反射路面對城市峽谷反射率的影響

梁槚 覃英宏 譚康豪

摘要：太陽輻射在城市峽谷內形成多重反射，加劇城市熱島效應。峽谷太陽輻射吸收量與城市結構、墻體和路面反射率及時間顯著相關。建立城市峽谷反射率數值模型，評估提高路面反射率能否有效提高城市峽谷反射率，并探討反射路面對鄰近建筑墻體的反射與散射輻射的影響。通過現場觀測數據驗證數值模型的可靠性。研究結果表明：建筑物高度與路面寬度之比（縱橫比）是城市峽谷反射率最關鍵的影響因素，當峽谷縱橫比<1.0時，路面反射作用較為明顯；而且，相對于冬季，夏季時峽谷內反射路面能向鄰近建筑物反射更多的額外散射輻射，而峽谷走向對額外散射輻射的影響較小。當峽谷縱橫比<1.0時，建議采用反射路面緩解城市熱島。

關鍵詞：縱橫比；反射路面；鄰近建筑物；城市峽谷；反射率

中圖分類號：TU111

文獻標志碼：A 文章編號：1674-4764（2016）03-0129-09

Abstract：An urban canyon absorbs more sunlight than a flat， open surface due to multiple reflections in the canyon， increasing the urban heat island effect （UHI）. One geo-engineering idea to mitigate the UHI to make the conventional pavements more reflective and to return more radiation to the sky. The urban canyon albedo （UCA） are modeled and the model with experimental observations are validated. We investigated whether increasing the pavement albedo can raise the UCA effectively based on evaluating the reflective diffuse radiation from the pavement to adjacent building walls. It is found that the ratio of buildings height to the road's width determines the UCA whereas other factors acts secondary roles. During summertime reflective pavements in an urban canyon reflect a sizable additional diffuse radiation to the adjacent walls. Reflective pavements are recommended for only an urban canyon with an aspect ratio no greater than 1.0.

Keywords：aspect ratio； reflective pavement； adjacent building； street canyon； albedo

城市結構包括建筑墻體、屋頂及道路，道路與建筑兩側的空氣形成類似于峽谷的地貌特征稱為城市峽谷。城市峽谷內部吸收或反射太陽輻射不同于平坦地面，城市峽谷內部某一面的反射輻射被其他面阻攔不能直接“逃出”峽谷，形成多重反射。而多重反射極大地增加城市峽谷太陽輻射吸收量，進而加劇城市熱島效應。

AIDA等[1-2]通過實驗測試不同季節不同峽谷走向的城市峽谷反射率，結果表明，城市峽谷反射率隨時間變化并與峽谷走向有關。基于此實驗，研究人員采用數值模型研究城市峽谷高反射率墻體材料的隔熱性能[3]、城市峽谷反射率[4]、日平均加權反射率[5]以及城市峽谷反射率日變化[6]。研究發現，城市峽谷反射率明顯低于路面和建筑墻體的反射率。提高路面反射率是提高城市峽谷反射率的一種有效方法[7-8]。……