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        城市建筑對熱島效應的影響一

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        城市建筑對熱島效應的影響一

        發布日期:2017-05-09 作者:來源網絡 點擊:

        近年來,越來越頻繁的自然災害引發人們對環境氣候問題的關注和了解。目前全球氣候變化的趨勢是在逐漸變暖,已經有17個大洲的國家發生了極端天氣現象,全球地面氣溫上升了0.3-0.6℃,“熱射病”這個新詞出現在公眾的視野,我國部分地區極端降水事件頻發,干旱和洪澇交替出現,農業和供水嚴重受災短缺,土地沙漠化加劇,城市洪澇災害嚴重,這不得不讓人們反思,如果人類的能源消費格局不發生根本變化,繼續消耗浪費自然資源來滿足人們的需要,不采取有效措施控制溫室氣體排放,本世紀末,全球平均氣溫可能上升1.4-5.8℃,那時我們將怎樣生活?

        這應該是每個人類都將面臨的問題,作為建筑行業的從業者,我們在城市設計和建設環節就應該倡導降低能耗,低碳環保。

        目前傳統城市建筑和道路的基礎結構以磚石、水泥和瀝青為主,這些材料在熱量、氣溫、保水、通風、污染等各方面對熱島效應有很大影響:

        1、建筑材料的熱容量、導熱率比郊區自然界的下墊層要大很多,對太陽光的反射率低,吸收率大;因此在白天,城市下墊層表面溫度遠遠高于氣溫,其中瀝青路面和屋頂溫度可高出氣溫8-17℃,因此今年的極端高溫天氣才有了“太陽”烤熟肉片、煎熟雞蛋、火車鐵軌變型等現象。

        2、建筑下墊層的熱量主要以湍流形式傳導,推動周圍大氣上升流動,形成“涌泉風”,使城區氣溫升高,在夜間城市下墊層主要通過長波輻射,使近地面大氣層溫度上升。

        3、傳統城區下墊層保水性差,水分蒸發散耗的熱量少(地面每蒸發1g水,下墊層失去2.5kJ的潛熱),所以城區潛熱大,溫度也高。

        4、城區密集的建筑群、縱橫的道路橋梁,構成較為粗糙的城市下墊層、因而對風的阻力增大,風速減低,熱量不易散失。在風速小于6 m/s時,可能產生明顯的熱島效應,風速大于11 m/s時,下墊層阻力不起什么作用,此時熱島效應不太明顯。

        5、城市大氣污染使得城區空氣質量下降,煙塵、S02、,N0x,C0,含量增加,這些物質都是紅外輻射的良好吸收者,至使城市大氣吸收較多的紅外輻射而升溫,從而在城市中心區域形成一個低壓旋渦,結果就勢必造******們生活、工業生產、交通工具運轉中燃燒石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氫化合物等大氣污染物質在熱島中心區域聚集,危害人們的身體健康甚至生命。

        5.1大量污染物在熱島中心聚集,濃度劇增,直接刺激人們的呼吸道粘膜,輕者引起咳嗽流涕,重者會誘發呼吸系統疾病,尤其是患慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘病的中老年人還會引發心臟病,死亡率高,如英國倫敦在1952年12月份,因為這個原因死亡4000余人。

        5.2大氣污染物還會刺激皮膚,導致皮炎,甚而引起皮膚癌。有的物質如鉻等,若進入眼內會刺激結膜,引起炎癥,重者可導致失明。汞的含量較多,可損害人的腎臟,引起劇烈腹痛、嘔吐。汞慢性中毒還會損害人的神經系統。

        5.3長期生活在熱島中心區的人們會表現為情緒煩躁不安、精神萎靡、憂郁壓抑、記憶力下降、失眠、食欲減退、消化不良、潰瘍增多、胃腸疾病復發等,給城市人們的工作和生活帶來說不盡的煩惱。在中國,素有“火爐城市”之稱的南京、武漢、重慶等許多大城市在發展中都不同程度地出現了以上這些現象,

        總結上述所說,城市熱島效應主要由以下因素影響:蒸發減少、城市下墊面反射率降低、能量輸入,其強度影響為:蒸發減少0.05g/sm2,熱輸入增加120.9w/m2;城市下墊面反射率降低10%,熱輸入增加30w/m2;人工能量輸入10w/m2,城市中總熱輸入增加160.9w/m2,由于受空氣對流的影響,實際熱輸入約20w/m2,計算溫升約3.5℃,這與實際比較相符。當夏季空氣流通減緩時,熱輸入會急劇增加,由于城市蒸發系統適應性低,造成城市溫度急劇上升,同時由于空調和火電廠的加速運轉又會造成惡性循環,加劇城市大氣溫升。城市蒸發量減少也形成了城市熱島效應,造成城市上空大氣穩定度升高,不易發生垂直對流,易形成近地表高溫,伴生嚴重的空氣污染(例發灰霾和光化學煙霧)。


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