第二章都市住居街区影响热岛效应之节能规划策略相关文献探讨.PDF

都市住居建築配置型態對熱島效應影響之模擬分析 第二章 第二章 都市住居建築物配置型態對熱島效應影響模擬及因 應之節能策略相關文獻探討 本章主要針對熱島效應的狀況、因應對策與建築節能相關文獻相互間因子 之關連性進行探討，找出都市中的熱平衡方程式，作為熱環境模擬上依據，並結 合土地使用與建築節能相關法規進行檢討。 第一節 熱島效應相關文獻回顧 壹、都市熱島的概述 一、都市熱島效應的起源 熱島效應已是都市中相當普遍的現象，首先發現熱島現象的學者是 Luke Howard，他在1818年「倫敦氣候」一書中提到，都市化造成都市溫度高於郊區， 這個現象被提出後，隨即成為研究與討論的焦點，1958年，Gordon Manley 在 英國皇家氣象學會所出版之學報中，第一次提出「都市熱島」這個名詞，「都市 熱島」是由人們改變都市地表而引起微候變化的綜合現象，因都市環境中大量的 人工發熱以及龐大的人造物蓄熱體、綠地稀少等因素，造成都市中缺少蒸發，無 法利用蒸發冷卻來消耗熱，造成都市有如一座發熱的島嶼般，產生上生的氣流， 其與郊區流入的冷流形成左右對稱氣流循環現象（林憲德，1994）。此循環現象 造成都市的溫度高於周邊郊區，若將溫度的變化由等高線與剖面圖表示，圖形會 形成一個由內往外擴散的迴圈，使得中間地區如同一做島嶼，此即為「都市熱 島」。都市熱島強弱的評估指標稱之為「都市熱島強度ΔT u - r」，其定義為市 中心溫度與市郊溫度之差，而溫差與熱島強度成正比。 圖2-1-1都市熱島剖面示意圖（Lawrence Berkeley National Laboratory網站). 二、熱島效應下都市環境的改變 都市熱島效應改變了都市地區的微氣候，都市氣候產生高溫化、乾燥化、 日射量減少、雲量增多、霧日增多、降雨量微增、平均風速降低及空氣污染等影 響(Landsberg， 1981)，影響著使用者的生活品質，其中最顯著的以下三點： （一）都市空氣污染 11 都市住居建築配置型態對熱島效應影響之模擬分析 第二章 都市溫暖化的結果造成市中心比郊區的溫度高，白天地面溫度高，污染物 隨著熱氣流往上擴散，到了晚上都市外圍郊區地面溫度冷卻較快，市中心區的溫 度仍無法降低，因此白天隨熱氣流上升的污染物，將再在隨氣流而下降，造成都 市空氣品質劣化的現象，使能見度降低。此一現象尤其是在水平方向的風速很 低、及都市上空出現逆溫層的情況，最易發生（歐陽嶠暉，2001）。 （二）都市高溫化 導致氣候高溫化的現象大至可以歸類為二大部份，分述如下： 1.都市熱容量增加與都市綠地減少 都市化後建築物從水平發展轉型為垂直發展，暴露於外的建築表面，增加 了環境的受熱面積，而混凝土、磚、石材等建材的運用亦大幅增加都市中的蓄熱 量。都市的建築物較鄉村地區密集、擁擠，太陽的輻射進入都市之中，較容易被 建築體所吸收，同時因為建築物高聳、吸熱表面積大增，使得日射量進入都市內， 經建築物之多重反射後，被吸收的比率增多，造成都市環境儲熱能力上升（林憲 德，1994）。這些都是造成都市溫暖化的因素之一。 圖2-1-2 建築物太陽輻射反射示意圖（洪得娟、顏家芝、李麗雪，1998） 綠地可以調節大氣溫溼度的原因是綠地可以自然涵養水份，在降雨時吸收 水分，在溫暖乾燥的日子蒸發，如此可以增加空氣的溼度，同時降低地表的熱量。 綠色植物對溫溼度的調節也有很大的幫助，這是因為茂密的枝葉可以吸收和反射 80%~90%的短波太陽輻射熱，葉片的蒸散作用又可以消耗部分的熱量。因此，同 一地區日間在森林內之平均氣溫比森林外約低攝氏3~5度（陳瑞鈴、鄭政利、劉 安平，1999）。陽光能直接穿透到大的廣場和寬廣的街道，植群可以有效控制太 陽的輻射，特別是樹木。森林的樹冠層