[读懂科学]炙热屋顶、难以降温的城市…笼罩冬夜的辐射热层
冬夜虽然寒冷,但城市却不易降温。白天被道路和建筑物吸收并蓄积的热量停留在空气中,在市中心上空形成一层看不见的“热之屋顶(Heat Dome)”。
这层“盖子”虽薄却顽固。夜色越深,热量越是缓慢消散,城市仿佛给自己盖上被子入睡般,始终带着一丝暖意。
道路在降温,空气却还热着
冬季午夜前后,市中心平均比郊区要暖2~3摄氏度。白天吸收的辐射热在整晚缓慢释放,而微弱的风和晴朗的天空则把这些热量“锁”在大气中。
由此形成的稳定层,就是“热之屋顶”。虽然肉眼不可见,但有分析指出,这一薄薄的空气层可以让城市的降温速度减缓20%~40%。
国立气象科学院(NIMS)气象应用研究部博士 Kim Gyurang 表示:“冬季城市中,供暖、交通和商业设施产生的废热与地表辐射热相互叠加,形成复杂的热流动”,并解释称:“由此导致夜间气温下降被推迟,甚至改变了城市的能源消费结构。”归根结底,城市处在一个不断回收自身产生热量的循环结构之中。
室内的热,也是城市的温度
首尔市中心商业区的写字楼,室内温度平均比附近公寓小区高出约3摄氏度。这是因为照明、设备和供暖产生的废热整夜通过墙体和屋顶向夜间近地空气层泄露。
根据首尔市和韩国建设技术研究院(KICT)等多方建筑能源分析资料,市中心商业区建筑冬季室内温度平均在21~22摄氏度左右,比邻近居住区公寓(约19摄氏度上下)通常要高出2.5~3摄氏度。
这些来自照明、设备和供暖的废热通过外墙在夜间持续排放,起到了支撑城市“夜间残余热”的作用。
建筑外围护结构越老化,这一效应越明显。首尔市的能源诊断结果显示,老旧商业建筑外墙的热损失率比新建建筑高出25%以上。最终,每一栋建筑都在运作:小则像一台暖炉,大则如同一座温室。
当这些热量汇聚在一起,城市在一整夜里都难以彻底冷却。辐射热形成的层状结构在无风的日子里会变得更厚,而生活在其下的人们,则会体验到“寒潮中的温暖”这种矛盾的体感。
“冬季热岛”降温的新尝试
首尔和大邱近期正在同步开展冬季残余热缓解实验。在光化门、市厅一带铺设了低反射路面材料,将路面的热吸收量减少了30%;大邱则在推进综合考虑风向的建筑间通风廊道优化工程。
部分地区还在公寓小区之间打造“热量分散绿地”,开展吸收并分散夜间辐射热的试验。
专家评价称,这类尝试“已不再只是阻挡夏季酷暑的技术,而是延伸到对冬季热循环进行整体设计的新型城市科学”。
在热之屋顶之下
冬夜里温暖的城市,并非单纯的气候现象,而是城市结构与能源使用相互咬合形成的热量循环系统。混凝土和玻璃储存热量,供暖和交通又在其上不断叠加新的热量。最终,城市像一个巨大的蓄热体(heat reservoir)在运转。
Kim Gyurang 博士强调:“热岛现象已经不能再只看作夏季酷暑问题”,“必须以‘四季型城市气候管理’来应对,把能源使用、建筑设计和通风廊道保障统筹考虑。”
为城市“降温”的工作,正在超越单纯冷却技术本身,进入同时设计气候适应与能源效率的科学领域。
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