哪種行道樹遮蔭降溫最有效?答案就在大安森林公園裡

哪種行道樹遮蔭降溫最有效?答案就在大安森林公園裡
城市想種樹降溫,應注意樹種、種植技巧,才能事半功倍。圖片來源:Shutterstock
2021-10-04
文、圖・林子平(摘自《都市的夏天為什麼愈來愈熱?》)
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城市愈來愈熱,該如何讓它退燒?

綠地及水域是都市綠洲,能降低內部及周圍的溫度。「增綠再留藍」是都市退燒的根本之道,透過高效率的潛熱蒸發,可以真正達到降低氣溫的效果。

綠地透過土壤水分蒸發及植栽的蒸散效果,應用潛熱方式,可以高效率地吸收周圍大量熱量,將液態的水轉變為水蒸氣,進入大氣之中,進而降低周遭溫度。這種藉由潛熱傳遞的散熱方式,效率比乾燥面的顯熱傳遞高出許多,因此是都市絕佳的退燒策略。

一項針對台北盆地的綠地涼化效果研究指出,綠地的表面溫度比盆地內最熱區低了6.9℃左右,且當綠地面積每增加1%,表面溫度約會降低0.05℃。

舉例來說,當區域內的綠覆率(綠地面積占總面積之比例)由10%提高到60%時,表面溫度約可降低2.5℃左右。

然而,只是廣設綠地還不夠,樹種選擇、種樹方式都攸關降溫的成效。

當盛夏日間人們走在都市街道高溫難耐,躲到陰影處就是最普遍的做法,因為熱輻射正是影響亞熱帶人體熱舒適性最重要的因子。

都市環境中,應該要多種植自然開展的喬木,或是設置人工遮蔽設施,以降低地表溫度,減少地表長波輻射,有助於氣溫降低,也確保人體舒適性。

城市種樹散熱,如何選擇樹種?

首先,要選擇枝葉茂密的開展型喬木。

葉面積密度高、冠幅大的喬木能創造較大的陰影面積。大型喬木像一把傘,傘面是無數片高反射率的樹葉,可以直接反射掉較多的短波輻射,不讓它抵達樹下,而能維持樹下陰影處地表的低溫。

同時,葉片薄且間隙大的樹種,容易讓氣流帶走葉片熱量,使葉片表面低溫。若站立於樹蔭下,因地表及枝葉表面溫度均低,人體處於平均輻射溫度(Tmrt)較低的環境,就會感覺比較舒適。

一個地點的天空可視率(SVF)能反映出一個地點的遮蔽程度。戶外實測中發現,夏季中午時,空曠處的Tmrt可超過60℃,但良好遮蔽的樹蔭下的Tmrt約35℃。同時,樹蔭下在夏季白天有40%的時段屬於舒適,空曠處僅不到20%,由此可見樹蔭下舒適的潛力。

為了達到最好的遮蔭效果,要符合上述這種較低的SVF的植栽,需同時符合兩種特徵。其一是葉面積指數(LAI)較高——也就是樹葉密度較高的喬木,能減少日射由樹葉的間隙投射到地面,例如榕樹的LAI約3.9到6.3,樟樹約2.5到5.5。

行道樹-城市規劃-樹蔭-都市熱島現象-都市降溫選擇冠幅大、枝下高小、葉面積指數高的植栽,能有效降低樹蔭下的平均輻射溫度。

一個在台灣夏季針對校園內八個喬木下方測點的研究顯示,當LAI愈大時,對於短波輻射量的屏蔽效應愈好,當LAI值為2.2時,葉子約可阻擋掉80%的輻射量,LAI值為3.8時可阻擋掉90%的輻射量。

其二,是要選擇冠幅較大的樹木,也就是開展型喬木,能創造比較深且面積大的陰影,像榕樹、樟樹的冠幅最大可超過十公尺。有些直立型的喬木LAI雖然高,但冠幅不夠大(像福木、瓊崖海棠等),也有些冠幅大的喬木LAI不夠高(像鳳凰樹、木棉等),遮蔭效果都會打折扣。只有LAI和冠幅都符合條件的「枝葉茂密的開展型喬木」才是適合遮蔭的樹種。

而在台灣,符合這些條件的常見樹種有榕樹、樟樹、茄冬、台灣欒樹、水黃皮、黃連木、欖仁等,均可創造良好的遮蔭效果。(延伸閱讀|你的城市適合哪一種原生樹?林務局公布106種台灣原生植物指南

找到合適樹種後,如何種植才有效?

選擇適合的樹種,能強化樹穴涵水能力。

愈密的葉面、較深的覆土、更大的樹穴,均有助於喬木降溫。

當喬木的枝葉密度愈高時,太陽短波受到遮蔽,不易抵達樹蔭下的地面;再加上淺色的葉片反射率高,厚葉片穿透率低,植栽及地面所吸收的熱量就可大幅降低。

另一方面,葉面積愈大,則植物蒸散的效果愈好,能吸收環境中的熱量釋放到天空,達到很好的降溫效果。

城市規劃-行道樹-都市降溫-植樹-都市熱島現象植物的枝葉面積、覆土深度與樹穴面積越大,葉面蒸散與土壤水分蒸發效果越好,也更有利於都市降溫。

大安森林公園的研究就證實了這個現象。葉片顏色較淺、厚度較厚、表面較粗糙、枝葉密度較高的喬木,降溫能力較佳。例如茂密的榔榆樹、印度紫檀樹蔭下的空氣溫度,就比稀疏的黃花風鈴木低了1.5℃左右。

除了植栽蒸散的效果,植栽下方土壤蒸發的效率也影響降溫效果。土壤具有孔隙,在下雨或澆水的時候,水分就會留在土壤的孔隙之中,等到土壤或空氣的溫度上升時,孔隙中的水分就可以透過蒸發作用,由液態轉變成氣體,帶走熱量來降低土壤溫度。

如果喬木不是種植在自然的大片土壤上,而是種在人工鋪面旁或人工地盤上,例如人行道、廣場、地下停車場的空地,那麼植栽的覆土深度及樹穴面積就十分重要。

較深的覆土、更大的樹穴可確保土壤中能涵養最多的水分,一來有助於植物行光合作用時的蒸散,二則土壤可直接蒸發水分。兩者都能促進高效率的潛熱交換,降低環境溫度。

人行道的深覆土及大樹穴,對於降溫還有其它應用的潛力。

夏季的高溫午後,我們常會看到環保局出動灑水車,將回收水灑在高溫的路段。當灑水時,柏油路的表面溫度通常可降低5至10℃,減少地表長波輻射,對於氣溫降低確實有短暫的功效。

然而,這些水分因接觸到極高溫的表面溫度,會在短時間蒸發完畢,如果通風效果不佳,容易使相對溼度升高,造成行人層潮溼悶熱的問題。

較好的方法是,在早上氣溫尚未飆升前,先出動灑水車將水灌注於沿路的行道樹穴之中,如此一來可避免短時間悶熱,也可以透過植栽蒸散、土壤內飽和的水分緩慢蒸發,延長降溫的效果。

目前台灣綠建築的綠化量指標已有相關的規定,要求闊葉大喬木需有一公尺以上的覆土深度,以及四平方公尺以上的樹穴面積。許多縣市政府也在都市設計審議原則中,明定建築基地、廣場、人行道的樹穴面積與覆土深度,不僅能確保植栽生長良好,也能促進環境的降溫。(延伸閱讀|豪宅擋了你家的風嗎?水岸公園第一排建築勒令「瘦身」,後方社區樂省電費


林子平-都市的夏天為什麼愈來愈熱-都市降溫

書名:都市的夏天為什麼愈來愈熱?
作者:林子平
出版社:商周出版
出版日期:2021/06/03

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