Холодное покрытие — это дорожное покрытие, которое использует добавки для отражения солнечного излучения в отличие от обычного темного покрытия. Обычные темные покрытия способствуют образованию городских островов тепла , поскольку они поглощают 80–95% солнечного света и нагревают местный воздух. [1] Холодные покрытия изготавливаются из различных материалов для увеличения альбедо , тем самым отражая коротковолновое излучение из атмосферы. Увеличение альбедо снижает передачу тепла к поверхности и может гипотетически вызвать локальное охлаждение, если пространственный масштаб уменьшения альбедо достаточно велик. Агентство по охране окружающей среды сообщает, что «если отражательная способность покрытия по всему городу увеличится с 10 до 35 процентов, температура воздуха может быть потенциально снижена на 1°F (0,6°C)». [2] Существующее темное покрытие можно изменить для увеличения альбедо путем побелки или путем добавления отражающих покрытий и уплотнений. Новое покрытие можно построить для увеличения альбедо, используя модифицированные смеси, проницаемые покрытия и растительные покрытия. [3]
Состав
Состав прохладных тротуаров разработан для улучшения альбедо за счет использования отражающих заполнителей, современных связующих веществ и поверхностных покрытий. Отражающие заполнители, такие как кварц, известняк или гранит, выбираются за их высокую отражательную способность, улучшающую способность тротуара отражать солнечный свет. [4] Достижения в технологии связующих веществ привели к появлению экологически чистых вариантов, таких как древесная смола, которая снижает температуру поверхности, отражая больше солнечного света, и предлагает устойчивую альтернативу битуму на основе нефти.
В бетонных покрытиях использование белого цемента или светлого шлака еще больше увеличивает отражательную способность. Белый цемент, в котором отсутствуют оксиды железа и марганца традиционного портландцемента , усиливает отражение солнечного света. Светлый шлак , побочный продукт производства железа и стали, при введении в бетон улучшает отражательную способность, структурную целостность и экологическую долговечность. [5]
Эти материалы, выбранные для прохладных тротуаров, значительно повышают их альбедо, способствуя охлаждению поверхностей и смягчению городских островов тепла, подчеркивая устойчивость городского развития.
Преимущества
Более низкие температуры воздуха.
Сокращение потребления энергии. Потребление энергии снижается, поскольку местные температуры снижаются. Более низкие температуры позволяют кондиционерам охлаждать здания с меньшими затратами энергии. Снижение температуры, обусловленное увеличением альбедо дорожного покрытия в Лос-Анджелесе, привело к экономии более 90 миллионов долларов в год. [6]
Улучшение качества воздуха. Сокращение потребления энергии приведет к снижению выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха (в зависимости от топливной смеси электроэнергии). [2] Более низкие температуры также замедлят химические реакции, которые создают смог . [1] В 2007 году Сураби Менон и Хашем Акбари подсчитали, что увеличение альбедо мирового дорожного покрытия на 35–39 процентов может сократить выбросы углекислого газа на сумму около 400 миллиардов долларов. [7]
Улучшение условий для пешеходов. Снижение температуры воздуха также приводит к более приятным условиям для пешеходов и снижению заболеваний, связанных с жарой. [8]
Более низкие температуры поверхности. Согласно исследованию, проведенному Глобальным институтом устойчивого развития и инноваций Университета штата Аризона, температура поверхности прохладных тротуаров на 9°F-16°F ниже, чем температура поверхности асфальтобетона (в полуденные часы). [9]
Улучшение воздействия на окружающую среду. Более низкие температуры поверхности приводят к снижению температуры сточных вод, что приносит пользу дикой природе в водах, куда стекают ливневые воды. [10]
Повышенная проницаемость.
Улучшение безопасности. Повышение проходимости приводит к уменьшению стока воды, уменьшению стоячей воды на дорогах (что увеличивает сцепление шин и безопасность)
Снижение шумового загрязнения. Повышение проходимости на дорогах приводит к снижению шума шин до восьми децибел. [10]
Повышенная отражательная способность.
Меньше потребления энергии. Улучшение видимости ночью снижает потребность в уличном освещении (а в некоторых ситуациях может и вовсе его исключить). [8]
Улучшение безопасности. Прохладное покрытие также повышает безопасность в ночное время, увеличивая видимость фар и других автомобилей. [8]
Недостатки
Яркость . Холодное дорожное покрытие отражает гораздо больше света в глаза водителей, что может привести к их временному ослеплению.
Прочность. Некоторые прохладные покрытия могут разрушаться быстрее, чем традиционные покрытия, поскольку используемое покрытие не такое прочное, как асфальт или бетон. [11]
Высокое потребление энергии. Потенциальной проблемой может быть более высокое потребление энергии близлежащими зданиями, однако это будет зависеть от материала, из которого построены здания. Поскольку стеклянные здания сами по себе отражают тепло, а бетонные здания поглощают тепло.
Эстетические соображения. Прохладные тротуары будут отличаться от традиционного вида тротуаров, встречающихся в городских условиях.
Стоимость. Первоначальная стоимость строительства прохладных тротуаров выше, чем традиционных, что необходимо учитывать перед их широким внедрением. [12]
Значительные колебания в цене за единицу. Стоимость прохладного покрытия варьируется в зависимости от множества факторов: [1]
Географический регион
Местный климат
Трудовые подрядчики
Время года
Доступность сайта
Подстилающие почвы
Размер проекта
Ожидаемый трафик
Желаемый срок службы дорожного покрытия
Города
Лос-Анджелес, Финикс и Токио экспериментировали с прохладными тротуарами. Например, в Лос-Анджелесе было выложено 181 миля полос солнечно-отражающего покрытия. [13]
Обслуживание
Продление срока службы прохладных тротуаров. Когда дело доходит до поддержания и продления срока службы прохладных тротуаров, эффективный и точный проект и добросовестные методы строительства имеют жизненно важное значение. Кроме того, прохладные тротуары строятся с использованием пор или отверстий, которые открыты, что делает их проницаемыми тротуарами. [10] По этой причине поддержание прохладных тротуаров требует подметания и продувки, чтобы удерживать осадки на поверхности. [14] Также важно иметь надлежащую дренажную систему и водосточные секции на обочине дороги, чтобы вода, несущая мусор, могла должным образом стекать, а не застаиваться и повреждать тротуар. [14]
^ Розенфельд, AH; Ромм, JJ; Акбари, H.; Померанц, M. (1998). «Прохладные сообщества: стратегии смягчения последствий островов тепла и уменьшения смога». Энергия и здания . 28 : 51–62. doi :10.1016/S0378-7788(97)00063-7.
^ Розенфельд, Артур; Менон, Сураби; Акбари, Хашем (2008-06-20). «Глобальное похолодание: влияние городского альбедо на глобальную температуру».{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
^ "Проект: Пилотная программа по созданию прохладного тротуара в городе Финикс | Решения по устойчивому развитию Роба и Мелани Уолтон" . Получено 12 апреля 2024 г.
^ abc US EPA, OAR (2014-06-17). «Использование прохладных тротуаров для уменьшения островов тепла». www.epa.gov . Получено 2024-04-12 .
^ Анупам, BR; Саху, Умеш Чандра; Чандраппа, Ануш К.; Рат, Прасенджит (2021-09-13). «Новые технологии в прохладных тротуарах: обзор». Строительство и строительные материалы . 299 : 123892. doi : 10.1016/j.conbuildmat.2021.123892. ISSN 0950-0618.
^ US EPA, OAR (2014-06-23). "Heat Island Compendium". www.epa.gov . Получено 2024-04-12 .
^ «По мере усиления волн тепла Лос-Анджелес покрывает некоторые улицы «прохладным асфальтом». Los Angeles Times . 2023-09-08 . Получено 2024-04-12 .
^ ab "Эксплуатация и обслуживание водопроницаемого покрытия - Руководство по ливневым стокам в Миннесоте". stormwater.pca.state.mn.us . Получено 18.04.2024 .
.jpg/1280px-U.S._Department_of_Energy_-_Science_-_391_053_001_(9366745940).jpg)