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力抗都市高溫 結合溫度觀測熱點地圖讓都市降溫通風遮蔭


新網記者歸鴻亭台北報導
2020/6/17 下午 06:52:48 / 生態環保

 都市熱島效應讓城市的夏天像個悶燒鍋,夜間熱氣還來不及消散,天亮又繼續加溫。在科技部計畫長期支持下,國立成功大學建築學系特聘教授林子平建立了都市退燒的跨國、跨領域團隊,在台灣5大都會區的街道中設置了密集的溫濕度感測器,繪製出高解析度的都市氣候地圖並指出都市高溫熱點,並已納入中央及地方政府都市發展及建築管理相關法令政策,力抗都市高溫。他首創的亞熱帶/熱帶區的「人體熱舒適範圍」已成為國際基準值並被廣泛使用,有助於推動熱濕氣候區戶外環境降溫、通風、遮蔭設計。

國立成功大學建築學系特聘教授林子平解說都市熱島效應。(科技部提供)
 「都市熱島」是指都市市中心因為材料蓄熱、人工排熱、氣流受阻的因素,其氣溫高於郊區的現象。都市熱島將造成空調用電增加,戶外熱壓力上升,降雨型態改變,空氣品質惡化等問題。由政府設置的標準氣象站雖精確可靠,但多位於郊區或空曠地點,無法反應都市密集發展下的高溫特徵。為了深入探索這個議題,林子平在台北、新北、台中、台南、高雄五個城市的都會區中,均建立一個高密度的溫濕度量測網,將儀器架設於街道之中,以呈現都市覆蓋及人工發熱特徵。

 基於這些長期的溫濕度資料,以及街道風速與輻射的量測,林子平接著建立「都市環境氣候地圖」。它是一個涵蓋整合氣候因素、土地使用、建築景觀的重要資訊,並以色塊及說明標示於地圖之中,呈現都市中的氣候現象及現存問題。這些圖資包含了熱壓力地圖、風廊(通風路徑)地圖、建築耗能地圖,提供分區規劃設計的具體建議。

科技部工程技術研究發展司司長徐碩鴻(左)與林子平。(科技部提供)
 林子平表示,都市熱島的研究不應只有分析成因及指認熱點,更重要的是提出可行的解方以達到退燒的效果。他提出了「降溫、通風、遮蔭」的3個都市熱燒的簡單概念,其關鍵作法分別是「多綠少空調、讓路給風走、遮蔭供人行」。「多綠少空調」是都市降溫的根本之道,除了地面密植的樹木之外,建築物的屋頂、牆面、陽台也可以充分綠化,並盡可能維持地面的透水性增加地表蒸發冷卻的效果。空調排熱則是都市中主要發熱的來源,建築物應減少大面帷幕玻璃,提高窗戶的遮陽及通風,可減少空調的使用及排熱。「讓路給風走」是避免建築物以其正面迎風造成風阻,讓建築物「側身」面對常年的風向或潛在有風的區域,例如河道、公園、廣場、道路,並且要加大建築物之間的距離,使涼爽空氣可流進都市每個角落。「遮蔭供人行」是利用遮蔽物來阻擋太陽日射,可以提高人們行走及活動的熱舒適性。除了植栽之外,騎樓、迴廊、遮簷、涼亭、頂棚、花架都是很好的遮蔽設施。它不只讓日間行走舒適,也能增加太陽反射量並降低地表溫度,使夜間地面輻射熱減少,可以緩和夜間都市高溫化問題。

 林子平與中央及地方政府密切合作,將這些高溫地圖及退燒手法轉化為可管制、易操作的政策及法令。相關成果已規範於內政部建築研究所的綠建築評估手冊-社區類的「都市熱島評估」。過去已協助台中市都發局建立了全國首創的「基地通風率」來量化評估建築基地通風設計,讓被高樓占領的都市,留下給風走的廊道,並已納入「台中市都市更新建築容積獎勵辦法」,鼓勵業者為城市降溫,並響應市府推動之宜居城市。未來擬將通風及遮蔽之構想,轉化為可被執行或管制之具體策略或措施,以圖像化或文字方式納入臺中市新市政中心專用區的土地使用分區管制要點與都市設計審議準則,及宜居建築之後續發展。林教授也應用長期溫度量測資料,協助高雄市工務局建管處驗證高雄厝政策的降溫與減碳效益,協助台南市工務局建管科,研擬涼適遮棚、遮蔭廊道、空調減排等特色建築法令。目前亦進行台北市熱環境及風環境的監測及分析,未來希望有機會能與台北市政府合作,將研究資訊實際導入都市設計準則,建立因地制宜的都市高溫化調適政策。

風速風向計。(科技部提供)
 「看著台灣人在騎車或步行時想盡辦法躲在陰影下的有趣景象,是趨動我進行人體熱舒適性與都市高溫化研究的動力」。林教授提到,國際上過去常以寒冷地區的人體熱舒適喜好做為全球的基準,在戶外環境設計的策略上多以開闊且無遮蔽的廣場及草坪為主,以便引進充足的陽光,提供溫暖舒適的環境。為了挑戰這個以溫帶/寒帶主導的環境設計思維,他帶領的團隊以熱濕氣候台灣居民的調查為基礎,發現台灣居民感受到最舒適的體感溫度約在26-30度,約比溫帶國家居民高了7度,但對於日射的排斥極高,喜歡風速高及低日射量的氣候環境。林子平據此建立了全球第一個亞熱帶 / 熱帶區的「人體熱舒適範圍」,也已經被引用超過250次,成為亞熱帶/熱帶區的熱舒適國際基準值,位於熱濕氣候區的國家即可以此為設定目標,進行降溫、通風、遮蔭設計,改善戶外環境的熱舒適品質。

體感溫度計。(科技部提供)
 林子平也將在台灣的都市氣候研究成果,透過國際合作進行跨國的比較,提升台灣在這個領域的能見度及影響力。透過科技部補助的DAAD、BMBF、MAGIC計畫,長期與德國聯邦氣象局轄下人體生物氣象研究中心、海德堡大學、日本京都大學、千葉大學等單位有多個跨國比較研究。發表的期刊中有2篇為高被引用文獻 (HiCi Paper),2篇期刊論文獲政府間氣候變遷專門委員會 (IPCC)AR5 引用,1篇刊登於頂尖期刊之封面故事並由主編專文介紹。林子平亦曾受邀於聯合國氣候會議COP 25記者會中,分享發起籌組之「熱島退燒大聯盟」的推動與進展,說明台灣具體落實氣候行動的經驗。他也將降溫的知識及技術解決在地農業問題,曾帶著研究室學生到台南將軍鄕,協助青農改善蘆筍溫棚內高溫,歷時兩年發展出一個易操作、低負擔的「低溫滴灌系統」來冷卻土壤以增加蘆筍品質及產量,善盡大學社會責任。

 「目前都市計畫、建築管理多以『防弊』為出發點,許多攸關通風、遮蔭政策推動時,難免會與既有容積率及建蔽率法令限制產生衝突」。林子平指出,都市退燒具有公益性,地方政府多能理解其重要性,法令推動阻力不大,只要學術及政府的密切配合,並不難達成。他期許中央也應同步調整舊有法令,與時俱進,並授權地方政府訂定更彈性且因地制宜的氣候調適法令,以符合都市永續發展及民眾居住品質的需求。

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