延庆区城市公园微气候舒适度评价：基于人群热力特征的归一化评分模型

摘要：本文探討了基於城市公園人群活力的風環境質量模擬與評價方法。以往研究多關注強風區或靜風區的面積佔比，忽略了人的實際活動範圍。本研究將人群熱力數據與公園網格疊加，構建基於人口權重的評價體系，並對風速、風壓、渦旋等指標進行量化評分。通過對延慶區典型公園的模擬分析發現，植被密度、周邊建築及樹木成型程度顯著影響遊客的風環境舒適度，研究結果為公園風環境的針對性改善提供了科學依據。

關鍵詞：城市公園；人群活力；風環境模擬；舒適度評價；人口權重；熱力數據

以往研究多基於以上風環境模擬結果進行量化評價，並使用強風區面積比、靜風區面積比等概念對公園風環境進行評判，而忽略了公園中人的活動範圍，提出的改善措施缺少針對性。本研究將人群熱力數據與公園網格疊加匯總，生成初步疊加模擬分析圖，進行重新分類，將不同公園人群數據簡化為0~1區間內的相應評價權重，結合評價指標中確定的評價公式對各公園進行基於人群活力的風環境質量評價，生成歸一化的質量評分，並以評分趨近於1為最舒適環境，同時將基於人口權重的質量評分與以往研究中基於風舒適區面積比的質量評分進行對比，探討人口權重的重要性和影響程度。

4.1 風環境舒適度評價標準及指標計算方式

1）風速。根據相關研究結果[3]將公園風速舒適區範圍設定為1~5m/s，以人口數量為權重（簡稱人口權重）的公園舒適區面積佔比為評分標準，得到計算式為式中：Rv為該公園風速質量評分；Sc為公園風速舒適區面積；S為公園總面積；Pm為風速舒適區人口權重。

2）風壓。根據《綠色建築評價標準》等相關標準，本研究設定適宜風壓差範圍為1.5~5.0Pa，相應評分計算式為式中：Rp為該公園風壓質量評分；Sp為公園風壓差舒適區面積；S為公園總面積；Pn為風壓舒適區人口權重。

3）渦旋。根據相關研究結果[3]，本研究將渦旋覆蓋範圍內公園空間設定為風害地區，不利於人群遊憩，相應評分計算式為式中：Rw為該公園渦旋質量評分；Sw為渦旋區面積；S為公園總面積；Pq為非渦旋區人口權重。

4.2 公園風環境質量模擬

使用ArcGIS軟件的可視化工具，根據人體戶外活動尺度，構建2m×2m的公園網格，疊加採集的人群熱力分析數據，以公園網格平面起伏高度表示該區域內人群熱度，基於人群熱力特徵對各公園風環境質量進行判斷。

風速疊加模擬結果（圖4）表明：

1）各公園人群聚集區域內風速等級整體處於舒適區範圍內，局部呈現不同差異；

2）香水苑公園由於周邊存在高大建築及密集的行道樹，對公園內部空間起到了良好的保護作用，風速等級均未超出最大臨界值，但過於密集的植被遮擋使公園內風速趨近於零，不利於空氣的流通和污染物排放；

3）百泉公園和迎賓公園在不同季節均形成了相應 風道，對公園內部空氣流通起到了積極作用，但公園部分邊界樹木種植間隔過大，導致了部分區域風速超出舒適風速範圍；

4）集賢城市森林公園由於建設時間較短，部分樹木尚未成型，西北側空間暴露在無植被防護狀態下，導致公園大部分區域被高速風場覆蓋，不利於遊客遊憩。