都市降溫路面：技術與研究綜覽

Concepts de base

都市降溫路面透過改變路面熱性能參數，如反射率、導熱性和熱慣性，來降低路面溫度，從而減輕都市熱島效應。

Résumé

都市降溫路面技術綜覽

都市熱島效應與都市能量平衡

• 都市熱島效應是指都市地區相較於周圍郊區出現的局部暖化效應，其特徵是都市空氣和地表溫度升高。
• 都市能量平衡受到輻射捕獲、熱量儲存、風阻、植被減少、地表滲透率低以及人類活動集中等因素影響。
• 都市降溫路面旨在透過改變路面熱性能參數來降低路面溫度，進而減輕都市熱島效應。

反射型路面

• 反射型路面透過提高反射率來減少太陽能吸收，主要透過增加反照率來實現。
• 反射型路面可降低都市空氣溫度，但其效果會因路面老化和污染而降低。
• 未來研究方向包括評估和減少反射型路面的環境影響，以及評估其在冬季條件下的影響。

綠色和蒸發型路面

• 綠色和蒸發型路面利用液態水的蒸發來釋放吸收的太陽熱。
• 透水性路面和保水性材料有助於促進蒸發冷卻效果。
• 綠色路面透過蒸散作用提供冷卻效果，但其承載能力有限。

高慣性路面：相變路面

• 高慣性路面透過相變材料 (PCM) 來增加熱慣性，減緩溫度變化速率。
• 相變路面在白天降低路面溫度，但在夜間溫度會略高於傳統路面。
• 未來研究方向包括提高相變路面的表面溫度冷卻效果，以及解決其施工和材料方面的挑戰。

高導熱和熱能收集路面

• 高導熱路面透過提高導熱性來增加表面熱傳導。
• 熱能收集路面利用熱交換器從路面結構中收集熱能，並可將其用於供應熱水或融雪。
• 未來研究方向包括提高熱能收集效率，以及解決管道埋設和維護方面的挑戰。

結合型降溫路面設計

• 結合多種都市熱島效應減緩技術可以提高降溫效果。

Stats

反射型路面可降低都市空氣溫度達 0.9°C。
蒸發型路面可降低路面溫度達 5-15°C。
綠色路面可降低路面溫度達 25°C。
相變路面可降低路面溫度約 5°C。
高導熱路面可降低路面溫度約 1-3.5°C。
熱電路面可降低路面溫度達 10°C，但實際發電效率僅有 5%。
熱交換路面可降低路面溫度 3-6°C，能量效率可達 25-40%。
透水性熱交換路面能量效率可達 85%。

Citations

Idées clés tirées de

Cool Pavements

by Martin Hende... à arxiv.org 10-14-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.12242.pdf

Questions plus approfondies

除了改變路面材料外，還有哪些都市設計策略可以有效減輕都市熱島效應？

除了改變路面材料，還有許多都市設計策略可以有效減輕都市熱島效應，以下列舉幾項重要策略：
1. 增加都市綠地和植被覆蓋率：

都市公園和綠地： 公園和綠地如同都市中的綠洲，可以有效降低周圍環境溫度。植被透過蒸散作用吸收熱量，並提供遮蔭，減少太陽輻射直射地面和建築物。
屋頂綠化和綠牆： 屋頂綠化和綠牆不僅美化都市景觀，更能有效降低建築物溫度，減少空調使用，進而降低都市熱島效應。
行道樹和綠色廊道： 行道樹提供遮蔭，降低路面溫度，並形成綠色廊道，促進都市空氣流通，減緩熱島效應。
2. 改善都市形態和建築設計：

增加都市風道： 合理的建築佈局和街道設計可以創造都市風道，促進空氣流通，帶走熱量，減緩熱島效應。
建築物降溫技術： 採用淺色外牆、綠色建材、遮陽板等設計，可以減少建築物吸收太陽輻射，降低建築物溫度。
減少人工熱源排放： 推廣節能減碳措施，提高能源使用效率，減少汽車尾氣排放，降低都市地區的人為熱源排放。
3. 水體和水資源的利用：

都市水體： 都市中的河流、湖泊和噴泉等水體可以調節周圍環境溫度，並增加空氣濕度，減緩熱島效應。
透水鋪面： 採用透水鋪面可以增加地表水的蒸發量，降低路面溫度，並減少都市洪涝災害。
4. 都市規劃和政策引導：

制定都市降溫規劃： 將都市降溫納入都市規劃中，制定相關政策和法規，推廣降溫技術和措施。
提高公眾意識： 加強都市熱島效應的宣傳教育，提高公眾的環保意識，鼓勵公眾參與都市降溫行動。
總之，減輕都市熱島效應需要綜合運用多種策略，從都市規劃、建築設計、綠化建設、水資源利用等多方面入手，才能有效改善都市環境，提升居民生活品質。

反射型路面在減少都市熱島效應的同時，是否會對周圍環境造成負面影響，例如增加光污染？

反射型路面雖然在減少都市熱島效應方面有一定效果，但同時也可能對周圍環境造成負面影響，其中光污染就是一個值得關注的問題。
反射型路面增加光污染的機制：
反射型路面通常具有較高的反照率，會將更多的太陽輻射反射回周圍環境，造成環境亮度增加。當反射光線過強或過於集中時，就會形成眩光，影響人們的視覺舒適度，甚至造成交通安全隱患。
反射型路面對環境的具體影響：

對行人和駕駛者的影響： 反射眩光會影響行人和駕駛者的視線，造成眼部不適、疲勞，甚至引發交通事故。
對周邊建築物的影響： 反射光線會增加周邊建築物的熱負荷，導致空調能耗增加。
對生態環境的影響： 過强的光線會影響動植物的生長和繁殖，破壞生態平衡。
減輕反射型路面光污染的措施：

選擇合適的反照率： 避免使用過高反照率的材料，可以選擇在近紅外波段具有高反射率的材料，降低可見光波段的反射率。
優化路面設計： 採用非鏡面反射的路面設計，例如增加路面粗糙度、設置植草溝等，可以有效分散反射光線，減少眩光。
加强周邊綠化： 在道路兩側種植樹木等植被，可以遮擋部分反射光線，降低光污染。
總結：
反射型路面在減少都市熱島效應的同時，確實可能增加光污染。因此，在推廣應用反射型路面時，需要綜合考慮其環境影響，採取有效措施降低光污染，才能實現環境效益和社會效益的雙贏。

如果將都市比喻為一個生命體，那麼降溫路面扮演著什麼樣的角色？

如果將都市比喻為一個生命體，那麼降溫路面就好比是都市的「皮膚」。

皮膚的功能： 皮膚是人體最大的器官，具有保護身體、調節體溫、感知外界刺激等重要功能。健康的皮膚可以幫助人體維持正常的生理機能，抵抗外界環境的侵害。
降溫路面的功能： 降溫路面可以降低都市地表溫度，減緩都市熱島效應，如同皮膚的調節體溫功能，幫助都市「散熱」，維持舒適的「體溫」。
具體來說，降溫路面扮演著以下角色：

保護者： 降溫路面可以減少太陽輻射的吸收，降低路面溫度，保護路基結構，延長路面使用壽命，如同皮膚保護身體免受外界傷害。
調節器： 降溫路面可以調節都市地表能量平衡，減少熱量傳遞到空氣中，降低空氣溫度，如同皮膚調節體溫，維持都市舒適的環境。
淨化者： 部分降溫路面，例如透水鋪面，可以促進雨水的滲透，減少地表徑流，淨化雨水，如同皮膚的排汗功能，幫助都市排出「毒素」。
總結：
降溫路面作為都市的一部分，在減緩都市熱島效應、改善都市環境方面發揮著重要作用。如同健康的皮膚對於人體的重要性，選擇和應用合適的降溫路面技術，對於提升都市環境品質、促進都市可持續發展至關重要。