如何透過景觀及建築設計減緩熱島效應

作者: Jolma Architects;翻譯:鍾宜珈

引用來源:

https://land8.com/how-landscape-architecture-mitigates-the-urban-heat-island-effect/?fbclid=IwAR0Fz1C8dboqW4IhRsWmVaXS8-bQrcrr1wrZzLobBRPEkETqzSWPvB5gZ6E

圖說為熱島效應的產生,導致城市地區的溫度比鄉村地區還高3-10oC

 

『參考要點』:景觀建築可透過反光面設計、太陽能板、綠色屋頂、綠牆面、滲透性地表介面、綠色停車場、植樹、水景、雨水收集管理、雨花園等方法來減緩熱島的效應。

 

  • 全球溫度持續上升中

由於熱島效應(Urban Heat Island, UHI),使城市地區的溫度比鄉村地區還要高,此現象導因於多種因素改變了市區氣候條件。儘管如此,建築與景觀設計師仍可採用多種技術來抵抗都市裡高溫環境,同時亦可節省經費、降低全球暖化,創造更舒適的生活與工作環境。

 

在本文中,我們將研究什麼是城市熱島效應,以及建築與景觀設計師可以採取哪些方法來對抗熱島效應。

 

  • 什麼是熱島效應?

由於不同顏色的物體會反射出不同數量的光,表面顏色較淺的反照率較高,因此其表面會反射更多的太陽能;相對的,較暗的物體會吸收較多的熱輻射,因此升溫得快。然,多數的城市通常由暗色系的材質組成,如:混凝土和瀝青,它們從太陽吸收相對較多的熱能,使得城市地區會比顏色較淺、植被茂密的鄉村地區升溫來得快。此外,在城市地區,由於地表的水會迅速地排入下水道,而水分在下水道較無法輕易蒸發,再加上大樓裡的空調和車輛也會增加城市空氣中的熱能,進而引發熱島效應;在農村地區,由於地下水經由土壤的滲透及植物的蒸散作用,使水分能夠有效地蒸發,對當地氣候產生冷卻的效果。

 

  • 透過建築技術減輕熱島效應

 

1.建物反光面設計

減少城市吸收的太陽能的第一種方法即是「使用顏色較淺的建物材料」,不過淺色容易產生眩光,若置於道路則會帶給駕駛員的困擾,因此,可在視覺水平較高的屋頂上使用淺色油漆,適度降溫作用。另一種作法是「使用特殊的反射塗料」,這些塗料能夠吸收可見光,反射不可見光,因此使用它們時的顏色可能需要塗得較深一些。

圖說為內華達州(Nevada)拉斯維加斯(Las vegas)的白色屋頂和天窗,其建築表面即是透過淺色顏料進行降溫

 

2. 利用太陽能板

運用太陽能板吸收太陽輻射進行發電,太陽能板除用於建築物遮蔽以外,也可防止建築物的溫度升高,並於晚上釋放儲存的熱能。

 

  • 透過綠色建築減輕熱島效應

 

1.綠色屋頂及牆面設計

屋頂綠化對雨水管理、生物多樣性、創造棲息地和建築物隔熱,都有顯著的成效,特別是減緩熱島效應。由於較高的植物反照率可以反射更多的太陽能,隨著植物的蒸散作用,建築物的環境溫度也會降低;同理,綠色牆面也會反射更多的光與熱能,亦可透過蒸發水分達到降溫。

 

2.可滲透性的地表介面

透過混凝土的滲透性鋪路系統,相較於不可滲透的地表介面,能夠在潮濕氣候中,更有效地進行局部冷卻,減緩熱島效應。不過此設計須有定期之降雨以利蒸發作用,而且必須注意地下水位的深度,也會間接影響冷卻效率。

 

3.綠色停車場

過去停車場經常由深色、不易滲透的瀝青製成,採用綠色停車場,即是透過植被表面進行停車場設計,透過使用Grasscrete混凝土做成草格,或是使用多孔塑料的材質,可以預留空間利於植被生長,也能夠具備滲透及排水的降溫效果。

 

4.栽種城市樹木

樹木能夠減緩熱島效應,由於樹葉的顏色通常比周圍的城市建築淺,因此能夠反射較多光線,樹葉也能透過蒸散作用進行降溫,如:一棵大橡樹每年蒸發量即可達150,000公升。種植街道樹木,可為建築物及人行道遮蔭,達到有效過濾熱輻射效果。

 

  • 透過水的收集減緩熱島效應

 

1.將水納入景觀設計

水分蒸發可產生冷卻效果,降低氣溫。透過增加城市水景的表面積,可大幅提高蒸發量,降低城市裡的溫度。因此,可將水納入任何城市景觀設計中,無論是湖泊、池塘,或是溪流解均可善加利用。

 

2. 雨水收集

上面曾提及滲透性介面的冷卻效果,當沒有降雨增加其蒸發作用,就不會有冷卻效果。過去的雨水管理,主要關注於迅速排除大量雨水。現今的雨水管理,著重於收集雨水、儲存雨水及蒸散雨水,除可有效降低暴風雨的高峰期水量,也能延長可滲透性地表介面的降溫時間。

 

 

3. 雨花園和沼澤

雨花園和沼澤透過可持續性城市排水系統(Sustainable Urban Drainage System, SUDS)的設計,能夠在暴風雨期間收集大量雨水,並使其緩慢滲入地下,此排水系統可將水保留一段時間,使得水分有更多的時間進行蒸發,採用雨水花園的設計除可蒸發部分水氣,亦可冷卻空氣、降低溫度。

 

圖說為倫敦濕地中心的RBC雨花園(RBC Rain Garden)

 

綜合以上,建築師和景觀設計師均可透過反光面、太陽能板、綠色屋頂、綠牆面、滲透性地表介面、綠色停車場、植樹、水景設計、雨水收集管理、雨花園及沼澤等方法,來減緩熱島效應,並調適城市裡的氣候,創造更宜居、永續的工作與生活環境。

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