打造城市“清涼綠洲”

文｜管一珉

在全球變暖的大背景下，高新技術(shù)和出奇妙招能為我們的城市守住一份清涼嗎?

世界上的多半人口生活在城市，而城市正變得越來越大、越來越熱。自然資源保護委員會預(yù)測，到2099年，美國最大的40個城市每年夏天將平均遭受近7周的極端高溫天氣，是現(xiàn)在的8倍之多。而單純地打開空調(diào)又會使熱氣涌到街上，結(jié)果會更加糟糕。那么，怎樣才能給大都市降溫呢？

熱反射材料路面

要扭轉(zhuǎn)越來越熱的勢頭，一種方式是讓城市少吸收一些熱量。希臘雅典大學(xué)的物理學(xué)家馬特·桑塔瑞斯和他的團隊正在研發(fā)一些路面和屋頂?shù)牟牧?，讓它們反射而不是吸收熱量。馬特稱，因為路面和屋頂占據(jù)了城市地表面積的一多半，減少它們儲存的熱量也就能夠顯著降低道路溫度。

這么做值得嗎？實驗表明，熱反射材料的屋頂可以減少建筑物內(nèi)住戶空調(diào)的使用，從而降低能耗、減少碳足跡。在西班牙東南部溫室的普及過程中，熱反射塑料和玻璃取代了原來的灌木叢，令當?shù)販囟纫悦渴?.3攝氏度的速度下降。

馬特實現(xiàn)了最大的反射材料表面的城市試驗：他在傳統(tǒng)建筑材料中加入能反射紅外波段熱能的無機礦物顆粒。2010年，4500平方米這種經(jīng)改良的路板被鋪設(shè)在了雅典Flisvos公園。之后夏天的測量數(shù)據(jù)表明，改良后的路板比普通的路面要涼快約12攝氏度。

不過熱反射表面本身并非萬無一失。2012年的一項研究發(fā)現(xiàn)，熱反射人行道可將熱量反彈到臨近的建筑，反而增加了室內(nèi)空調(diào)的使用需求。加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的另一項獨立研究顯示，大面積使用這種材料事實上會增高全球溫度。另外，盡管熱反射材料在炎熱、多日照的地方效果良好，但是在大陸性氣候的地區(qū)，如丹佛或莫斯科，則會造成冬季取暖成本上升。

植物綠洲

相對而言，把路板換成綠地會更加有效。植被帶來的蒸騰降溫作用可以緩解熱島效應(yīng)，還能提供蔭蔽——樹陰下就可以比外面低7℃。但在已經(jīng)過度擁擠的城市中增加綠地的實踐性幾乎為零，尤其在一些連房地產(chǎn)價格都已飆到天文數(shù)字的地方。

英國班戈大學(xué)循證保護中心的安德魯·普林說：“在空間有限的城市里，綠色的屋頂、墻面和行道樹也許更可行，理論上來講它們應(yīng)該可以中和熱島效應(yīng)。”盡管如此，普林和他的同事在“城市綠植的氣象分析研究”中仍然指出，研究人員尚不清楚哪種植物最有效、降溫效應(yīng)可延伸的范圍有多大，至少需要多少綠植才能平衡一定量瀝青和水泥所產(chǎn)生的熱量也都沒有定論。

最要緊的是，城市微氣候的調(diào)節(jié)不僅難度大、成本高，而且分析工具仍相對粗糙——缺少測量 城市熱島效應(yīng)的簡易模型。馬特說，對地形等當?shù)匾蛩氐臏y量考察也十分關(guān)鍵。在一些城市，市區(qū)改造項目給這一想法提供了試驗田。這些項目也給跟蹤溫濕度技術(shù)提供了基礎(chǔ)，以找出從何入手進行改善。

臺灣的臺中中央公園旨在重新開發(fā)舊臺北機場周邊荒廢的區(qū)域。臺北政府把項目交給了法國環(huán)境建筑設(shè)計師凱瑟琳·摩斯巴赫，她提議以“綠肺”計劃把居民從他們的空調(diào)“蝸居”里吸引出來。

項目將公園分成不同區(qū)域，用不同方法調(diào)節(jié)微氣候。如有些區(qū)域較為涼爽、濕度較低，適于戶外運動；另一些有助于清潔空氣：利用路面中的吸光催化劑吸收能量并用以分解空氣中的污染物。

為了降低濕度、增加舒適感，凱瑟琳還設(shè)計使用“逆綠洲”——一個連接電子除濕器的18米長的帶孔平臺——來完成。凱瑟琳團隊的模擬估計，“綠洲”周圍的體感溫度可以降低4攝氏度之多。同理，“凍湖”區(qū)域會把冷卻裝置吹出的涼風(fēng)送到成階層分布的塑料地板和座椅之間。公園的能源供應(yīng)來自于一組風(fēng)力發(fā)電機，所以綠洲可持續(xù)運轉(zhuǎn)。

熱變色鋪路材料

一個更為恢弘的計劃則置身于阿爾巴尼亞首都地拉那的老城，用來改善微氣候。馬特與希臘建筑師尼可·芬提克斯在2012年重新改造了一片約2平方公里的地塊，引入更多植被、遮陽物和另一項馬特的發(fā)明——熱變色鋪路材料，它包含的熱敏材料會隨著溫度的變化改變顏色。

這種路面冬天呈現(xiàn)深色，可以有效吸收熱量；隨著溫度上升，路面將轉(zhuǎn)而經(jīng)黃色變成白色，這時反射的熱量更多。這項設(shè)計的最后一個部分是一套地空熱交換系統(tǒng)，交換器吸收熱空氣，通過埋于地下3米的管道循環(huán)；這里的溫度比地表低幾度，經(jīng)此冷卻的空氣最終通過齊頭高的通風(fēng)管排送到公共區(qū)域。

地拉那的改造不會止步于此。建筑設(shè)計公司Grimshaw已經(jīng)成功競標該市的總體規(guī)劃權(quán)，類似的改造將在約14平方公里的土地上鋪開。

關(guān)注建筑構(gòu)造

根本上講，再改造項目不應(yīng)只關(guān)注露天區(qū)域，也應(yīng)關(guān)注城市的基本構(gòu)造——建筑。英國雷丁大學(xué)城市氣象學(xué)家珍妮特·巴羅說，商店、房屋和辦公大樓的形狀、大小和分布可以影響“街道峽谷”里的風(fēng)速。她的建模顯示，街道的寬度是建筑高度的1.5倍時，才足以提供持續(xù)的空氣流給居民降溫并消減和驅(qū)散污染。

荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)工程師勞爾·魯尼說：“建筑本身就可以用來調(diào)控他們的直接環(huán)境?！卑⒉荚鹊拿啄恰ぴ恋潞I項目就是一個例子，圓柱形的建筑被一塊巨大的幕簾包裹，幕簾跟隨太陽的照射移動，給建筑中間的露天公園提供全天候的遮蔭。魯尼說，更多種類的活動外立面正在開發(fā)中，這些熱敏材料有的會隨溫度變換顏色，也有的隨著溫度變化而“出汗”，可以增加空氣濕度。

最終，影響最大的還是那些低科技含量的解決之道。葡萄牙北部生態(tài)城市開發(fā)項目“普蘭愛提谷”安裝的空調(diào)用上了太陽能板的剩余電力，這差不多就跟用冰塊兒一樣樸實。

“冰盾”項目

全世界最冷的首都城市——蒙古國首都烏蘭巴托有接近冰點的全年平均溫度，其最低氣溫達零下43度，卻也有遭受高溫和致命空氣污染雙重折磨的嚴酷夏天。于是，蒙古國政府不得不決定嘗試一個新奇的怪招。

2011年11月，工程師們開始在城市北部一塊30公頃的土地上成片鉆洞，并用水填滿。冬天的時候，水會在地下結(jié)成約2米長的大棒冰；到了夏天，大冰棒則會緩慢融化，為當?shù)睾恿魈峁┭a給，滋養(yǎng)植物的生長，同時冷卻吹向城市的熱風(fēng)。

蒙古清醒空氣基金會烏蘭巴托項目協(xié)調(diào)官馳慕德·額德妮·巴特爾介紹說，“冰盾”項目的實施非常有效，政府正打算在更大范圍安裝這種自然空調(diào)；并且任何一個大陸性氣候的城市都能用這種方法，將清涼的休閑娛樂區(qū)建在城郊或直接將其融入市中心，能源的節(jié)省量將是相當可觀的。