遍。本研究通过对徐州旧城的老街道进行分区整理，梳理历史沿革，并选取其中典型的7条街道进行分析研究，利用Rhinoceros 6建模软件与Ladybug+Honeybee建筑参数化模拟插件对街谷空间的热舒适度进行模拟，得到热舒适度综合指标——通用热气候指数（UTCI）以及风环境舒适度指标——风速、风矢量的分布情况，结合街道界面平均高度、平均宽度、平均高宽比以及界面密度、近线率等街谷空间形态指标，对二者之间的数值进行拟合分析，以期得到徐州历史城区范围内街道空间形态对舒适度的影响规律。在所研究的街道样本中，街道平均高宽比在0.4~1.9之间，街道平均宽度在5~30m之间，街道两侧建筑平均高度在8~20m之间，涵盖了徐州旧城区域大部分的街道类型，综上所述可以得到以下结论：
1）在所研究的街道样本中，平均高宽比在0.8～1.4的街道，其内部街道高宽比与通用热气候指数的相关程度较为显著，二者之间呈近似负相关，即街道内部的通用热气候指数随平均高宽比的增大而减小。在进行街道界面优化时，控制好街道的高度与宽度，使其形成合适的高宽比大小，在一定程度上可以优化街谷内热环境；
2）在所研究的街道样本中，街谷空间内部的通用热气候指数UTCI与街道的平均高宽比、街道宽度显著相关。在寒冷季节，街道平均高宽比与通用热气候指数呈正相关，而在炎热季节则相反，说明随着街道平均高宽比的增大可以优化寒冷与炎热季节街道内部的热舒适度。而街道宽度在炎热季节与通用热气候指数呈正相关，在寒冷季节则相反，说明随着街道平均宽度的增大会在一定程度上减弱街谷内部热舒适度；
参考文献（略）