冬季和夏季的高溫緩解策略：在溫帶氣候區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

1、冬季和夏季的高溫緩解策略：在溫帶氣候區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量摘要：自然元素，如植被和水體可能有助于減少城市空間在夏季或在炎熱的氣候中的熱度。但是在寒冷季節(jié)這種效果很少被研究。本文簡(jiǎn)要研究植被和水在夏季和冬季對(duì)城市溫度的影響，其中冬季的更全面。這兩項(xiàng)研究都是在兩所處于溫帶氣候的大學(xué)校園里的小庭院里進(jìn)行的。相似材料的比例模型實(shí)驗(yàn)也支持之前的研究。夏季的研究（連同比例模型）是在美國(guó)俄勒岡州的波特蘭做的，冬季的研究（連同比例模型）是在荷蘭的代爾夫特做的。夏季的研究表明，有綠色植被的庭院在下午的氣溫和沒有植被的庭院相比，氣溫最多低了4.7 °C。冬季的研究表明，有綠化的屋頂氣溫比白色碎石屋頂上的氣溫要高。

2、這也表明，雖然“黑”院子可以在陽光明媚的冬日保持幾個(gè)小時(shí)較高的氣溫，但是在有一個(gè)水池，并且地面上有大量吸熱物質(zhì)的庭院里，通常空氣會(huì)更溫暖而且會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。夏季和冬季的研究都表明，和郊區(qū)相比，城市公園的氣溫更低、更恒定，無論是在夏季和冬季。比例模型還表明，雖然和沙礫相比草具有較低的反射率，但是和沙礫、黑色屋頂相比，它可以提供一個(gè)更冷的環(huán)境。關(guān)鍵詞植被和水體;夏季和冬季;庭院;溫帶氣候;城市熱島效應(yīng);公園冷卻效果1.簡(jiǎn)介城市熱島（UHI）的現(xiàn)象影響城市建筑物供熱供冷的能源需求和人類（以及其他物種）的健康和熱舒適。這種現(xiàn)象的發(fā)生主要是因?yàn)樽匀辉兀ㄈ缰脖缓退w）被人造構(gòu)筑物更替，而且這些人造物的表

3、面（瀝青和建材）會(huì)吸收和緩存太陽能熱.建筑師和城市設(shè)計(jì)師可以通過把自然元素帶回城市和城市空間來緩解城市熱島效應(yīng)。一些研究表明，植物和水體在夏天可以減小城市環(huán)境的熱島效應(yīng);這些自然元素在冬季也可以在市區(qū)能量平衡中起到重要作用。在夏季，植被的蒸散和水體的蒸發(fā)所需要的熱量需要從周圍攝取，因此導(dǎo)致附近環(huán)境的空氣冷卻。例如，在地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候的佐賀（日本）的一個(gè)機(jī)構(gòu)的校園中進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，當(dāng)樹木的面積增加20時(shí)平均日最高氣溫將下降2.7 。一些其他研究也顯示了植被對(duì)于降低平均輻射溫度改善戶外熱舒適度的重要性。相比之下在冬季，草木使得局部微氣候更加溫和。有植物生長(zhǎng)的水體的冰點(diǎn)低于0。此外，粗糙的植物

4、表面和樹葉及草的體量抵擋了寒風(fēng)，降低了風(fēng)寒，并保護(hù)莖和植物的根部。土壤的熱量也是導(dǎo)致夜間更高溫度的一個(gè)重要的因素。表1總結(jié)了一些研究，這些研究調(diào)查了夏季植被和水體的保溫效果。很少有研究涉及屋頂綠化、植被和水體在冬季的效果。有人指出，屋頂綠化由于其遮光效果會(huì)增加建筑物的采暖能源需求，這在夏天有利但是在冬天就不利。濕潤(rùn)綠色屋頂中水的導(dǎo)熱性和植被的蒸散也會(huì)導(dǎo)致熱損失.Lazzarin. Castellotti發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)綠色屋頂要比典型的絕緣屋頂多傳出40的熱量。此外，麥克弗森.赫林頓表明，在冬季寒冷的氣候條件下，常綠植物不適合屋頂綠化，因?yàn)樗鼈兊恼诠庑Ч麥p少了太陽能的吸收。在這篇研究論文中，通過在兩個(gè)

5、大學(xué)校園里夏季和冬季的實(shí)地測(cè)量來研究植被和水體對(duì)微氣候的影響。夏天研究（2013年，7月-8月）是在美國(guó)的波特蘭（俄勒岡州）進(jìn)行，而冬季的研究（2013年，11月-12月）在荷蘭的代爾夫特進(jìn)行；兩地都是溫帶氣候?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量都是在大學(xué)校園里的庭院內(nèi)完成，因?yàn)樗暮显旱男问教峁┝艘粋€(gè)受保護(hù)的微氣候，使得不同的變量如植被和水體等之間的的研究、量化和比較更容易進(jìn)行。2.方法本文是基于兩個(gè)位于類似氣候帶的地點(diǎn)在夏季和冬季的實(shí)地測(cè)量活動(dòng)（圖1）。主要目的是比較植被和水體在夏季和冬季對(duì)于戶外微氣候的熱效應(yīng)。第一個(gè)案例是在美國(guó)的波特蘭（俄勒岡州）；第二個(gè)是在荷蘭的代爾夫特。圖1 波特蘭和代爾夫特，空氣溫度和相對(duì)濕

6、度的對(duì)比夏天的研究是在位于美國(guó)俄勒岡州波特蘭的波特蘭州立大學(xué)（市區(qū)校園）校園（圖2 ，a和b ）。波特蘭（北緯45°，東經(jīng)122°），是典型的溫帶海洋性氣候，夏季干燥炎熱而冬季潮濕寒冷。根據(jù)彭-蓋格（CSB）的氣候劃分，波特蘭的氣候被列為干燥的夏季亞熱帶氣候或地中海氣候區(qū)。年平均干球溫度為12.4 ，夏季盛行風(fēng)是西北風(fēng)。在波特蘭的實(shí)地研究中，用HOBO U12-006數(shù)據(jù)記錄器進(jìn)行測(cè)量（圖2，c）。該裝置的精度為±0.25 ?？諝鉁囟葌鞲衅饔梢粋€(gè)白色的太陽輻射屏蔽保護(hù)然后附著在HOBO。傳感器的位置的高度為1.4米。測(cè)量是在2013年的7月和8月做的。首先，空氣溫

7、度和相對(duì)濕度測(cè)量在校園的三個(gè)院落里進(jìn)行，持續(xù)了兩周。三個(gè)庭院分別是光禿禿的、有植被的和有水塘的。其次，對(duì)校園園區(qū)的空氣溫度進(jìn)行了為期一周的測(cè)量并與城市的郊區(qū)進(jìn)行對(duì)比。為此選擇了波特蘭機(jī)場(chǎng)（PDX）的氣象站，它位于校園東北方17公里處。冬天的研究是在位于荷蘭代爾夫特的代爾夫特理工大學(xué)（ TU Delft）的校園內(nèi)進(jìn)行的（圖2，d和e）。代爾夫特（北緯52°，東經(jīng)4°）的氣候也歸為暖溫帶，夏季濕潤(rùn)、溫暖（CFB） 。由于海洋寒流的影響，這種氣候和相似緯度的其他氣候相比，冬季更冷更溫和，夏季涼爽。年平均空氣溫度為10.3，盛行風(fēng)是西南風(fēng)。在代爾夫特的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量運(yùn)用的是初級(jí)數(shù)據(jù)記錄儀

8、來測(cè)量空氣溫度。該裝置的精度是±0.3。數(shù)據(jù)記錄器被放置在帶有鋁蓋的箱子里，以減少太陽輻射的影響（圖2F）。測(cè)量是在在2013年的11月和12月。首先，測(cè)量和比較三種不同屋頂（綠色，黑色和白色）上0.3米高度處的空氣溫度，（一周時(shí)間，以5分鐘為間隔）。隨后，測(cè)定3院落17天的氣溫。第一院子里地上有草，第二個(gè)院子是裸露的黑色地面（瀝青），第三庭院有灌木和水池塘。同時(shí)，測(cè)量了同時(shí)期代爾夫特理工大學(xué)植物園的空氣溫度，并與位于校園東南方13公里的鹿特丹海牙機(jī)場(chǎng)的氣溫進(jìn)行對(duì)比。圖2.(a)為波特蘭在美國(guó)的位置。夏季的案例是在波特蘭州立大學(xué)的校園里進(jìn)行，使用的儀器為HOBO數(shù)據(jù)記錄儀。（d）為代

9、爾夫特在荷蘭和歐洲的位置。冬季案例是在代爾夫特理工大學(xué)的校園內(nèi)進(jìn)行，用盒子屏蔽了初級(jí)數(shù)據(jù)記錄儀。最后的步驟，按比例做了一個(gè)城市庭院的模型，在人工可控的環(huán)境下模擬進(jìn)行了之前的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)步驟中，唯一變量是模型中用于鋪路和制作屋頂?shù)牟牧?。?000W的燈作為熱源，用22W臺(tái)扇產(chǎn)生風(fēng)（圖3）。燈的位置和荷蘭代爾夫特6月21日的太陽位置相似。風(fēng)扇從西南方吹空氣來模擬在荷蘭盛行的西南風(fēng)。用三種材料來覆蓋屋頂和庭院模型的地面，分別是：黑卡板、白色礫石和帶有土壤的草。礫石和草進(jìn)行了兩次測(cè)試：干燥條件下和濕潤(rùn)情況下。每個(gè)實(shí)驗(yàn)花了12小時(shí)：運(yùn)用燈和風(fēng)扇6小時(shí)，運(yùn)行風(fēng)扇6小時(shí)。庭院內(nèi)部和屋頂上方的空氣溫度運(yùn)用

10、iButton類型的DS1923 - F5溫度傳感器。這種類型的數(shù)據(jù)記錄器的精度為± 0.5 。實(shí)驗(yàn)在2014年4月在自由運(yùn)行模式的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行;因此不會(huì)被加熱或冷卻系統(tǒng)影響。光譜反射率和材料的反照率用分光光度計(jì)進(jìn)行了測(cè)定（ Perkin Elmer公司制LAMBDA 950紫外/可見/近紅外）。此外，用一臺(tái)FLIR T420bx用于熱攝影。圖3.三種不同屋頂和庭院道路的比例模型。3.結(jié)果與討論3.1. 夏季研究，美國(guó)俄勒岡州波特蘭3.1.1 三個(gè)不同的庭院夏季的研究在美國(guó)波特蘭州立大學(xué)的三個(gè)不同的庭院內(nèi)進(jìn)行。庭院分別是綠色的，赤裸的和有一個(gè)水塘的（圖4，a至c）。綠色庭院（5層）的院

11、落內(nèi)有灌木和小喬木，磚墻大部分被攀援植物（常春藤）覆蓋。赤裸庭院（1層），有磚墻壁和混凝土路面。有水池的院子（3層）里混凝土鋪地，墻壁為部分磚砌和部分混凝土。三個(gè)庭院同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，以檢測(cè)在空氣的溫差。圖4.波特蘭州立大學(xué)的校園里，綠色庭院（a），赤裸裸庭院（b），有水池的庭院（c）。圖5是三天內(nèi)三個(gè)庭院空氣溫度的記錄。赤裸的庭院具有最高的最高溫度和最低的最低溫度。這個(gè)院子里的溫度在16:30 PM達(dá)到了最高值為33.3 ，在6:00AM溫度達(dá)到了最低值為15.1 。因此，這個(gè)庭院的日溫差最大（18.1 ）。相比之下，綠色庭院表現(xiàn)出最小的晝夜溫差（T=11.5 ），在18:00 PM達(dá)到了最高溫

12、度28.7 。裸露的和綠色的庭院之間的溫度差異最大值是在16:30 PM，溫差為4.7 （8月6日，當(dāng)?shù)厝章鋾r(shí)間為19:57 PM） 。圖5.波特蘭的三個(gè)庭院內(nèi)的氣溫對(duì)比和赤裸庭院對(duì)比發(fā)現(xiàn)，綠色庭院中植被的高反射率及其蒸散作用導(dǎo)致較低的空氣溫度。在有水池的庭院中測(cè)得的溫度竟然是在兩者之間。該庭院的特點(diǎn)有著其他院落所具有的特點(diǎn)：高熱能的物質(zhì)和水池的蒸發(fā)。在夜晚，有水池和綠化的庭院，由于其含有更多的熱能物質(zhì)，庭院慢慢地將白天吸收的熱量釋放到院落的微氣候中，使得內(nèi)部環(huán)境比赤裸庭院內(nèi)的溫度高。而且，樹木和灌木叢減少了從地面輻射到天空的熱量。3.1.2.波特蘭公園的冷卻效果圖4顯示了校園公園的位置。公園

13、面積為46m×950m。將公園的空氣溫度與位于郊區(qū)波特蘭機(jī)場(chǎng)（ PDX ）氣象站的記錄氣溫進(jìn)行比較，如圖6所示。和有著山峰和水池的公園相比，機(jī)場(chǎng)的晝夜溫差更大。在機(jī)場(chǎng)測(cè)量的最高溫度為31.1 （在16:00和16:30 PM），而同時(shí)期的公園溫度為26.2 。記錄中機(jī)場(chǎng)的最低溫度為11.7 ，而在公園為14.6 （在6:00和上午06時(shí)30分，日出時(shí)刻為5:50 AM）。正如所提到的，機(jī)場(chǎng)的晝夜溫差比公園要大。白天兩地溫度最大差值為5.0 ，夜間為3.0 。圖6.波特蘭校園公園和郊區(qū)機(jī)場(chǎng)的氣溫對(duì)比3.2 冬季研究，荷蘭代爾夫特3.2.1 這三個(gè)不同的庭院下一個(gè)步驟，在2013年11月

14、15日至12月30日，在代爾夫特理工大學(xué)的校園內(nèi)（圖7）三個(gè)不同的院落中進(jìn)行了測(cè)量。第一個(gè)庭院（30 ×31 ）覆蓋有草并且有兩顆樹（a）。第二個(gè)庭院（30×58）鋪的是黑色瀝青（b），第三個(gè)庭院（15 × 19 ）有水池和灌木叢（c）。這三個(gè)院落的方向是從東北朝向西南。每隔三十分鐘記錄一次在地面1米以上的空氣溫度。圖 8顯示了四個(gè)代表性日期時(shí)庭院的氣溫。在頭兩天，陽光明媚，黑色的庭院有較高的氣溫。這是由于黑顏色和較低的反射率。此外，院落表面沒有蓄熱物質(zhì)導(dǎo)致晝夜溫差較大。在接下來的兩個(gè)陰雨天，該庭院沒有表現(xiàn)三者中最高的溫度。相反，有水池和灌木叢的庭院中氣溫最高。該

15、院落是以水泥馬賽克地磚鋪地，并且面積是三者最小，這使得它受風(fēng)的影響較小。地面熱量和來自周圍建筑物的輻射熱以及低風(fēng)速，使得這個(gè)庭院比另外兩個(gè)庭院都要更暖一點(diǎn)。整體來看，覆蓋有草的綠色庭院氣溫最低；但是最低溫度記錄是黑色的庭院（1.4）。參考圖7 ，綠色庭院靠近植物園，植物園降低了庭院周圍的氣溫。 圖7.代爾夫特的三個(gè)庭院（a-b-c），紅色星標(biāo)處為植物園圖8.代爾夫特庭院中測(cè)量的溫度值得一提的是，在諸多影響小氣候的熱行為的因素中，庭院的幾何形狀也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。綠色的庭院是3層樓高（三者中最深的庭院），它吸收的太陽能和另外兩個(gè)相比較低。黑色庭院（1層建筑）一個(gè)側(cè)面是開敞的（東南方），這意味著它

16、可以接收清晨的陽光而且很容易通風(fēng)。黑色的庭院有1層高，水池庭院周圍有2層樓高。3.2.2. 代爾夫特公園的冷卻效果通常認(rèn)為由于熱島效應(yīng)，和郊區(qū)相比城市中心的夜間溫度會(huì)更高。由于熱應(yīng)力和建筑物能源消耗，兩個(gè)區(qū)域之間的時(shí)間差大部分是在夏季進(jìn)行比較。為了和郊區(qū)對(duì)比，這項(xiàng)研究調(diào)查了位于市中心的一個(gè)公園而不是市中心。將大學(xué)校園的植物園冬季氣溫和代爾夫特農(nóng)村地區(qū)的冬季氣溫進(jìn)行了比較。位于植物園東南方13公里的鹿特丹海牙機(jī)場(chǎng)的氣象站是一個(gè)合適的觀測(cè)地點(diǎn)。測(cè)量是在3013年11月13號(hào)至12月30號(hào)之間進(jìn)行的。將數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（圖9），顯示位于城外的機(jī)場(chǎng)大體上氣溫總是稍微高一點(diǎn)。植物園每天氣溫高峰趨勢(shì)和機(jī)場(chǎng)是一

17、樣的，但有一個(gè)短暫的延遲。這種延遲可能是由于城市的熱物質(zhì)。這意味著該飛機(jī)場(chǎng)由于空間開敞所以可以自由地接收太陽輻射，因此更容易變暖，而有著很多吸熱物質(zhì)的市區(qū)由于不同的城市幾何形狀和陰影區(qū)則不容易變暖。記錄中機(jī)場(chǎng)的最高氣溫為10 ，植物園最高氣溫略低1 并且有2或3小時(shí)的時(shí)間延遲。還應(yīng)該提到，氣象站記錄的是在地面1.5米高的空氣溫度。在植物園，測(cè)量的是地面1米高度處的氣溫。機(jī)場(chǎng)的開放性和有限的蓄熱物質(zhì)導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)氣溫在夜間快速下降。因此，夜間機(jī)場(chǎng)降溫更快。記錄中機(jī)場(chǎng)的最低氣溫為4.1 在上午07時(shí)00分（在太陽升起前，太陽升起在8:48 AM）。而同時(shí)刻，植物園的氣溫為4.8 。圖9.代爾夫特的植物園

18、和鹿特丹郊區(qū)海牙機(jī)場(chǎng)的氣溫對(duì)比。植物園和機(jī)場(chǎng)也有不同幅度的晝夜溫差變化。小范圍則說明晝夜溫度波動(dòng)小。在這兩個(gè)區(qū)域，花園氣溫的最大值和最小值之間的差是4.5 ，而機(jī)場(chǎng)為5.9 。這表明，植物園的微氣候要比機(jī)場(chǎng)更穩(wěn)定。3.2.3. 三種不同的屋頂在三個(gè)不同的屋頂?shù)臏y(cè)量是在2013年12月的前兩周進(jìn)行的。在代爾夫特，12月21日的最大的太陽角（一年中最短的一天）是中午時(shí)刻，15°。在這兩個(gè)測(cè)量周，三個(gè)不同屋頂?shù)目諝鉁囟让扛?0分鐘測(cè)一次（圖10）。有綠化的屋頂（景天科植物）下的房間是一個(gè)考場(chǎng)，黑色屋頂（瀝青）是一間會(huì)議室，白色屋頂（碎石）下的房間是一個(gè)辦公室。這些空間的加熱系統(tǒng)是相同的（散

19、熱器），散熱器在18:00和6:00之間是關(guān)閉的。表2記錄了變化的特性和峰值溫度，圖11是記錄的溫度。圖10.在代爾夫特測(cè)量的屋頂黑色屋頂表面溫度最高，因?yàn)楹谏蓓敺瓷渎首畹?，因此太陽能輻射吸收最多。而且，該屋頂?shù)奈鼰嵛镔|(zhì)非常少以至于該屋頂可以迅速升溫。但是，這三個(gè)屋頂上的氣溫之間的差異很小。它與設(shè)備的不準(zhǔn)確性有關(guān)，因此這個(gè)結(jié)論應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待。在晴天和多云天氣，顯而易見太陽輻射對(duì)屋頂?shù)娜臻g氣溫有著很大的影響。不過，引人注意的是，在下午白色屋頂散熱比其他屋頂更快。因?yàn)樵谑碌南挛缣柦嵌鹊?，這種屋頂比其他兩個(gè)屋頂更快被陰影覆蓋。此外，受風(fēng)的影響，礫石的開敞多孔結(jié)構(gòu)使得礫石最大地暴露表面積，使得冷

20、卻過程更迅速。在夜晚，這個(gè)屋頂是最冷的，綠色的屋頂是最溫暖的。圖11.屋頂上方測(cè)到的溫度圖12顯示的綠色屋頂.這個(gè)屋頂由釉面墻壁保護(hù)的（如示于圖12），不容易通風(fēng)從而減少了熱量隨風(fēng)的散失。此外，屋頂綠化（土）的熱量在夜間釋放。屋頂綠化的最低溫度始終高于0，而白色屋頂達(dá)到了-0.4 。圖12.綠色屋頂。3.3. 比例模型實(shí)驗(yàn)盡管之前的研究是在真實(shí)條件中做的，但是他們可能也會(huì)被一些看不到的其他因素（如不同的人群活動(dòng)和不同的鄰居，園區(qū)）影響。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中，唯一的變量是用來覆蓋在屋頂和庭院地面的材料。所用的材料是黑色紙板，白色礫石和草。礫石和草，測(cè)定干，濕（一共五個(gè)實(shí)驗(yàn)）。黑色紙板的反射率是0

21、.054 ，干草是0.387（干濕都測(cè)量）。礫石的反照率是0.72 。圖13顯示的是庭院模型院落內(nèi)和屋頂上方的標(biāo)準(zhǔn)氣溫。為得到這些標(biāo)準(zhǔn)值，從屋頂和庭院正上方（表面上方5毫米處）的氣溫減去實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境氣溫。零以上的值意味著該表面上方的空氣比在實(shí)驗(yàn)室空氣溫度高，反之亦然。該溫度6和12小時(shí)后繪制。燈（代表太陽）在六小時(shí)后被關(guān)閉，風(fēng)扇（作為風(fēng)源）在12小時(shí)之后被關(guān)斷，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)。圖13.模型庭院內(nèi)的溫度和屋頂上的溫度關(guān)于模型的屋頂，在用燈加熱6小時(shí)后黑色屋面（最低反射率和最少熱物質(zhì)）有最高的溫度差（2.7 ）。干砂石屋頂有第二高的溫度差；然而，當(dāng)在該屋頂加水時(shí)，其溫度下降下來，并且比實(shí)驗(yàn)室氣溫

22、還要低（-0.7 ）。干燥和潮濕的草屋頂也比環(huán)境空氣溫度低。這項(xiàng)研究并沒有發(fā)現(xiàn)干草和濕潤(rùn)草屋頂之間的顯著差異。這可能是由于水仍然存在于干燥的草的土壤中。然而，可以發(fā)現(xiàn)，草在干濕模式下都比周圍氣溫要低；但是礫石需要澆水才能比環(huán)境氣溫低。關(guān)于庭院的溫度，在6小時(shí)加熱后干礫石和黑色路面有較高的溫差（分別是 + 1.9 和1.7 ）。將干燥的礫石和草與其濕潤(rùn)的情況下進(jìn)行對(duì)比，兩者在干燥情況下經(jīng)過6小時(shí)和12小時(shí)之后都有較高的溫度。當(dāng)?shù)[石路面加水之后，其與干燥模式下的溫度差（4.2 ）比干濕草之間的溫差（2.9 ）差得多。監(jiān)測(cè)12小時(shí)后，和另外兩個(gè)路面相比，濕草路面溫度最低（ -3.2 ）。另一個(gè)很冷的

23、路面材料是濕的礫石（-2.9），而且干礫石和黑色路面之間并沒有顯著的溫差。關(guān)于反照率對(duì)于模型微氣候的作用，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，礫石（最高的反照率）并不一定提供最冷的環(huán)境。草的蒸散作用可以使得屋頂和院落內(nèi)的氣溫更低。4.結(jié)論本文研究了在兩種溫帶氣候下（分別是美國(guó)的波特蘭和荷蘭的代爾夫特）植被和水體在夏季和冬季的熱效應(yīng)。兩所大學(xué)的校園被選定為實(shí)地測(cè)量地點(diǎn)。在這些實(shí)地測(cè)量之后，進(jìn)行了一個(gè)比例模型的實(shí)驗(yàn)。在夏季研究中，與有植被和水體的院落相比，赤裸的庭院具有最高的溫度。赤裸的庭院在夜間的溫度也是最低。綠色的庭院則由于日間植被反射太陽而相反。在夜間，樹木和灌木減少了從地面輻射至天空的熱量。波特蘭校園公園的溫度

24、與城市的郊區(qū)進(jìn)行比較。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，相對(duì)于公園，位于一個(gè)開敞場(chǎng)地的機(jī)場(chǎng)在日間溫度更高而夜間溫度更低。在這個(gè)案例中，還觀察到和機(jī)場(chǎng)相比，公園的晝夜溫差更小一些。在冬季研究中，進(jìn)行了類似的測(cè)量。測(cè)定了3個(gè)院落中的空氣溫度。一個(gè)庭院是光禿禿的地面和黑色的小路，一個(gè)是有草的地面，第三個(gè)有灌木，混凝土磚和水池。第三個(gè)院子是最小的，在陰天的溫度是三者最高。黑色光禿禿庭院只有在晴朗天氣的中午前后是最高氣溫。三種不同的屋頂（綠色，黑色和白色）上方的環(huán)境空氣溫度也進(jìn)行了測(cè)定。黑色屋頂日間溫度最高，綠色屋頂夜間溫度最高。白色屋頂?shù)娜臻g溫度和夜間溫度都是三者最低。此外，比較冬季代爾夫特理工大學(xué)校園內(nèi)花園的氣溫和鹿特丹-海

25、牙機(jī)場(chǎng)的氣溫。類似于在波特蘭的夏季研究，機(jī)場(chǎng)白天氣溫最高，夜間氣溫最低。機(jī)場(chǎng)再次表現(xiàn)出較高的溫度波動(dòng)，而公園有一個(gè)更穩(wěn)定的空氣溫度。比例模型也證實(shí)，和礫石或黑色材料的庭院以及屋頂相比，有綠色道路的庭院和綠色屋頂有著最低的氣溫。實(shí)驗(yàn)還表明，濕潤(rùn)的草和礫石具有更好的冷卻效果。最后，從這些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：在溫帶氣候地區(qū)如波特蘭，植被以矮樹木結(jié)合攀援植物的形式可以在夏季傍晚時(shí)有效降低周圍空氣溫度，可達(dá)4.7 。對(duì)于有夜間活動(dòng)的城市空間來說，水池是另一個(gè)很好的策略，它可以在白天吸收熱量，在夜間再次釋放，使氣候溫和。在代爾夫特的研究表明，在冬季黑色和綠色屋頂要比白色屋頂?shù)臏囟雀?。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于那

26、些加熱比制冷更優(yōu)先的氣候區(qū)是很有用的。不同庭院在夏季和冬季的測(cè)量結(jié)果是根據(jù)之前對(duì)不同表面特性的城市空間的研究。雖然選擇深色表面有助于庭院在冬季能夠保持小氣候幾個(gè)小時(shí)的溫暖，但是一個(gè)綠色的庭院可以使得微氣候的溫度更穩(wěn)定，由于其植被的蒸散量以及濕潤(rùn)的空氣。在夏季和冬季的研究都表明，和郊區(qū)相比，有植被覆蓋的公園的氣溫會(huì)更穩(wěn)定和持續(xù)。市區(qū)中心的公園的氣溫通常比光禿禿的郊區(qū)的溫度要低。其他的研究比較，顯示出城市中心的溫度要比郊區(qū)高。因此，本文認(rèn)為，位于城市中心并且有著開放空間的大學(xué)校園可以通過增加更多植被和水體來減輕城市的熱島效應(yīng)。比例模型試驗(yàn)表明，和礫石相比，具有更低反射率的植被具有更強(qiáng)的冷卻效果。從

27、這項(xiàng)研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，屋頂和院落的溫度效應(yīng)并沒有在冬季表現(xiàn)出和夏季顯著的差別。以前的研究主要集中在夏季的效應(yīng)，這項(xiàng)研究表明相似的效果可以在冬季進(jìn)行觀察。答謝筆者很感謝和代爾夫特理工大學(xué)植物園的鮑勃爾瑟姆博士的合作以及鮑勃爾瑟姆博士提供的咨詢。附錄圖14顯示經(jīng)過電燈七小時(shí)的照射（以及七小時(shí)的風(fēng)扇）后，模型所用的材料的表面溫度。黑色材料，干草，濕草，潮濕的礫石和干礫石的表面溫度分別是28.1 ，27.8 ，20.9 ， 24.5 和28.1 。這個(gè)數(shù)字說明了和干燥狀態(tài)下相比，濕潤(rùn)后的草和礫石的表面溫度更低。干礫石和黑色材料具有相同的表面溫度。圖14.實(shí)驗(yàn)中模型所運(yùn)用材料的對(duì)比文獻(xiàn)參考：1 Ok

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