全球氣候在變暖,我們焚燒石油,煤炭等化石燃料,產(chǎn)生了大量二氧化碳等溫室氣體,導(dǎo)致全球氣候變暖,尤其大陸氣溫升高,城市變得越來(lái)越熱。
熱島效應(yīng)
夏天天太熱,在陽(yáng)光下火辣辣的,大家一定會(huì)抱怨太陽(yáng)太猛。但你知道嗎?上海的夏天越來(lái)越熱不能怪太陽(yáng),大城市自身散發(fā)的熱量可以高達(dá)來(lái)自太陽(yáng)輻射熱量的五分之二。

城市中心氣溫一般比周?chē)紖^(qū)高1℃左右,最高可達(dá)6℃以上,上海最高氣溫經(jīng)常逼近歷史最高點(diǎn)。7月15日上午10點(diǎn),上海市中心溫度34.6度,而郊縣的東灘濕地才29.4度,市中心竟然熱5.2度,你到市中心去逛逛,實(shí)際的體感溫度會(huì)比氣象臺(tái)官方溫度更高,這就是城市熱島效應(yīng)。
為了探究城市熱島效應(yīng)的秘密,我?guī)е?a href="www.3532n.com/article/special/" target="_blank">電力電子實(shí)驗(yàn)的溫度熱成像儀,沿著淮海路一路走到上海市中心氣溫的標(biāo)桿地——徐家匯,尋找上海熱島的根源。

城市熱島效應(yīng)主要是來(lái)自于大樓和柏油馬路對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收和城市內(nèi)部林立的大樓中的空調(diào)設(shè)備排出的熱空氣。
大樓不斷向高空發(fā)展,河流沿岸被建筑物覆蓋,遮擋住了空氣的流動(dòng),加劇了城市內(nèi)部的高溫化。
同時(shí)城市人口密集、商場(chǎng)飯店及車(chē)輛排熱、居民生活耗能的熱量,多管齊下,火上澆油。
燃油汽車(chē)到電動(dòng)汽車(chē)
城市“熱島病”,首先要?dú)w罪于汽車(chē),燃油汽車(chē)效率低下,發(fā)動(dòng)機(jī)最高效率在40%,能治這城市病的只有電動(dòng)汽車(chē),電動(dòng)汽車(chē)的效率輕易可以做到70%-80%。

圖:純電動(dòng)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)前艙裝有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,但發(fā)熱小,溫度很低

圖:柴油大客車(chē)后置發(fā)動(dòng)機(jī)大片高溫源和電動(dòng)大客車(chē)清涼的后背
燃油汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)和水箱是熱源的主要部分,大客車(chē)的額定功率大約80千瓦,效率按40%計(jì),發(fā)熱量高達(dá)58千瓦,熱量通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī),水箱和廢氣排放到城市里,溫度在95度以上。電動(dòng)汽車(chē)最熱部分是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的IGBT芯片,整輛公交車(chē)只需要3個(gè)EconoDUAL3 IGBT模塊就可以推動(dòng)滿(mǎn)載的公交大客車(chē),其中核心是18片2平方厘米120微米厚的IGBT芯片,在額定功率運(yùn)行時(shí),總的發(fā)熱功率小于1000瓦,芯片溫度不會(huì)超過(guò)80度,效率非常高。這樣的發(fā)熱量就相當(dāng)于3位乘客跟著后面跑的發(fā)熱量。

你知道EconoDUAL3是電動(dòng)商用車(chē)首選的技術(shù)和產(chǎn)品嗎?上圖右側(cè)中每個(gè)發(fā)熱的芯片2平方厘米。

圖:徐家匯天橋俯瞰,綠牌車(chē)占比不小,柏油地面溫度高
值得慶幸的是,上海的公交車(chē)幾乎全部都電動(dòng)化了,站在天橋上觀察電動(dòng)轎車(chē)和電動(dòng)物流車(chē)占比也不小,為減小城市熱島效應(yīng)做貢獻(xiàn)。
人與城市熱度
熱島效應(yīng)第二罪魁禍?zhǔn)资强照{(diào),人需要清涼,機(jī)器設(shè)備需要降溫,空調(diào)源源不斷把室內(nèi)的熱量搬到室外,使得城市室外熱浪撲面。
晚上,黃浦江邊非常涼快舒適,我散步到了上海西岸夢(mèng)中心去拍空調(diào)熱成像照片。夢(mèng)中心四周,十幾臺(tái)大型商用空調(diào)大多數(shù)都在運(yùn)行,把室內(nèi)的熱量努力搬到室外。
熱量哪里來(lái)的呢?建筑透明建筑,白天吸的熱并不大,而且熱量是朝上流動(dòng)。室內(nèi)的主要熱源是人,請(qǐng)不要小看人體的制熱能力,按照極輕活動(dòng)算,人體發(fā)熱功率可以達(dá)到130瓦以上。今晚的夢(mèng)中心,人體熱量和空調(diào)的耗能是城市熱島的熱源。

圖:商用空調(diào)前熱浪撲面,夢(mèng)中心密集的空調(diào)和人群

現(xiàn)在城市了幾乎有人的地方就有空調(diào),還有生火煮飯,熱水洗澡,冰箱,洗衣機(jī)和空調(diào)……處處都在瘋狂的散發(fā)熱量。


居民區(qū)的變壓器/豐裕生煎的空調(diào)和廚房

生煎和爐子
城市讓生活更美好,為了提高生活質(zhì)量,我們需要消耗大量能源,產(chǎn)生大量的熱量,使城市得了“熱島病”。
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