沥青路面对城市热岛效应的影响分析

图

1

路面热作用方式示

意

沥青路面对

城

市

热岛效应的

影

响分

析

□

文

/

李

源渊

李艳

春

孙建

勇

摘

要



介

绍

了城市

热

岛效应

的

危害



研

究

城市沥

青

路面作

为

特殊的

下

垫面层

对

城市热

岛

效应的

影

响

。

对城

市

沥青

路

面

进

行

近

地受热

分

析



从城

市

道路材料

、

道路走

向

、

路网密

度

及路幅

宽

度等方

面

对城市

热

岛的影

响

做了定

性

分

析并

提

出缓解

城

市热岛

效

应的方

法

与途

径

。

关

键词



沥

青路面



城

市热岛



道

路走向



路

网密

度

城

市热

岛

效

应



Ur

b

a

n

H

e

a

t

I

s

l

a

n

d

E

ff

e

c

t



UH

I



是

一

种由

于

城

市建筑

及

人类活

动

导致热量

在城区

空

间范围

内

聚集



从

而

使

得城

区

温度明

显

高于郊

区

的现

象

。

城

市热岛

效

应加剧

城

市污染



降

低人

居

环境质

量



同时加

大

城市能

耗

及地表

大

气的热

扩

散



影

响

人

们身体

健

康

。

近几

年



随

着天

津

城市化

进

程的加

快



市政

道

路

建设数

量

和规模

大

幅度增加

一定程

度

上加剧

了

城市热

岛

效

应

。

影

响路

面

的近

地

受热

分析

热传导

热

传导

发

生在路

面

结构内

部

是各结

构

层能量

传

递的主

要

方式

。

这

种

传热方

式

其传热

量

由傅里

叶

定

律



F

ou

r

i

e

r

’

s

l

a

w



来

表

示为

[

1

]

0.

3

-

0.

5

0.

5



3



h

=

0

.

664

[

k

∞

Pr

∞

v

∞

-

0

.

5

L

U

∞

]

式

中



h

为

对

流换热

系

数



W



/

m

·

K





k

∞

为

空

气的热传

导

系

数



W



/

m

·

k





Pr

∞

为空气

的

普兰托

数



v

∞

为空气的

动粘度



其

随

空气

温

度的上

升

而增加



m

2

/

s



L

为

路面的

特

征长度



m



U

∞

为

风

速



m

/

s

。

热辐射

热

辐射是

指物体

发

射电磁

能

被其他

物

体吸收

转

变成热

的

热

量交

换

过程

。

物

体

温度越

高



单位时

间

内辐射

的

热量越多

。

与

热

传

导和

热

对流不

同

的

是热

辐

射无需

任

何介

质

。

对

于非理

想

物体



其

辐射

放

射能可

由

斯蒂

芬

—

波

尔

兹

曼

定

律



S

t

e

f

a

n

-

bo

l

t

z

m

a

n

n

l

a

w



来

表

示

q

r

a

d

=

εσ

T

s

4



4



式

中



q

r

ad

为

热

辐

射

量



W



σ

为

斯

蒂

芬

—

波

尔

兹

曼

常

数



σ

=

5

.

67

×

10

-

8

W

/



m

·

K

4





T

s

为物

体

表面绝

对

温度



K



ε

对

于

新

建

成

的

沥

青

路

面

为

0

.

9

0



0

.

98



对

于

已

建

成

的

沥

青

路

面

为

0

.

8

0



0

.

9

0

[

2

]

。

在

数

值上



沥

青

路面表

面

的发射

率

等于其

热

辐

射

吸

收

率

。

研

究表

明



路表热

作

用方式

主

要以热

辐

射和热

对

流为主



而

路表以

下

以热传

导

方式为

主



见

图

1

。

q

c

ond

=

kA

ΔT



1



d

式

中



q

c

on

d

为

单

位时间

内

的传导

热

量



W



k

为

路

面材料

物

质

热传

导

率或热

传

导系数



W



/

m

·

k





A

为垂直

热

流量方

向

的截

面

积



m

2



ΔT

为高低温

度差



℃



d

为

截面厚

度

或两平

面

之间的

距

离



m

。

热对流

热

对流

是

指路面

与

大

气之

间

由于存

在

温差而

发

生热量

交

换

的过

程



是影响

热

岛效应

的

重要因

素

之

一

。

对

流

换热量

可

由牛

顿

定

律



N

e

w

t

on

’

s

c

oo

li

n

g

l

a

w



来

计

算



可写

成

q

c

on

v

=

h

A



T

s

-

T

∞





2



式

中



q

c

on

v

为

对

流换热

量



W



h

为对

流

换热系

数



W

/

(

m

·

K

)



A

为对

流

接触之

热

面积



m

2



T

s

为路

面表面

温

度之平

均

温度



℃



T

∞

为

路表上

空

大气之

平

均温度



℃

。

路

表面

的

对流换

热

系数的

计

算公式

如下

一

方

面

太

阳辐射

是

影响路

表

温度的

主

要因素

而

路表温

度

天

津建设科

技

200

9

·

NO.4

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原文链接: 沥青路面对城市热岛效应的影响分析 https://www.huajiangbk.com/newsview427900.html