【摘要】：隨著城市的高速發(fā)展,城市交通網(wǎng)逐漸完善,道路高溫成為了城市熱島效應(yīng)的主要原因。降低路面溫度,不僅能夠緩解城市熱島效應(yīng),還能維護(hù)路面結(jié)構(gòu)和使用功能,提高路面的耐久性。針對如何降低路面溫度,國內(nèi)外學(xué)者們主要從熱反射涂層、大空隙路面和路面灑水等方面進(jìn)行研究。相較于其他降溫方法,灑水降溫?fù)碛兄啽�、有效和環(huán)保的優(yōu)勢。然而,針對路面灑水降溫的研究,學(xué)者們只是聚焦于灑水降溫效果等方面,尚未對灑水降溫特性及方案進(jìn)行研究總結(jié)。因此,本文使用有限體積軟件模擬結(jié)合試驗,分析路面灑水降溫的影響因素,并在影響因素的基礎(chǔ)上得出灑水方案。首先,使用有限體積軟件建立路面及流體蒸發(fā)模型,并基于該模型模擬分析不同因素對路面灑水降溫的影響特性。同時通過室內(nèi)路面灑水降溫試驗擬合模擬結(jié)果,確保結(jié)果的真實客觀性。其次,根據(jù)各因素影響特性進(jìn)一步模擬分析路面在實際一天中不同情況下的灑水方案,并設(shè)計室外試驗矯正誤差,得出多情況組合下的灑水次數(shù)、灑水時間和灑水量。最終,根據(jù)灑水方案進(jìn)行效益分析,佐證路面灑水降溫的可行性。結(jié)果表明:1.風(fēng)速、單次灑水量、路面空隙率的增大均會提高路面灑水降溫幅度和降溫持續(xù)時間;路面輻射吸收率增大會降低路面灑水降溫幅度和降溫持續(xù)時間;空氣濕度增大會提高路面灑水降溫持續(xù)時間,但對降溫幅度影響甚微。2.瀝青路面在不同交通量、不同使用年限和不同濕度地區(qū)的灑水次數(shù)會有所差異,相較于水泥路面來說灑水次數(shù)偏少。路面多情況組合時按照最不利情況來考慮。灑水時機(jī)視灑水次數(shù)而定。3.路面灑水后能節(jié)約路面上方車輛和周圍壁面的空調(diào)制冷能耗。其中路面灑水對上方車輛所節(jié)約的空調(diào)制冷能耗影響較大,對周圍壁面所節(jié)約的空調(diào)制冷能耗影響較小。除此之外路面灑水還能提升行人的舒適感,維護(hù)路面結(jié)構(gòu)和使用功能。
【圖文】：

圖 1-1 18 年初北京的“飄雪”現(xiàn)象 圖 1-2 18 年廣東超強(qiáng)臺風(fēng)“山竹”造成城市熱島效應(yīng)的原因主要包括三大方面：城市人工熱源、城市大氣污染及城市下墊面的特性。其中城市下墊面的特性是因為下墊面的材料大多為混凝土及碎石。此類下墊面熱傳導(dǎo)率高，能快速受熱傳熱。白天將大量的太陽輻射吸收升溫，并將熱量傳導(dǎo)給大氣，提高大氣溫度，使得城市氣溫普遍升高。同時，路面在大量吸熱升溫的同時，會以熱輻射的形式將大量的熱量傳遞給附近的高樓建筑，從而形成類似于上方開口的空腔結(jié)構(gòu)，影響環(huán)境內(nèi)的對流換熱。根據(jù)楊文娟對路面溫度[5]的統(tǒng)計研究，夏季中瀝青混凝土路面溫度高達(dá) 63℃，水泥混凝土路面溫度高達(dá) 57℃；而相應(yīng)條件下草地溫度為 32℃，樹冠溫度只有 30℃，由此可以看出路面的溫度明顯比草地及樹冠的溫度高出很多。隨著城市人口上漲和出行率增大，城市交通網(wǎng)也變得更加密集，城市道路面積在城市下墊面中的占比中逐漸增加。路面高溫逐漸成為了城市熱島效應(yīng)的重要影響因素。除此之外，從路面結(jié)構(gòu)和功能方面考慮，路面高溫還會引起車轍、開裂（如圖 1-3、1-4），影響行車安全。

圖 1-1 18 年初北京的“飄雪”現(xiàn)象 圖 1-2 18 年廣東超強(qiáng)臺風(fēng)“山竹”造成城市熱島效應(yīng)的原因主要包括三大方面：城市人工熱源、城市大氣污染及城市下墊面的特性。其中城市下墊面的特性是因為下墊面的材料大多為混凝土及碎石。此類下墊面熱傳導(dǎo)率高，能快速受熱傳熱。白天將大量的太陽輻射吸收升溫，并將熱量傳導(dǎo)給大氣，提高大氣溫度，使得城市氣溫普遍升高。同時，路面在大量吸熱升溫的同時，會以熱輻射的形式將大量的熱量傳遞給附近的高樓建筑，從而形成類似于上方開口的空腔結(jié)構(gòu)，影響環(huán)境內(nèi)的對流換熱。根據(jù)楊文娟對路面溫度[5]的統(tǒng)計研究，夏季中瀝青混凝土路面溫度高達(dá) 63℃，水泥混凝土路面溫度高達(dá) 57℃；而相應(yīng)條件下草地溫度為 32℃，樹冠溫度只有 30℃，由此可以看出路面的溫度明顯比草地及樹冠的溫度高出很多。隨著城市人口上漲和出行率增大，城市交通網(wǎng)也變得更加密集，城市道路面積在城市下墊面中的占比中逐漸增加。路面高溫逐漸成為了城市熱島效應(yīng)的重要影響因素。除此之外，從路面結(jié)構(gòu)和功能方面考慮，路面高溫還會引起車轍、開裂（如圖 1-3、1-4），，影響行車安全。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U418

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2633106