《Urban Science》：Microclimate Control for Outdoor Thermal Comfort in Apartment Residential Green Spaces: A Systematic Review of Climate-Responsive Design Strategies and Assessment Methods
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城市过热（urban overheating）正日益普遍地威胁公寓住区户外空间的可居住性（liveability）与热舒适（thermal comfort, TC）。尽管城市绿地（urban green spaces, UGSs）能够调节微气候（microcl
城市过热（urban overheating）正日益普遍地威胁公寓住区户外空间的可居住性（liveability）与热舒适（thermal comfort, TC）。尽管城市绿地（urban green spaces, UGSs）能够调节微气候（microclimate）并缓解热，但有关设计干预如何整合环境性能与人体舒适的证据仍不足。遵循PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses）指南，本系统综述（systematic review）综合了Web of Science（WOS）与Scopus（2015–2025）中22篇同行评议研究，其从187条初始记录中筛选而来。综述揭示，现有研究主要量化温度、湿度与风速等环境参数，却未充分处理多因素交互（multifactor interactions）与主观舒适响应（subjective comfort responses）。为弥补该空白，综述提出一个整合框架（integrated framework），将环境指标（environmental metrics）、人类感知数据（human perceptual data）与气候响应设计策略（climate-responsive design strategies）相关联。研究结果进一步表明，植被配置（vegetation configuration）、遮阳（shading）、表面材料（surface materials）与空间布局（spatial layout）是关键设计杠杆（design levers），但其有效性随气候区（climate zones）而变化。值得注意的是，本综述通过系统识别客观微气候变量（objective microclimatic variables）与主观人体舒适响应（subjective human comfort responses）之间的相互作用作出新颖贡献——这一交互在既往公寓绿地研究中大多被忽视。与聚焦单因素优化（single-factor optimisation）的早期研究不同，所提框架提供了一种可转移、多维的方法（transferable, multi-dimensional approach），桥接设计实践（design practice）、环境建模（environmental modelling）与舒适评估（comfort evaluation）。未来实证研究应量化对环境和人体舒适的效益，以支持循证城市规划（evidence-based urban planning）与气候适应（climate adaptation）。
1. Introduction
1.1 Background and Motivation
该部分将城市植被视为改变住区尺度微气候（microclimate）的因素，涉及空气温度、相对湿度（relative humidity, RH）、风速（wind speed, WS）、太阳辐射和平均辐射温度（mean radiant temperature, MRT），影响庭院、公寓邻近绿地、街道边缘等处的室外热舒适（outdoor thermal comfort, OTC）、热感觉和行为适应。快速城市化可使城市地表温度升高2–5 °C，公寓绿地通过遮阳和蒸散（evapotranspiration）缓解城市热岛（urban heat island, UHI）并改善空气质量。现有研究多关注单个环境参数和植被配置、遮阳、表面材料等设计杠杆，但尚未明确其跨气候区和城市形态的动态交互，也缺乏将客观微气候指标与主观舒适感知系统整合的方法。
1.2 Research Questions and Objectives
提出三个研究问题：RQ1如何优化植被布局、表面材料、遮阳装置与空间构成以改善居民微气候舒适；RQ2植被覆盖、气流、湿度和太阳暴露如何影响公寓内外舒适；RQ3当前评估方法有何局限、如何改进以捕捉多因素交互。对应目标为系统评价设计要素对舒适指数影响、分析环境因素与舒适指标定量关系、批判评估方法并提出主客观整合框架，以桥接设计实践、环境建模和舒适评估。
2. Methodology
2.1 Research Approach
采用系统文献综述（systematic literature review, SLR）而非文献计量网络分析，依据三方概念框架：环境物理、设计干预和以人为中心结果。遵循PRISMA 2020，报告数据库、关键词、纳入排除标准、筛选流程和质量评价。初始检索WOS和Scopus得187条，去重54条，筛选133条，排除95条，评估38篇全文，排除16篇，最终纳入22篇。检索限制为2015–2025年英文同行评议期刊论文，关键词涵盖微气候舒适、UTCI、PET、热应激、绿地类型及设计参数。
2.2 Data Sources and Selection Criteria
数据源为Scopus和Web of Science等。选择标准包括期刊质量、出版年份和地理区域，仅纳入近10年同行评议期刊论文；涵盖微气候、绿地设计和气候变化适应，涉及城市规划、环境科学与可持续建筑。优先城市情境研究，并要求基于实证数据或稳健理论，比较不同地理区域以揭示气候、地理和文化对绿地缓解热舒适能力的影响。
2.3 Quality Appraisal
采用改编自Joanna Briggs Institute（JBI）清单的标准评价22项研究，包括研究目标与设计清晰度、方法适当性、测量工具效度与信度、数据分析充分性。两名评审独立评价，分歧共识解决。17项（77%）为中高质量，5项受小样本、缺乏纵向数据或验证报告不足限制。
3. Findings
纳入研究覆盖不同地理环境、气候区和多种方法，主要关注多户住宅开发中绿地设计与室外热舒适。提取研究重点、气候区、方法和主要发现，以支持3.1至3.3主题分析。
3.1 Design Elements Influencing Microclimatic Comfort (Addressing RQ1)
绿地的植物覆盖、建筑布局和绿化调节作用显著影响温度等微气候。乔木、灌木和草地通过遮阳与蒸散冷却降低空气温度；垂直和分层植被结构可最大化蒸散空间，对缓解城市热岛关键。建筑朝向影响局地风循环和热分布，良好气流有助于散热。植被覆盖与建筑朝向交互可调节风速、改善散热。局地城市背景也影响微气候，说明景观设计对温湿度和舒适具有重要作用。
3.2 Environmental Factors and Their Relationship with Comfort (Addressing RQ2)
温度、湿度和风速对舒适的影响随气候变化。湿热环境中高温高湿造成热应激，风可加剧湿度扩散并影响除湿持续时间，设计需考虑通风、遮阳和蒸散。温暖温和气候中温度和相对湿度影响较缓和，适中风可提高舒适而不致不适。热干旱区街道形态通过朝向与太阳角度耦合影响风速和MRT，优化可在最热月将UTCI降低最多12.2%。需要气候响应设计框架，整合绿色基础设施和城市街谷（urban canyon）情景，并考虑社会—生态—技术系统以增强热韧性。
3.3 Limitations of Current Assessment Methods (Addressing RQ3)
纳入研究定量证据不均，22篇中17篇质量中高，5篇存在样本小、缺乏纵向数据或验证不足。热干旱区UTCI降低最多12.2%，但公寓邻近绿地可比证据有限，因此以设计机制和方法模式综合而非元分析。数值模拟和计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）模型计算成本高、需专业知识，且多为静态，难以验证动态环境。机器学习与代理模型可提高效率并降低成本，未来需整合实时观测和行为模型，发展跨时空尺度的多维评估。
4. Discussion
4.1 Theoretical Contributions
提出整合建筑、环境和心理学理论的框架，研究绿地设计对微气候和人体热舒适的影响。既往研究虽探索绿地与热舒适关系，但本综述通过多学科整合形成综合框架，强调环境、文化和气候因素共同影响舒适，并整合环境心理学原则，将植物选择、布局、碳固存（carbon sequestration）、计算机辅助设计（computer-aided design, CAD）等与生态和健康结果联系。
4.2 Practical Contributions
为城市规划和建筑提供微气候设计策略，尤其针对不同地区住宅绿地。策略框架指导通过景观设计改善热舒适，强调动态环境因素纳入预测模型，优化建筑形态以减少微气候极端和热岛效应。绿色基础设施可增强气候韧性，住宅绿化可缓解城市热岛。干旱地区公园可通过种植、遮阳和促进空气流动优化热舒适；设计应优先通风和散热。
4.3 Evaluation of Methods and Tools
比较数值模拟、CFD、现场测量和环境心理学分析。数值模拟结果详细但计算昂贵；CFD气流和热模拟准确但计算密集且需大量数据；现场测量真实但耗时且时空分辨率低；环境心理学强调主观舒适但环境变量精度有限且难以推广。需发展更全面、自适应和整合的方法，结合主观舒适数据与客观环境测量。
4.4 Future Research Directions
未来研究可纳入物联网（Internet of Things, IoT）设备、人工智能（Artificial Intelligence, AI）算法，建立动态微气候监测和个性化空间设计。IoT支持高分辨率实时环境感知，AI和机器学习增强绿地配置预测。混合建模（物理基础与数据驱动）可提高准确性和效率，促进个性化绿地干预。智慧城市技术整合有望提升环境可持续性和人体舒适，并平衡生态中心与人类中心考量。
5. Conclusions
依据PRISMA 2020筛选，最终22篇纳入。证据支持庭院布局、热浪干预和绿色校园设计可减少热应激、改善室外舒适；蒸散冷却和气流管理在热脆弱区至关重要。绿地需响应多样气候并平衡环境性能与人类福祉，垂直植被、动态景观、生态安全原则和气候韧性基础设施可增强适应性。仅22篇纳入限制结论普适性，范围涵盖公寓绿地、城市公园、街谷、校园、历史街区和中央商务区。未来应优先实证案例研究，验证跨学科框架，采用先进模拟、实时数据、IoT、AI预测和数字孪生，并通过不同气候和文化背景的纵向现场研究验证，推动更韧性、适应性和以人为本的城市绿地规划。
