缓解城市热岛效应的外立面系统“BIO SKIN”

Scroll Down

气温达到35℃以上的日子叫做「酷暑日」。虽然这似乎已经成为夏天的常用词,但其实它是自2007年气象厅发布定义后才开始使用的。过去一百多年间,尽管全球气温上升0.6℃左右,但东京气温却上升了3℃之多。我们认为这其中大半原因是由于热岛效应。

作为缓解热岛现象的措施,以国土交通省为中心正在大力推进屋顶和墙面等局部建筑区域的绿化建设。虽然对于创造城市低温点(cool spot)来说这不失为一个好的措施,但同时存在容积上的局限性。

针对热岛现象,以建筑界为中心正在寻求有效的应对措施。紧迫之中,日建设计开始了全新的尝试,即打造可起到冷却城市作用的森林建筑。从越建城市越热的建筑到越建城市越凉爽的建筑,实现质的转变。下面将通过实例介绍「生物表皮」,即一种从「洒水」中获得灵感、利用自然现象的可抑制热岛效应的技术。

CATEGORY

热岛效应的起因之一-建筑

热岛效应是指城市气温高于郊外气温的现象。主要原因在于城市中的建筑及道路等会在夜间大量释放白天吸收的热量。而且,由于建筑多使用蓄热量较高的材料,因此放热量也相应增加。此外,由于地面被构筑物覆盖导致土壌和植物的蒸腾作用减弱,来自沿海地区或河流沿岸的凉爽气流被建筑遮挡等现象,都是造成城市气温上升的原因之一。
随着建筑的增多,热岛效应问题也日趋严重。为此,我们开始在建筑方面寻求缓解热岛效应的措施。

生物表皮的灵感来自于日本的风景诗

用于缓解热岛效应的技术-「生物表皮」。生物表皮的开发,是受到了日本夏日风景-「洒水」的启发。洒水是自古以来夏季用以纳凉的一种风俗,为了缓解近年来的气温上升,东京都开始推进利用雨水和中水进行洒水消暑的活动。
通过洒水降低周围环境温度的原理源于「汽化热」这一现象。汽化热是指水在蒸发时从周围所吸收的热量。洒水,即通过洒在地面上的水在蒸发时带走周围热量以实现降温的效果,与人体通过出汗时的汽化热来控制体温上升这一现象类似。
日建设计注意到洒水效果中的「汽化热」,并将其运用到建筑设计当中,在建筑表面覆盖利用汽化热的冷却装置,达到为建筑降温的效果。

NBF大崎(原Sony City大崎)的生物表皮

NBF大崎(原SonyCity大崎)的生物表皮系统是受到洒水启发的世界上首个汽化冷却外装系统。

外装上采用竹帘状的透水性多孔质无釉管,同时兼作阳台栏杆。利用太阳能发电吸引储存于地下的雨水,使其在无釉管内循环并通过管壁蒸发,利用汽化热可以冷却包括建筑在内的整个周围环境。
建筑的局部绿化对于缓解热岛效应也非常有效。但墙面绿化存在水土流失、植物枯萎、需要维护等诸多问题,所以并不适用于高层建筑。此外,屋顶绿化由于面积被限定,也存在局限性。本次开发的生物表皮系统由于采用了氧化钛光触媒技术,无需经常维护,同时还可充分利用高层建筑中面积巨大的墙面。
作为利用汽化热的冷却系统,虽然还有其他干性喷雾或直接向玻璃面浇水的方法,但这些都存在水花四溅的问题。采用生物表皮,由于水是通过陶管内部渗出蒸发的,所以无需担心水会飞溅。并且,运用生物表皮时所需的能源均来自于雨水和太阳能。可以说,生物表皮是一种利用丰饶的自然资源,同时兼顾节能环保效果的冷却机制。

通过酷暑日实验所验证的生物表皮效果

我们在酷暑天气里进行了生物表皮系统的模拟实验,即在高25层的高层建筑上安装无釉管(生物表皮)。实验结果显示,表面温度低于外界10℃。这正如在整个外墙面上「洒水」而达到的效果。
令人惊讶的是,冷气借由风的传输使周边温度也下降了2℃之多。由此验证,生物表皮在缓解热岛效应的同时,也有助于降低室内空间的热负荷。生物表皮系统原本是作为缓解建筑本身温度上升与城市热岛效应的一种尝试,但通过实验证明,它还具有给周围环境带来有利影响的城市低温点(cool spot)效应。

从热岛效应的主要原因到城市低温点(cool spot)

模拟实验还有令人惊讶的发现。经实验证实,生物表皮系统具有相当于24,000㎡森林的蒸腾量,具有相当于1,400棵杨树的NOx(氮氧化物)去除能力。所以,也可以说生物表皮系统赋予了建筑森林般的功能。
虽说热岛效应的始作俑者是制造城市的人类,但同样,受害者也是居住在城市的人类。由于热岛效应,城市气温不断上升,因此每年由于酷热被救护车送往医院的患者多达4,000〜5,000人,有些年的死亡人数甚至超过1,000人,形势严峻。
以往,建筑对热岛效应的产生的影响,不过是以绿化的形式予以缓解。然而生物表皮的出现,却可以直击病灶,一举解决作为原因的建筑本身的问题。
建筑一直被诟病为热岛效应的起因之一。赋予建筑树木森林般的功能,并像种植植物一样建设,可起到改善环境的作用,这种思维方式的转变可谓是「生物表皮系统」的巨大价值所在。

本网站使用cookie。继续使用本网站,即表示您同意使用cookies。查看协议细则。