气温超44℃的夏天,如何给城市降温?

2022年夏天,高温席卷了北半球。

在我国,共有71个气象站日最高气温突破历史极值。其中,河北灵寿、藁城、正定和云南盐津日最高气温都突破了44℃。

高温改变生活,2022年“哪儿凉快哪儿呆着去”再也不是一句骂人的话。

但极端高温不只是让这个夏天变得难挨,更会危害人们的生命安全。六月以来,热射病致人死亡的新闻频频上热搜,这种重度中暑引起的急症致死率介于20%~70%。

对于个体来说,除了“少出门”、“尽量窝在空调房”之外能做的似乎并不多。

其实,能有一个空调房来“避难”已是幸运。据悉,英国由于气候一直都比力温和,房屋很少装备空调,而英国气象局15日发布有史以来第一个异常高温红色预警,英国气候专家曾断言:“我们还没有准备好应对这场危机”。

栖身其中的建筑

极端气温频发的情况下,建筑物设计的游戏规则已经改变,但是人类的应对却是滞后的。

以英国为例,这个长期处于温带海洋性气候的国家对于阳光有着天然的向往,他们热衷于向阳的大面积玻璃窗,也并不十分重视通风设计,当热浪来袭,这些毫无遮挡的格子间就变身成为温室。

按照比来的一项调查,英国有多达 460 万户家庭过热。有英国市民表示,本身的卧室温度六月来经常超过三十度,有时他们会用冰袋来降温,还有些时候会去公共走廊上过夜。

正如建筑设计师安娜莉里奇斯所说,片面强调“向阳”和“采光”的时代已经过去,我们需得提升“防高温”这一指标在房屋设计中的权重。

“第一步,我们可以考虑先给向阳的屋子加上百叶窗”,安娜莉里奇斯说,通过百叶窗或者透明隔热膜避免阳光直射,不仅操作简单并且可以有效地降低室内温度。

Mashrabiya是一种具有阿拉伯特色的“百叶窗”。这是一种固定在建筑物外侧的悬窗,它经常被设计成细密的几何图案,这既能保证住户的隐私需求,又能避免阳光直射来达到降温的效果。

Mashrabiya还藏有其他的玄机,这种悬窗通常在底部会有一个小开口,而在较高的部位有一个较大的开口,使得气流在底部沉积,阿拉伯家庭还习惯在悬窗中放入水罐来冷却空气,以此引导更多的冷气流进入室内。

位于巴黎的阿拉伯世界文化中心就化用了这一传统设计思路,在中心的南立面,建筑师设计了一面颇具阿拉伯风格的机械窗:白日太阳直射强、热量大,窗扉就会和闭,而薄暮则会开启窗扉,加大采光量。

所以,给房屋降温总的来说有两条路径,第一是遮阳、第二是通风,如果能够在通风时做到空气冷却则再好不外。

我国古代的夏房似乎完美适配了这些要求:夏房往往建立在背阴处,并且被密集的绿植包裹,同时会双侧开窗引入天然的“穿堂风”,因此天气再热,也能格外清凉。

而在现代,如果预算足够,南北通透的房间应该就是最优解——既能保证采光,又有足够的纵深消解热量,还能通过空气对流来降低室内温度。

除了遮阳通风之外,还可以通过改变建筑物外部颜色来降低温度。

劳伦斯伯克利国家实验室研究人员曾对不同颜色的屋面材进行对比试验,当空气温度为12.8 ℃时,黑色屋顶气温高达61.1 ℃,而白色屋顶为8.3 ℃——比空气温度还要低3 ℃。

英国牛津大学的研究员表示,这听起来可能不是一个巨大的差异,但下降的这3 ℃可以将因高温造成的死亡人数减少四分之一。

总结来说,浅色的屋面温度更低,而深色的屋面温度更高。所以很多城市的居民都开始用白色涂覆盖屋顶,希望以此来达到降温的效果。

还有些建筑会通体使用浅色涂,从视觉和物理层面合力打造了“清凉盛夏”的体验。

除了浅色涂,覆盖在建筑物上的绿植同样能够起到降温的作用。

在新加坡你可以看到这样一幅景观:很多房子都“披”着植被,并且这里的每棵树都有身份证,如果你想知道树的品种和年纪,只要用手机打开“树地图”,便可以一览无余。

意大利米兰的“垂直森林”更是将建筑物和绿植的结合做到了极致。在这里,错落有致的绿植让每一个住户都拥有本身的空中花园不再是幻想。

除了建筑本身的设计之外,还可以将建筑降温纳入到整体城市规划中去。比如,巴黎就用塞纳河水来为周围的公共建筑降温,加拿大多伦多市也建有湖源冷却系统,利用安大略湖深处的湖水来为城市的部分建筑降温。

工人们在连接湖源冷却系统的管道

如何给街道降温

街道是将建筑连接起来的城市动脉,是城市的另一个重要组成部分,建筑降温的原理在街道设计中大多都是适用的。 

最简单的还是遮阳通风。 城市行道树的重要性不言而喻。 除此之外,我们也可以调整建筑物距离来实现这一目标。 

岭南地区的另一个降温“特产”深巷就运用了这个原理。 这些开辟于民居之间的巷子往往十分狭长,同时两侧的民居又十分高大。 这样一来,既能阻挡阳光的照射,又能让气流在经过狭小的过道时挤压加速,使得深巷成为天然的通风管道,吸引了周围的住户在盛夏纳凉。 

现 代也有城市专注于打造“深巷”,比如马斯达尔城,在不允许车辆通行的情况下,城市规划要求建筑物缩小间距,为公共人行道遮阳。 

街道降温留给大家的另一个重要记忆是洒水车,除此之外,还有很多设计也都在“水”的利用上发力。 

在巴黎街头,Wallace喷泉曾在一个多世纪前为平民提供免费的干净饮用水。 而在极端炎热的2022年夏天,Wallace喷泉陆续装配上了柔细水雾喷嘴,在热浪笼罩的街头制造半晌清凉。 

而在维也纳,政府会在特按时间段关闭市中心部分路段,禁止车辆进出,并在临河的树荫下放置座椅、装备水雾系统,当街打造避暑胜地。 

韩国首尔则将过去覆盖清溪川的5.8公里高架高速公路改建成多功能滨水走廊,与几个街区外的平行道路比拟,这条滨水走廊将周围的温度降低了3.3°C至5.9°C。 

当然,也有一些思路会在街道降温的设计中翻车。 

比如,同样是浅色涂,当洛杉矶政府将涂刷在马路上就引起了极大争议。 

从理论上来说,浅色路面同样是能够缓解城市高温的。 麻省理工学院相关研究还表白,在美国全境铺设浅色路面可以节省用于车内制冷的能源,这相当于减少400万辆汽车一年的排放量,是极有利于控制温室气体排放、缓解全球变暖的。 

但是问题在于,浅色路面反射的太阳辐射会直接被行人吸收。 

通常情况下,沥青会吸收太阳辐射,然后将热量慢慢溢散到空气中。 而浅色路面的反射相当于让行人直面 10% 的太阳辐射,这不仅会升高温度,有时还会刺激眼睛,让行人在高温天气中更加头晕目眩。 

一项针对洛杉矶的研究表白,如果行人受到遮荫树的庇护并且距离道路超过 16 英尺(大概5米),则可以避免这些热效应。 

所以抱负的解决方式是,将浅色路面的机动车道和传统路面的非机动车道分开,保证二者之间保持五米摆布的距离,并用行道树进行阻隔。 但是很多城市的规划显然是没有办法满足这一条件的。 

公共空间的冷却

在夏天的室外行走,我们总喜欢走在行道树的树荫下或是建筑物的暗影中,躲开了阳光的毒辣直射,就能感觉到凉爽不少。但是,城市里能遮蔽太阳的地方总是断断续续,在暗影里凉快不了多久就要沐浴在阳光里拥抱酷热。那么,能不能把暗影连起来,为整片室外空间都遮挡阳光呢?

在对抗高温天气有丰富经验的沙特阿拉伯就进行了这样的尝试。

麦地那是阿拉伯境内的一大圣城,每年数以百万计的朝圣者聚集于此。沙漠气候让这座朝圣之地炎热异常,为了给各地赶来的朝圣者提供舒适的露天广场,沙特政府委托德国设计师SL Rasch与Sefar建筑公司合作为麦地那清真寺广场装上了250把巨大的太阳伞。

这高达20米的巨型太阳伞由广场中原有的灯柱改建而来。大伞收起时是点亮广场的路灯,打开后则能为朝圣者们阻隔沙漠里的烈日。

整个广场雨伞遮阳面积总计14300平方米。朝圣期间,当遮阳伞全部打开,伞下温度可以下降至少8℃,将整个广场和全部朝圣者们拢进荫蔽之下。

位于新加坡滨海湾花园的太阳能超级树也与这壮观的巨型遮阳伞有异曲同工之妙。

为了进一步提升绿化面积,提高清洁能源的利用率,新加坡政府斥巨资在新加坡南部打造了一个集人造森林、可回收能源转化站等功能为一体的滨海湾公园。公园里,最引人注目的就是18棵巨大的太阳能超级树。

这种人造机械树不仅可以转化太阳能、收集雨水,还在枝干上覆盖着来自全球各地的奇花异草,为在树下的人们遮蔽阳光,带去清凉。

机械枝干上缠绕的绿色植物不仅能为其下方行走的游人们遮挡阳光,更与整座花园的各类植物一起,构成一个小型生态圈,改善濒临赤道的新加坡的炎热气候。

这也是绿色植物在城市公共空间环境改善上的一个重要作用。炎炎夏日里,树冠的荫蔽能遮挡阳光,叶片的蒸腾作用能快速地带走热量,缓解城市的酷暑。成片的“绿色”就是城市夏日里的“空调”。

哥伦比亚麦德林市的绿色走廊就是这样的一座空调。

为缓解城市过快的无序发展带来的污染与愈发严重的热岛效应,麦德林市政府决定推进绿色走廊的计划。2016-2019年,麦德林市创建了36条绿色走廊,其中18条沿城市道路,18条沿水路。

面积超过36公顷的走廊将城市外围的绿色连城一片。在成片绿色的环绕中,这座位于热带的城市凉爽了不少,有绿色走廊的地区已经出现了高达 4°C 的降温。

夏日里,城市的空调不仅仅是绿色密林,还有城市中的水体,尤其是湿地。

城市中湿地的建设对于城市公共空间炎热的缓解有着重要的作用。科研人员通过对成都43个湿地的降温效应分析发现,夏季湿地的降温效应很强,可将周围环境降温超过4℃。

一个脍炙人口的湿地庇护与开发的案例就是杭州的西溪湿地。风景明丽、如诗如画的西溪湿地不仅给杭州带来“一曲溪流一曲烟”城市幽景,也对对其周边多达15平方公里的气温起到0.5℃-1.5℃降低作用,为长三角火炉之一的杭州保留了一片夏日清凉之所。

如果说大面积的绿植覆盖和自然水体是城市公共空间中强劲的“中央空调”,那么为了更好地冷却城市中无处不在滚烫空气,还可以为城市添上“风扇”,向空气中增加流动的风,吹走热量。

但这并不味着要用一个巨大的鼓风机为城市造风,或是给城市装上室外空调。

迪拜城市步道的室外空调

这种机械性的装置需要消耗大量的电力,带来巨大的温室气体排放,反而会给城市的气温上升按下加速键。而摆脱对现代技术的依赖,重新审视城市的统筹规划,合理构建城市中人工建筑与自然环境的布局,才能给城市中的凉风更多机会。

“Vista氢商业”(ID:Qingshangye666),作者:九子萍&清雯,经。

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