不同冷卻屋頂對城市街區熱環境的影響模擬

作者：金玉芝,王詠薇,程迪

摘要：當前采用何種冷卻屋頂材料緩解城市化帶來的高熱災害是城市氣象領域的熱點問題。本文基于城鎮能量平衡模式(TEB),分析了4種不同材料的冷卻屋頂,包括轉化效率為14%的太陽能板(覆蓋面積分別占屋頂面積的100%及50%)和3種高反照率材料:鋁箔瀝青膜、白色TPO膜、科羅拉多大學新研發的玻璃聚合物混合超材料,在2017年夏季高溫熱浪時間段(7月16~30日)對建筑物街區屋頂表面溫度及輻射熱量產生的影響。結果表明在持續高溫的天氣背景下,在屋頂鋪設超材料和100%覆蓋面積的太陽能板降溫效果最好,屋頂表面溫度白天平均分別可降低18.59 K和19.58 K,鋁箔瀝青膜效果次之,平均降低13.47 K,50%覆蓋面積的太陽能板TPO膜再次,平均降低9.7 K和5.4 K,夜間也具有1.08~4.53 K的降溫。鋪設冷卻屋頂材料可以直接或間接地減少冷卻能源需求,鋪設100%太陽能板以及超材料屋頂可以使建筑物冷卻能耗降到最低,每平方米分別至多可降低2.1 W m~(-2)和2.16 W m~(-2),使用鋁箔瀝青膜效果次之,至多降低1.47 W m~(-2),50%鋪設面積的太陽能屋頂及TPO膜再次。其中所選太陽能光伏板每日可額外產生最多1.84 kW h的電量,模擬的兩周內產生電量可全部抵消同期空調制冷能耗。

發文機構：南京信息工程大學耶魯—南京信息工程大學大氣環境中心 南京信息工程大學大氣物理學院

關鍵詞：冷卻屋頂城鎮能量平衡模型(TEB)高溫熱浪冷卻能源需求Cooling roofTown Energy Balance model(TEB)Heat waveCooling energy demand

分類號： P404[天文地球—大氣科學及氣象學]