想要凉爽的城市吗?建造颜色更浅、反射性更强的道路有可能将气温降低 2.5 华氏度

2021年6月21日13:45:21 发表评论 144

当热浪袭来时,人们开始寻找任何可能降低温度的东西。一种解决方案就在我们脚下:人行道。

想想当您在黑暗的人行道或柏油路上行走时,您的鞋底会变得多热。炎热的街道不仅摸起来很热——它还会升高周围的空气温度。

研究表明,建造颜色更浅、反射性更强的道路有可能将气温降低 2.5 华氏度(1.4 摄氏度)以上,并在此过程中将美国城市的热浪频率降低 41%。

但是必须有策略地使用反射面——错误的放置实际上会加热附近的建筑物而不是冷却物体。

想要凉爽的城市吗?建造颜色更浅、反射性更强的道路有可能将气温降低 2.5 华氏度

作为麻省理工学院混凝土可持续性中心的研究人员 ,我们一直在对这些表面进行建模,并确定降低热量和帮助城市减少温室气体排放的正确平衡。以下是反光路面的工作原理以及城市需要考虑的问题。

为什么表面会发热

所有表面,取决于它们吸收或反射的辐射量,都会影响城市的气温。

在城市地区,大约 40% 的土地是铺砌的,而路面吸收了太阳辐射。路面质量中吸收的热量逐渐释放,使周围环境变暖。

这会加剧城市热岛并加剧热浪的影响。这也是城市夏季通常比附近农村地区和绿树成荫的郊区温暖几度的部分原因。

路面上的反光材料可以防止热量积聚,并通过将太阳辐射反射回大气层顶部来帮助抵消气候变化。白色屋顶可以产生同样的效果。

为了估计路面的反射率,我们使用一种称为反照率的措施。反照率是指被表面反射的光的比例。表面的反照率越低,它吸收的光就越多,因此它捕获的热量也就越多。

通常,表面越暗,反照率越低。沥青等传统路面的反照率很低,约为 0.05-0.1,这意味着它们仅反射 5% 至 10% 的光,吸收高达 95% 的光。

当路面使用更亮的添加剂、反光骨料、反光表面涂层或混凝土等较轻的铺路材料时,它们可以将反照率增加三倍,从而将更多辐射送回太空。

尽管反光路面的好处在全国 400 万英里的道路上各不相同,但总的来说,它们是巨大的。

麻省理工学院 CSHub 模型估计,增加美国所有道路上的路面反照率可以降低用于冷却的能源使用量,并减少相当于400 万辆汽车一年行驶的温室气体排放量。

如果材料是本地采购的,例如浅色粘合剂或骨料、碎石、砾石或混凝土中的其他硬材料,这些道路也可以节省资金。

位置很重要

但并非所有铺砌区域都适合凉爽的道路。在城市内,甚至在城市社区内,收益各不相同。

当较亮的人行道将辐射反射到建筑物上时(称为入射辐射),它们可以在夏季温暖附近的建筑物,实际上增加了对空调的需求。这就是为什么注意位置很重要的原因。

考虑波士顿和凤凰城之间的差异。

波士顿市中心狭窄的街道密集,高楼大厦在一天中的大部分时间都可以阻挡光线直接照射到人行道上。反光路面在那里不会有多大帮助或伤害。

但是波士顿畅通无阻的高速公路及其郊区将从将大部分入射阳光反射到大气层顶部获得净收益。使用模型,我们发现将城市道路的传统反照率加倍可以将夏季高峰温度降低 1 至 2.7 F(0.3 至 1.7 C)。

凤凰城可以进一步降低夏季气温——降低 2.5 至 3.6 华氏度(1.4 至 2.1 摄氏度)——但其市中心某些地区的影响是复杂的。在一些低矮、稀疏的市中心街区,我们发现反射路面可能会增加对建筑物的冷却需求,因为它会增加建筑物的入射辐射。

在洛杉矶,该市一直在试验在沥青上涂上较冷的涂层,研究人员发现了另一个需要考虑的影响。当涂层用于人们行走的区域时,地面本身的温度高达 11 华氏度(6.1 摄氏度),但在离地面几英尺的地方,温度会随着太阳光线的反射而上升。

结果表明,与人行道或操场相比,这种涂料更适合道路。

一个优雅的解决方案,如果小心使用

城市需要考虑所有这些影响。

反光路面是一种优雅的解决方案,可以改变我们每天使用的东西,以减少城市变暖。

道路的整个生命周期排放,包括其中使用的材料,都必须考虑在内。但随着城市考虑应对气候变化影响的方法,我们相信战略性地优化路面是一个明智的选择,可以让城市核心更宜居。谈话

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