缓解城市热岛效应的城市路面铺装简介

缓解

城

市

热

岛效

应

的

城

市路

面

铺

装

简介

冯德成

,

张鑫

(

哈尔

滨

工业大学

交通科

学

与工程

学

院

,

黑龙江

哈

尔滨

15

0

09

0

)

摘

要

:

简

要介绍

了

城市热

岛

效应的

成

因及其

危

害

,

分

析了城

市

铺

装表面

温

度对城市

气

温的影响

,

可

以

通过降

低

城市路

面

的温度

来

降

低城市温

度

,

进

而

缓解城市热岛

效

应

。

介绍

了

国内外正

在

研究的

几

种降低

路

面温度

的

技术措施

,

主

要

包括热

反

射涂层

、

透

水

式路面

、

保水式

路面和热

阻

式路面

,

并

分

别

介

绍它们

的

应用情况和降温

效

果

。

从实际

应

用和试验研究情

况

看

,

这

些技术

措

施都能

够

在一定

程

度上降

低

路面结构

的

温度

,

缓解

城

市热岛

效

应

。

关键词

:

城

市热岛

效

应

;

热反射

涂

层

;

透水式

路

面

;

保

水式路面

;

热

阻式路面

城

市

“

热

岛

效应

”

(

U

r

b

a

n

H

e

a

t

I

s

l

a

n

d

E

f

f

e

c

t

简

称

U

H

I

)

,

是由于

在

近地面温

度

图上

,

郊区气温

变

化很小

,

而城

区

则是一个

高

温区

,

就像突

出

海面的岛屿

,

这

种

岛

屿代

表

高温的城

市

区域

,

所以就

被

形象地称

为

城

市

“

热

岛效应

”

。

热

岛效应的危

害主

要

体现

在

以下

几

个方

面

:

在

夏

季

,

高温增

加

空调的

使

用量

,

增加了城

市

用电量

。

酷

热

天气

给

人们生活

和

工

作

带

来了

严

重的

影

响

,

损害

人

类

身

体

健

康

,

甚

至

造

成

一些人

中

暑死

亡

。

城

市

地面

散

发

的热气

,

形

成

近

地

面

暖

气

团

,

使

得

城市

烟

尘流

通

受

阻

,

对人

体

形成有害

的

“

烟

尘穹

隆

”

。

高温

还

加快光化

学

的

反

应

速

率

,

加

剧

对

大

气的污

染

。

城

市

产生

的

上升

热

气

流

,

与潮湿

的

海陆气

流

相遇

,

会在局部

地

区上空形

成

乱

积云

,

引起

暴

雨

,

从

而在

某

些地

区

引发

洪

水灾

害

,

以

及

造成

山

体滑坡和

道

路塌陷等

。

造

成城市热

岛

效应的

主

要原因有

城

市下垫面

特

性

的改变

、

城

市

大气污染

、

城

市

布局不合

理

和城市人

工

热

源等

。

其中城市

下

垫面特

性

的改变是

最

主要的原

因

之

一

。

下

垫面特性的

改变

主

要指

人

工修

筑

的道

路

、

行

车

道

、

广场等

代

替

了

原

有的土

壤

和植

物

。

它

们

在整

个

城

市中

占

的比例较大

,

目

前城

市

道路

主

要使

用

沥青

混

凝

土

,

材料自

身

的反射

率

较低

(

新铺的沥

青

路面的反

射

率

为

0

.

0

5



0

.

1

5

)

。

在白

天

有太

阳

辐射

的

条件

下

,

吸

收

了大

量

的太阳辐

射

热

,

在夜

间

能量

以

辐射

的

形式

向

整

个城

市

散发

。

同时

这些

构

造物

又

不透

水

,

阻

断了

城

市

范围

内

的水分循环

,

减

少了气化热

,

进

一

步加剧了

城

市

热

岛

效应

。

与噪声污

染

和

水污

染

一

样

,

城

市

热岛

效

应已

成

为

某

种

程度上的

热

污

染

。

作

为道

路

工作

者

,

一

定要

考

虑

路

面

材料和结

构

形式对环

境

带来的影响

。

国内外

的

道

路

工

作者将工

作

重点集中

在

通过材料

的

选择和结

构

的

设

计

来达到降

低

路面温度

的

研究中

。

笔

者从路面

温

度

对

城

市气温的

影

响

分

析

入

手

,

介绍

了

国内

外

正在

研

究

的

几

种

“

环

境友

好

”

的路

面

结构

和

形

式

,

主

要

包括

路

用

热

反

射涂层

、

透

水

式

路

面

、

保水

式

路面

和

热阻

式

路

面

,

及

其

各自的降

温

效果和使

用

特点

。

1

路面温

度

对城市

气

温的

影

响

P

o

me

r

a

n

t

z

等

人

利

用已

有

的

气

象

数

据

、

路

面

在

城

市

中

所占的比

例

和

反

射

率

等资

料

,

基

于近

地

面大

气

温

度

仅

由路面温

度

决定

,

不受风速

的

影响

,

周围也不

存

在

大

型

水体等假设

,

提

出

了下列经

验

预估公式

:

T

a

M

-

T

a

m

=

γ

(

T

s

M

-

T

s

m

)

或

T

a

=

γ

(

Δ

T

s

)

(

1

)

(

2

)

式中

:

T

a

=

T

a

M

-

T

a

m

是一天

中

大气温

度

最高

值

T

a

M

与

最

低

值

T

a

m

的

差值

;

Δ

T

s

=

T

s

M

-

T

s

m

是

一

天中路面

温

度

最高

值

T

s

M

与

最低

值

T

s

m

的

差

值

。

路

面温

度

对大

气

温

度

的

影响记为

T

ap

,

当

路面吸收

率

从较高

值

α

p

H

降

至

较

低

值

α

p

L

时

,

路

面

温度对大

气

温度的影

响

将有所降低

:

T

ap

/

T

a

=

(

A

p

/

A

)

〃

(

α

p

L

-

α

p

H

)

/

<

α

>

(

3

)

式中

:

(

A

p

/

A

)

是城

市

路面

覆

盖

率

;

城市

路

面的平

均

吸

收稿

日

期

:

20

0

9

-

1

2

-

1

6

基金

项

目

:

交通部西

部

交通建

设

科技项目

(

编

号

:

20

0

63

1

8

0

00

4

3

)

作者

简

介

:

冯德成

,

男

,

教授

,

博士

生

导师

.

E

-

m

ail

:

f

d

c

g

x

y

@

v

ip

.

s

i

n

a

.

c

o

m

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