都市熱島研究
公園冷島效應 · 空間形態分析 · CFD 熱模擬 · ENVI-met
都市熱島公園冷卻是當代城市面臨的最重要環境挑戰之一。本研究透過 ENVI-met 數值模擬，探討嘉義市都市公園的冷島效應（UCI），分析公園空間形態、植栽配置與系統設計如何影響戶外熱環境。
研究目標
- 了解都市熱島形成的原因與機制
- 評估都市空間形態對熱環境的影響
- 量化都市公園對緩解 UHI 的降溫貢獻
- 評估相關公園規劃法規與標準
- 分析公園空間分布對街廓熱環境的影響
01 — 研究背景與問題陳述
- UHI 是全球城市化地區普遍且嚴重的環境問題，隨全球暖化持續加劇
- 眾多研究證實都市公園能產生冷島效應（UCI），但公園形態決定性地影響此冷卻效應是否真正發生
- 當前公園設計強調吸引力與遊客參與，往往增加硬鋪面並改變空間配置，可能削弱微氣候調節功能
- 若未將熱設計原則整合於規劃中，單純增加公園數量或面積並不足夠
02 — 公園形態與空間配置
- 都市公園平面形態以四邊形為主
- 林地面積最常以周邊或偏側配置；水體與建築物相對稀少
- 周邊土地使用以住宅與商業區為主，加劇公園邊緣的熱負荷
- 針對 5 個研究維度（公園規模、總面積、位置、內部空間覆蓋類型、破碎化程度）共建立 24 種都市公園系統情境
- 運用 ENVI-met 數值模擬比較分析各情境的熱環境結果
03 — 植栽降溫效益
- 林地因樹冠遮蔭與蒸散作用，降溫效果優於草地
- 周邊林地配置在都會公園中的降溫效果顯著優於分散或破碎化植栽
- 將林地設於鋪面的下風處、停車場改為草地或林地、廣場換置為水體，均可量化改善熱環境
- 廣場等活動空間若未考慮迎風/背風方向，熱影響極為有限；反向配置則顯著惡化條件
- 公園內較高的林地覆蓋率，持續降低戶外風速與平均輻射溫度（MRT）
04 — 熱舒適度分析
- 20 公頃林地覆蓋的公園中，樹冠遮蔽風流並將蒸散濕度留存於林冠內，使下風處相對濕度低於草地公園，以正午時段最為明顯
- 林地覆蓋率、硬鋪面比例、公園破碎化程度與公園類型多樣性，是決定 SET（標準有效溫度）與 PET（生理等效溫度）的關鍵因子
- 面積低於 4 公頃的公園，各情境間 MRT 與熱舒適指數無顯著差異
05 — ENVI-met 模擬 — 公園系統情境
- 0.5 公頃、100% 綠覆率的公園無法降低都市高溫，最小有效規模至關重要
- 將 20 公頃公園拆分為多個 4 公頃地區公園可降低戶外氣溫；拆分為 0.5 公頃鄰里公園反而使氣溫上升
- 較低的硬鋪面比例、較大的總公園面積、較高的破碎化程度與更多的公園類型多樣性，共同降低氣溫與地表溫度
06 — 設計建議與結論
- 降溫面積門檻：公園面積應至少佔規劃區域的 5% 才能產生可量測的降溫效果；達 10% 以上才能顯著改善熱舒適度
- 大型都會公園：設置於迎風側 · 最大化樹冠覆蓋 · 最小化硬鋪面 · 確保足夠通風
- 地區公園（約 4 公頃）：在都市區域均勻分布多個公園 · 維持高綠覆率 · 草地與林地均有效
- 鄰里公園（<1 公頃）：搭配約 4 公頃地區公園廣泛分布 · 獨立小型公園熱影響有限
- 水體：強烈建議引入適當規模的水體以提升冷卻效能
