从斯图加特到香港,“风道”为酷热带来缓解 - 彭博社
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清晨时分,雾气如纱幔般飘荡在斯图加特城区上空。这座城市的特殊地形使其极易积聚空气污染物。
摄影师:Christoph Schmidt/picture alliance via Getty Images
## 为对抗热浪,全球城市正追随风的轨迹(音频)
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在斯图加特炎热的夏日搭乘电车,你可能会听到人们抱怨schlechte Luft——即污浊空气。“不是邪恶的那种糟糕,“柏林洪堡大学城市人类学研究员Indrawan Prabaharyaka解释道,“而是粘腻的空气——那种过于厚重的窒息感。”
这座两百万人口的城市沿内卡河而建,坐落于宽阔的盆地状山谷中。居民们早已意识到,陡峭的山势会困住尾气与工业废气,形成经久不散的污染云团。但特殊地形也孕育着天然解药:缓慢流动的自然风穿梭城市,夜间将山坡草甸与葡萄园的清凉空气引入谷底的市中心。当地人称之为Luftbahnen(风道)、Kaltluftschneisen(冷空气走廊),或最常用的Frischluftschneisen(新风走廊)。
如果你足够幸运,可能会遇到一位斯图加特本地人——普拉巴哈里亚卡说通常是年长者——他们能准确指出空气在社区周围的流动路径。“居民们对当地微气候非常了解,“这位雅加达出生的人类学家说道。在密集的斯图加特西区,租户们常抱怨当地空气凝滞,与绿树成荫的郊区"更稀薄"的大气形成对比。
内卡河沿岸葡萄园环绕的山坡不仅是风景画:它们更是斯图加特城市通风战略的关键组成部分。摄影师:克里斯托夫·施密特/图片联盟 via Getty Images在奔驰和保时捷总部所在地——这座稳重富裕的工业城市,当地人对风向了如指掌的特质显得别具一格。但据普拉巴哈里亚卡研究,这种认知实则反映了该市长达八十年的独特城市气候学实验。作为其“空气走廊”研究项目的一部分,以及他正在进行的当前项目,自1950年代以来,斯图加特始终以最大化自然气流为导向规划城市发展,禁止阻断风道的建设,并保护能汇聚冷空气的绿地。
随着全球城市努力应对极端高温和空气污染日益加剧的风险,这种围绕风模式进行规划的做法正吸引国际关注,尤其是在亚洲快速发展的特大城市。从香港门户造型的中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室大楼,到新加坡滨海湾高楼群刻意设计的通风廊道,这些城市天际线日益展现出对城市通风的新认知。
但说服政策制定者和房产投资者为城市"呼吸空间"买单仍面临巨大障碍——在住房紧缺、拥有全球最昂贵房地产的一些城市尤其如此。
战争迷雾
利用自然风道净化城市空气的理念可追溯至20世纪初。作为德国汽车工业摇篮的斯图加特曾饱受肺结核疫情和严重空气污染困扰,特别是在戴姆勒-奔驰工厂沿内卡河扩张后。
但当该市在二战前夕聘请首位城市气候学家卡尔·施瓦尔布时,他的首要任务并非驱散有害雾霾,而是制造更多:为保护城市及工厂免遭空袭,施瓦尔布建立了一套屋顶"雾弹发射器"网络,向大气喷洒造雾化学品。
由于盟军轰炸机采用新型雷达技术,人造雾障计划最终失败。但施瓦尔布注意到异常现象:人工雾障在城市某些区域迅速消散,却在其他区域持续数日,意外绘制出一幅空气流动图谱。这座遭受重创的城市在战后重建时,这场意外实验教会了人们如何更好地利用自然通风。
施瓦尔布曾提议将斯图加特市中心的建筑高度限制在四到五层,这一模式延续至今,同时通过拓宽市区道路来扩展部分通风路径。这些通风廊道与受保护的绿地相连,例如城市西缘的森林地带,清凉的新鲜空气得以由此流入。
随着时间的推移,新建筑的选址、高度、朝向和外立面都受到规划法规的约束,以保护气流通道。斯图加特大学气象学家于尔根·鲍米勒作为施瓦尔布的继任者指出,城市最重要的风道——沿着内森巴赫溪流经市中心的路径(尽管如今这条水道大部分已被混凝土覆盖)——至今仍受到严格保护。
从比尔肯科普夫山顶俯瞰,可见斯图加特市中心低矮的建筑布局,这座人造山丘由二战轰炸中损毁的建筑废墟堆积而成。摄影师:马里扬·穆拉特/图片联盟 via Getty Images鲍米勒解释道,附近山丘上的草地和农田等开阔绿地夜间散热迅速,成为"冷空气生产区”。这些较冷空气以每秒约2米的速度渗入城市,夏季能调节夜间温度,冬季则有助于驱散易滞留雾霾的逆温现象。“居民们告诉我,当太阳落山后坐在花园里时,能明显感觉到冷空气正在涌入。“鲍米勒如是说。
自1992年起,斯图加特将这些研究成果——包括气流图、污染浓度与城市温度数据——整合成气候图集用于指导规划决策。相较于其他可能的建设方案,这套通风系统的实际效果难以直接量化。但该市现任气候主管雷纳·卡普在邮件中表示,空间模型显示风道有效将冷空气引入居民区,并减少了气温不低于20℃(68℉)的"热带夜"天数。由于气候变化,斯图加特预计未来几十年极端高温天数将翻倍。
鲍米勒指出,斯图加特通风策略成功的最佳佐证是城市平均风速数据。在其他城市,密集的高层建筑群已被证实会使风速减半。“我们在市中心持续监测超过35年,“他说,“并未观测到风速下降。”
亚洲实践
过去20年间,中国成为全球最积极推行风道政策的国家。“我们知道已有40多个中国城市采用这种方法并付诸实践,“研究城市微气候的香港大学建筑系教授任超表示。根据自然资源部2019年颁布的规划要求,所有城市在制定或更新总体规划时都必须完成风道规划,北京、成都、澳门、济南和武汉已相继出台前瞻性方案。
中国快速发展的城市周围笼罩着雾霾和空气污染,这加剧了其关注,据估计在21世纪初每年导致40万人过早死亡。中央政府在香港寻求解决方案,2003年SARS疫情曾在此造成约300人死亡。“那时,环境卫生确实是个热门话题,“任说。
香港的"全城清洁策划小组"同年成立,目标是打造"清洁卫生的香港”。在重建了"零号病人"呼吸道病毒在居民区的传播路径后,该小组建议新开发项目应优先考虑通风,促使建筑师寻找使建筑更具透气性的方法。
任说,这就是为什么2008年建成的香港政府总部设计得像一个敞开的门道。“如果你看它的形状,会发现一个巨大的空洞。这都是因为通风评估。”
香港中区政府合署内的大型开放空间反映了该市新的城市通风标准。摄影师:Paul Yeung/彭博社
香港西九文化区新建筑群拔地而起摄影师:Chan Long Hei/彭博社委员会的第二项建议——城市规划者应研究如何增强街道周围空气流动——被证明更具挑战性。香港历来依靠天然海陆风降温,但这座拥有1500多座摩天大楼的现代都市,密集排列在香港岛北岸与九龙对岸海岸线上。“我们筑起了一堵砖墙,这就是为什么行人高度的风力非常微弱,“任教授解释道。
借鉴斯图加特经验,香港在2006至2012年间绘制了自己的气候地图。但为全球建筑密度最高的地区之一通风,与斯图加特战后重建情况截然不同。“我们无法直接套用德国方法,“任教授表示。香港转而通过街道级科学评估对全城进行测绘,以保护现存风道,并寻找未来再开发中可能开辟的新风廊。
此后,任教授与中国中央及地方政府合作制定其他城市通风政策。长期受严重空气污染困扰的北京,规划者确定了五条沿盛行南北风向的主风道,这些风道被证实对空气流动具有可测量影响。
降温趋势
全球城市正日益认识到其布局与天际线对热岛效应和空气污染的累积影响。最新研究表明,虽然高层建筑会阻挡风力,但其投射在周边街道的遮阴区域能有效缓解热岛效应——这种效应源于混凝土、沥青等吸热材料导致建成区温度升高。街道设计同样关键:伦敦中世纪风格的蜿蜒道路网络,使得其升温幅度低于芝加哥这类采用规整网格布局的城市,这得益于建筑间热辐射的独特扩散方式。
迄今为止,多数城市通风项目都出于空气质量考量。但政府间气候变化专门委员会最新报告指出,这些措施同样是应对气候变化的有效方案,全球城市正在探索如何利用风道来缓解高温问题。
新加坡——这个气温上升速度两倍于全球平均水平的城市,是首批尝试利用风道调控温度的先行者。这座距离赤道仅85英里的土地稀缺岛城开发强度极高,市中心温度可比郊区高出7摄氏度。
阅读更多: 新加坡如何在城市升温中保持凉爽
新加坡国立大学城市气候设计实验室负责人袁超表示,在每年两次的季风季节,沿海岸线南北向的较强风力可将气温降至舒适水平。但季风间歇期,气温会攀升至90华氏度(32摄氏度)以上,加上高湿度,没有空调的生活令人难以忍受。“夜间空气几乎停滞,“他说,“我们看不到树枝摇动(在树丛中),因为近地面区域几乎没有气流。”
气象站监测新加坡滨海湾的风速。该区域的新建项目旨在保持自然气流。摄影师:Roslan Rahman/AFP via Getty Images
2024年新加坡在建建筑。多座新塔楼设有促进空气流通的大型开放区域。摄影师:SeongJoon Cho/Bloomberg袁超指出,在季风间歇期,几乎每个新加坡人都会整夜开着空调。“当人们使用空调时,机器本质上只是将热量从室内转移到室外,“他解释道,“所有来自空调冷凝器的人为热量都会滞留在街道峡谷中”,使室外气温升高约2摄氏度。
为了探索如何最优规划通风廊道,新加坡开发了能优化建模与模拟的工具。该国是首批构建”数字孪生城市“来预测开发项目对城市影响的先驱之一,而袁博士实验室研发的微气候数字平台,能模拟风力、人为热源、热岛强度等物理因素。新加坡正通过这些模型完善城市风场数据采集方式。袁博士通过Zoom演示了如何运用多普勒激光雷达扫描技术追踪气流运动,优化城市风场模拟。“我们同时部署了近地面气象站监测风速风向,这些高精度数据能验证通风廊道的有效性。”
新加坡气流激光雷达动画显示海风如何被中央商务区建筑阻挡:“这里形成了明显的风墙效应”,研究员袁超解释道。图片来源:新加坡国立大学城市气候设计实验室这些工具已影响滨海湾新区的开发规划。该区域波浪形摩天楼群采用通透设计,塔楼间留有巨大间隙引入光线与气流。“若完全封闭会怎样?“袁博士反问道。
遁入虚空
尽管益处良多,但说服城市围绕无形气流进行规划建设仍是少数成功的案例。毕竟,有多少土地所有者愿意接受"世界上最昂贵地块的最佳利用方式就是保持空旷"这样的论点?
因此风道政策的先行者往往是中央规划和土地管控严格的地区。“在新加坡就很简单,我只需要说服负责规划的城市重建局,“袁教授说,“他们信任我。”
在市民话语权更大的城市则困难得多。洪堡大学研究员玛格丽塔·泰斯正在研究日本案例——该国在90年代末引入了城市气候规划。神户、东京和福冈效仿斯图加特制作了气候地图集,但这些城市尚未启动围绕风道重构城市肌理的进程。“计划制定了,但往往也被束之高阁,“她说。
日本案例反衬出斯图加特经验堪称奇迹。泰斯指出:“斯图加特形成了市民、当局和决策者之间独特的技术-政治-科学协同机制”,这才使风道建设成为可能。
这并非说该政策未引发波澜。如今新建住房常引发冲突:斯图加特房价高居德国前列,过去十年租金上涨60%,背后是长期滞缓的建房速度。土地所有者屡次起诉要求开发空地。在绿树成荫的罗尔路社区,居民虽允许普拉巴哈里亚卡考察他们的空气通道,但某可能影响风道的开发项目仍引发诉讼大战;最终开发商赢得了在未开发果园建造住宅的权利。
但认识到气流的存在让社区团体有了组织行动的依据,即便这是种无形之物。“斯图加特对风道的保护是在’赋予某种虚空以地位’,“泰斯说道。
普拉巴哈里亚卡称此为某种"泛灵论”——城市将那些可能被抹除的空隙视为景观中的重要参与者。他兴奋地看到这种观念在西方城市出现:“我是印尼人,是东南亚人;我能从各类物体中看见灵魂,“他笑着说。
他指出欧洲城市居民通常回避这类观念,但在斯图加特,相似的思维已通过技术科学干预、政策与规划等方式形成——只是剥离了精神层面的维度。