嘉定新城城市道路保水降温路面关键技术研究可行性报告

嘉定新城城市道路保水降温路面关键技术研究项目可行性报告上海嘉定新城发展有限公司上海市政工程设计研究总院重庆交通大学2009-12目录一、项目的背景和意义............................................................................................................1二、项目前期科研和工作基础................................................................................................4三、项目研究开发实施方案....................................................................................................83.1主要研究内容...................................................................................................................83.1.1反射涂层降温路面...................................................................................................83.1.2保水降温砂浆路面...................................................................................................93.1.3保水性沥青路面.....................................................................................................103.2技术路线........................................................................................................................113.3项目创新点....................................................................................................................12四、项目考核目标..................................................................................................................13五、预期效益..........................................................................................................................14六、项目承担单位及参加单位概况......................................................................................166.1上海嘉定新城发展有限公司........................................................................................166.2上海市政工程设计研究总院........................................................................................166.3重庆交通大学................................................................................................................176.4技术研究人员构成........................................................................................................18七、工作条件和环境保障......................................................................................................207.1已经具备的实验条件....................................................................................................207.2课题组织机制设计........................................................................................................207.3依托大学的研究力量....................................................................................................207.4产学研结合加快工作进展的设想................................................................................20八、项目组的人员组成..........................................................................................................22九、项目经费来源及使用状况..............................................................................................249.1项目经费来源预算........................................................................................................249.2项目经费支出预算........................................................................................................24十、其他需要说明问题..........................................................................................................26第1页共26页一、项目的背景和意义城市“热岛效应”（UrbanHeatIslandEffect.简称UHI）是城市气候中典型的特征之一。这是由于在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，像突出于海面的岛屿，这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象的称为城市“热岛效应”。是一个自20世纪60年代开始，在世界各地大城市所出现的一个现象，是城市气候最明显的特征之一，反映了城市化发展对城市环境的影响。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中，人们的日常生活所发出的热量；另一方面，城市中建筑群密集，沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的比热容（可吸收更多的热量），而反射率小，使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多，夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，严重污染城市的环境。城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因，热岛强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱，最大值出现在晴朗无风的夜晚，上海观测到的最大热岛强度达6℃以上。城市热岛可影响近地层温度层结，并达到一定高度。城市全天以不稳定层结为主，而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升，到一定高度向四周辐散，而附近乡村气流下沉，并沿地面向城市辐合，形成热岛环流，称为“乡村风”，这第2页共26页种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠。上海是中国大型城市的代表，长期处于高开发强度下，城市环境发生了显著变化。有研究指出，上海城市热岛效应非常明显，部分专家学者通过对各气象站的人工观测数据统计分析，表明该区冬季、夏季的热岛强度曾分别达6.8℃、4.8℃，而近30年来，随着城市扩张，上海城乡气温的差异不断扩大。近年来，上海夏季平均死亡人数也随着年份有增加的趋势。同时，城市热岛效应也促使城市干岛的出现，改变了城市生态系统的水气循环。可见，城市热环境作为城市的基质条件，广泛影响着上海的物质循环与能量流动，也影响着人与其他生物的生存状况，己成为科研工作者、城市管理者乃至民众日益关注的焦点。在全球气候变化和生态环境不断恶化对中国城市的可持续发展带来诸多困境的情势下，以及人们对生存环境的关注和对生活质量的要求不断提高的情况下，进一步研究采用不同措施降低城市热岛效应与城市化的关系，提供不同建设的可行性方案将有助于解决这一矛盾，意义重大。由于城市区域发展日益庞大，使得人口密集、不透水建筑面积增加、排热机器繁多，其结果导致自然降雨渗入地面土壤的机会相对减少，城市的热平衡受到破坏，以致于路面热量无法释放。改善城市“热岛”效应，减少对生态的影响、节约水资源的保水降温路面正在成为未来的发展趋势。嘉定新城是上海未来重点发展的三大新城之一。上海实施以新城、中心镇建设为重点的郊区城镇化战略正在紧锣密鼓地推进，具备国际现代化城市特征的新型城镇体系正在加速构筑。为建设集商业服务、商贸办公、第3页共26页居住、文体休闲和教育研发等功能为一体的现代化、生态型、文明和谐的新城，道路建设是发展的基础，如何在城市的特殊路段如停车场、人行道等地段铺装保水降温半柔性路面不仅降低城市道路路面的温度，同时也可以改善城市的生态环境具有积极的意义。第4页共26页二、项目前期科研和工作基础城市中防止“热岛效应”的办法主要有：1．选择高效美观的绿化形式、包括街心公园、屋顶绿化和墙壁垂直绿化及水景设置，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。2．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。3．建设新型降温路面，提高地表的比热容，从而改善热岛温度。4．建设林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应；在上述提及的方法中，以第3条建设新型降温路面，提高地表的比热容最为有效，而且不影响城市的整体规划，范围可控。热能反射涂层是指涂覆于物体表面的节能型功能性涂层材料。它可对太阳辐射中的可见光波段（0.4~0.76μm）和近红外波段（0.76~2.5μm）具有高反射率，并将吸收的热能以长波（2.5~15μm）的形式辐射到外部空间，从而在不消耗能量的情况下抑制涂层表面温度的上升及降低涂覆物内部和周围温度。热反射涂料技