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城市消暑/通風+遮陽就能降溫14°C?除了吹冷氣外,美國鳳凰城、阿拉伯還靠這些小巧思降溫

城市消暑/通風+遮陽就能降溫14°C?除了吹冷氣外,美國鳳凰城、阿拉伯還靠這些小巧思降溫
撰文: 台達電低碳生活部落格/許祖菱     分類:永續城鄉建設     圖檔來源:Unsplash/Andrew Seaman 日期:2024-07-03

受氣候變遷影響,全球各地正面臨嚴峻的高溫威脅。各國紛紛從建築和城市設計方面著手,尋求解決之道。

城市作為人類對抗致命高溫的第一道防線,各國政府也積極採取措施為城市降溫,像西班牙塞維亞就設計出具有冷卻功能的地下水管、美國鳳凰城研發了讓路面降溫的技術,阿布達比則在高樓外牆蓋動態遮陽板抵禦酷暑。

北半球今(2024)年還沒正式迎來盛夏,氣候變遷帶來的高溫威脅已讓各國如臨大敵。熱浪侵襲印尼、泰國、巴西、西班牙;野火肆虐剛果、緬甸及委內瑞拉等國。聯合國世界氣象組織(WMO)警告,在聖嬰現象影響下,2024年可能會比有紀錄以來最熱的2023年更熱,為了因應高溫威脅,不少城市各出奇招。

 

西班牙塞維亞 ── 太陽能現代坎兒井

 

「氣候變遷的影響非常明顯。」塞維亞市長桑斯(José Luis Sanz)說。位於西班牙南部的塞維亞(Seville),是受熱浪影響最嚴重的歐洲城市之一,致命高溫可能危及數千名居民的健康安全,並威脅到價值達2兆美元的觀光業。

 

為了幫助城市降溫,塞維亞提出了實驗計畫「CartujaQanat」。該計畫包括一套地下管線系統,能夠利用空氣、水和太陽能將建築內溫度降低10°C。這個創新系統的靈感來自1000年前波斯時代的智慧 —— 坎兒井。

 

坎兒井是一種地下水道,能在炎熱和乾旱的環境下將水引到農田,流動的水也能冷卻空氣。CartujaQanat正是受此啟發,設計了晚上讓水通過高架渠,再流入地下巨型水箱的冷卻系統。當氣溫隨日照升高,太陽能泵會啟動,將冷水送往風扇前的水道,藉以產生冷空氣。

 

CartujaQanat專案主管羅培茲(Juan Luis López)解釋,「這和家用空調系統不同。我們利用了自然技術和材料來降低溫度。」即使冷卻管線不運作,設置CartujaQanat的廣場也具備降溫效果。除了建築位置低於地面約2公尺外,屋頂還塗有能反射陽光的白色塗料,周圍的植被與柱子也有助於降溫。(延伸閱讀:北市體感溫度上看43度,午後又下暴雨!鄭明典說主因在「海風調節失靈」,那是什麼?

 


西班牙塞維亞的「CartujaQanat」實驗計畫。圖片來源:截取自Cartuja Qanat官網

 

美國鳳凰城 ── 涼爽路面鋪料

 

鳳凰城地處沙漠,年平均溫度常居全美主要城市之首。去年有數百人因酷暑高溫喪命,特別是低收入社區和街友們,最容易受到高溫威脅。為了緩解都市熱島效應,鳳凰城決定從吸收大量熱能的深色柏油路著手。

 

市府與亞利桑那州立大學(ASU)研究團隊合作,展開了一項「涼爽路面計畫」(Cool Pavement Program),利用創新的冷卻路面塗層,將路面從吸熱變為反射太陽輻射,並規劃持續增加「涼爽路面」的鋪設長度。

 

亞利桑那州的涼爽路面計畫,經測試可比傳統瀝青路面降低最多12°F。照片來源:截取自ASU School of Sustainability《X》帳號

 

根據市府網站,這種塗層是一種水性瀝青處理劑,不含有害化學物質,且能與傳統瀝青兼容。由瀝青、水、肥皂(作為乳化劑)、礦物填料、聚合物和回收材料組成,經測試可比傳統瀝青路面降低最多12°F。

 

然而,這項降溫方案仍在試驗階段。亞利桑那州立大學的研究數據顯示,走在人行道上的民眾並未感受到明顯差異,甚至有些人感覺更熱。研究人員發現,涼爽路面必須有策略性地鋪設,例如在人流量少的地方,才能有效為城市降溫。

 

阿拉伯聯合大公國阿布達比 ── 動態遮陽板

 

中東居民自古以來就面臨高溫的挑戰,阿布達比的氣溫甚至可能飆升至50°C以上。在沒有冷氣的時代,民眾如何避暑?現代建築師從古老的阿拉伯建築找到了答案。

 

「Mashrabiya」是伊斯蘭建築中常見的圖騰窗花。一些陽台上會加裝這種窗花,防止陽光直射室內,不僅能維持自然採光,還能讓建築內保持通風涼爽。

 

阿布達比的巴哈爾塔(Al Bahar Towers)便是借鑑了Mashrabiya的智慧,為25層高的建築裝上了超過1000片的動態遮陽板。每片六角形遮陽板都內建傳感器,可以根據太陽光自動調整位置。當陽光照射到遮陽板時,它們會像雨傘一樣展開,阻擋熱源;而當太陽下山,遮陽板則會自動摺疊。(延伸閱讀:聖城麥加高溫飆破50℃,逾900名朝聖信徒熱死!為什麼這麼嚴重?

 

巴哈爾塔的建築師卡拉諾(Abdulmajid Karanouh)表示,「不讓陽光直接照射建築物表面,導致過熱或眩光,這是一個非常簡單的概念。」

 

若沒有這些降溫措施,阿布達比建築外部的溫度可能高達90°C。巴哈爾塔的技術不僅幫助建築物減少人工照明需求,還降低了50%的空調用量。

 


阿布達比的巴哈爾塔裝設了超過1000片的動態遮陽板。照片來源:Still ePsiLoN/Flickr(CC BY 2.0)

 

簡單智慧也能為城市降溫

 

為房屋降溫有時很簡單,美國奧勒岡大學的一項研究發現,僅靠自然通風和遮陽,就可以將室內溫度降低約14°C,並減少空調負荷達80%。這項研究利用了2021年太平洋西北地區的熱浪數據進行模擬,當時的熱浪導致數百人喪生。

 

增加城市裡的植被和樹木也能降低熱傷害。哥倫比亞第二大城麥德林種植了一條「綠色走廊」,讓行人和騎自行車的人能在樹蔭下移動,避免陽光直射,還能為城市降溫約2°C。新加坡則在高樓外牆種植茂密植被,為建築表面降溫。(延伸閱讀:熱傷害就醫突破400人!兒童、戶外工作者都是高風險族群,8大建議讓你遠離感噁心、頭痛

 

另一種便宜又簡單的方式是將屋頂漆成白色或塗上降溫塗料。如今,有越來越多的城市在建築法規中要求設置「涼爽屋頂」(cool roof)。洛克菲勒基金會韌性中心極端高溫項目主任希克曼(Kurt Shickman)表示:「從市場角度來看,這是顯而易見的選擇。最近,許多城市已經開始試驗,將這種涼爽塗料技術應用到街道和停車場。」

 

 

參考資料

Down to Earth(2024年3月29日)Climate crisis everywhere, all at once: Record-breaking temperature in 10 countries across 4 continents

彭博(2024年8月8日)One of Europe’s Hottest Cities Rediscovers an Old Cooling Technique

Inside Climate News(2023年7月29日)Phoenix is Enduring its Hottest Month on Record, But Mitigations Could Make the City’s Heat Waves Less Unbearable

FOX10(2023年7月25日)Is Phoenix's 'Cool Pavement' program working? Here's what one expert is saying

CNN(2022年8月4日)These cities are better at enduring extreme heat. Here’s what they’re doing different

CNN(2012年11月19日)Skyscraper turns to age-old design to block the desert sun

德國之聲(2023年8月21日)Heat: What's the alternative to air conditioning?

Grist(2023年10月5日)How to build a heat-resilient city

 

本文獲《台達電子文教基金會》授權轉載,原文見此