城市气候模型研究表明凉爽屋顶优于绿色屋顶

Josiah01 · 发表于 2024-7-6 13:51:21

伦敦大学学院研究人员领导的一项新研究发现，将屋顶漆成白色或覆盖反光涂层，比植被覆盖的“绿色屋顶”、街道植被或太阳能电池板更能有效地为伦敦等城市降温。
相反，研究人员发现，在伦敦人口密集的市中心，大量使用空调会使室外环境温度升高 1 摄氏度。
该研究发表在《地球物理研究快报》上，利用大伦敦的三维城市气候模型，测试了不同被动和主动城市热管理系统的热效应，包括涂漆的“凉爽屋顶”、屋顶太阳能电池板、绿色屋顶、地面树木植被和空调在 2018 年夏季最热的两天（有记录以来最热的两天）内的热效应。
研究发现，如果在伦敦广泛采用凉爽屋顶，整个城市的室外温度平均可降低约 1.2 摄氏度，某些地方最高可达 2 摄氏度。其他系统，如大面积的街道植被或太阳能电池板，将提供较小的净冷却效果，整个伦敦的平均降温效果仅为约 0.3 摄氏度，但它们也具有其他环境效益。同样，虽然绿色屋顶具有排水和野生动物栖息地等好处，但它们对城市的净冷却效果平均而言微不足道。
空调将热量从建筑物内部转移到室外，整个城市室外温度将升高约 0.15 摄氏度，但在人口稠密的伦敦市中心，室外温度将升高 1 摄氏度。研究人员还发现，如果以同样的方式最大限度地安装光伏太阳能电池板，他们模型中空调机组分布的增加可以完全由光伏太阳能电池板供电。
为了评估每种方法的潜在全部效果，研究团队对每一种方法进行了建模，就好像它们在大伦敦地区的住宅、商业和工业建筑中被尽可能广泛地采用一样。
主要作者奥斯卡·布鲁斯博士（伦敦大学学院巴特利特环境、能源与资源学院）解释说：“我们全面测试了伦敦等城市可以用来适应和缓解气温升高的多种方法，发现凉爽的屋顶是极热夏日保持低温的最佳方法。其他方法也有各种重要的附带好处，但没有一种方法能够将室外城市热量降低到几乎相同的水平。”
随着气候变化，城市居民特别容易受到气温升高的影响。城市通常会聚热，引发城市热岛效应，导致居民在炎热时期更加不适甚至死亡。寻找适应或缓解气温升高的方法已成为城市规划师和设计师的首要任务，他们一直在探索被动降温方法，如凉爽屋顶、绿色屋顶和扩大城市植被，以及主动建筑内部降温方法，如空调。
该研究通过全面比较几种常见的被动和主动散热措施，为城市热管理提供了更多见解。
通过反射而不是吸收热量，凉爽屋顶不仅具有冷却外部城市环境的双重好处，而且还能冷却建筑物内部。
虽然平均而言，绿色屋顶的效果微不足道，但研究人员发现，它们对温度的影响在一天中变化很大。在一天中最热的时候，广泛采用绿色屋顶可以使城市温度平均降低 0.5 摄氏度。然而，这一影响会在一夜之间被抵消，因为屋顶的热质量会保留白天的热量，在太阳下山时释放，使夜间温度升高大约相同的量。
将城市绿地从草地转变为落叶乔木覆盖区，可在夜间降低气温，但在白天，最多只能产生混合净效应。此外，它可能会增加空气中的水蒸气量，从而有效增加空气湿度，并可能影响居民的热舒适度。

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