2009年7月10日 星期五

都市 地球發燒的最前線

 文/陳楊文(台達電子文教基金會環境計劃主任)

 臨酷暑,以前有些家庭放暑假帶小孩回鄉下,總是會問「為什麼住在鄉下會比較涼快?」要是能夠作一個實驗,將同一個家庭,分別在兩個暑假間,各住在都市與鄉下一個暑假,並且監測所用的電能,應該會明顯發現,在都市中用掉的電能比鄉下多許多。理由是溫度每升高攝氏1 度時,冷氣機的耗電就增加6%。往往都市在同一時間內比鄉下都高個3℃以上,如此一差就差個18%的耗電。
 從經驗上來說,大家都知道都市環境比鄉下熱,但為什麼會比較熱?有人可能會說,都市冷氣機多對街道排熱,造成環境增熱;也有人說,都市交通密集,車輛排出熱影響了環境…等。

熱島效應 來自實證觀察
 7月4日由台北市政府所舉辦的一場「2009都市熱島退燒國際研討會」,部分解答這些疑惑。說是部分,是因為造成熱的主要的原因仍不明。學者提出的熱島效應(Heat Island),主要是根據現象的觀察來說的,雖然研討會中有提出「退燒」的技術,但由於對主要來源仍不清楚,任何退燒的策略,都可能只是變成治標,而未能夠真正的治本,當然也有可能治本是以目前的知識所難以達成的。

 所謂的「熱島效應(Heat Island)」,指的開發地區(都市)與未開發地區(自然環境或鄉村)環境溫度的差。如果由都市為中心,左右往郊區鄉下拉一條直線,每隔個100公尺量下環境的溫度的話,就會發現整條溫度線,有如一個山峰或是海中的島嶼,都市是最高點,左右往郊區逐漸下降,越是自然面積覆蓋率越大,溫度就越低。

主要熱源有三 夜溫升高明顯
 儘管會中對於熱的來源莫衷一是,大致來說,從現象來觀察,熱的來源可能是因為都市密集建築,阻礙了通風的排熱;人為熱源的排放,增加都市蓄熱;以及大氣污染將遠紅外線的熱源折返等這三項原因。個人認為最主要的是由於現代化鋼筋混凝土建築物,蓄收了大量的熱能,且以緩慢或延遲(time lag)的速度排熱有關。這也是與會者日本東北大學 Dr. Mochida 所呈現的,東京的熱島效應是都在晚上發生,這種夏夜超過25℃的熱帶夜晚「tropical night」的天數,每年逐漸攀升中。根據台北科技大學的李魁鵬教授觀測研究,台北的熱島效應也是在夜間發生,加上台北主要吹東風,風將熱源自南港汐止向西帶動,到了中山大同區,遇上高的提防無法散出,導致累積在這兩個區域,同時這兩個區域也是北市中最熱的區域之一。

 在時間尺度上來說,人類的居住不斷往都市集中,2005年全球有超過一半的人口住在都市,而同時台灣已經超過70%的人口住在都市中。都市的熱島效應可能加速台灣平地的暖化,且速率遠超過全球標準。又從地理的尺度來看,甚至暖化的現象是超越國界的。香港中文大學鄒經宇教授以衛星觀測香港的熱島效應,發現除了香港自身的熱源外,外來主要的熱源來自珠江三角洲的工業區,如東莞一帶蓬勃的工業區。而發展中的上海與周遭工業區,因為風向的關係,更是向東北影響到日本的大阪與東京等大都市。

改善方案 綠化通風塗白漆
 各與會學者專家在會中也提出「退燒」的策略,綠化回歸自然與通風散熱是兩個主要的策略,然而在已經構成阻風與蓄熱事實的都市裡,這代表需要進行某種程度的改善工程。例如阻礙通風的堤岸,加開可通風的閘口,然而這樣的閘口必須能夠阻擋洪水來襲。綠化也是一個好選擇,但與會中較少綠化方面的專家,因此這樣討論的聲音較少。綠化當然也有綠化的問題,譬如,植物的長成需要時間,建築物的植物是否能夠被接受,因為有些人會認為植物會引來蚊蟲,甚至破壞建築物,或是維護上需要花費心力,否則無法養成…等,這些都是個人先前提綠化建議所被問到的問題。

 研討會的壓軸主講Akbari教授來自加州的「勞倫斯柏克萊國家實驗室」(Lawrence Berkeley National Laboratory),這實驗室是美國現任能源部長朱隸文原屬單位。Akbari教授提出一個簡單的策略,將屋頂漆成具反光的白色,減少建築物的蓄熱程度。Akbari教授說每平方公尺(㎡)屋頂如果漆上增加反射率40%白色反射漆,相當於省下100kg的二氧化碳,而10㎡白屋頂省下的是1 tonnes公噸。即使是增加反射率25%的冷屋頂(cool roof),每㎡也能省下63kg的二氧化碳;加上反射率15%(節二氧化碳38kg)地表鋪面的話,要是全球都能如此作的話,樂觀估算全球可以省下 44 G tonnes(440億頓),單是漆成白屋頂本身就可以省下 24 G tonnes(240億頓),簡直就是白色革命(white revolution)。

 這麼迷人的數字,不單是朱隸文部長大力推崇。也說服了加州州政府,成為當地法規。加州當地法律規定,自2006年以後蓋的平頂屋頂都必須是白色或高反射的屋頂,只不過目前加州住宅的屋頂大多是鋪紅瓦的斜屋頂。看起來,能夠找到簡單又有大效果的技術,應該是節能減碳的最高境界。

 研討會結束後,我比對了先前世界銀行首席經濟學家史登(Nicholas Stern)與聯合國政府間氣候變遷小組(IPCC)所做的報告,全球目前每年的總排放量也不過約450億頓(45Gt),所以單是這白屋頂就可以省下240億頓(24 Gt),更何況一個建物仍有來自四面八方的受熱面,數字似乎有必要再檢視清楚。

 
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