对于城市居民来说,户外运动场所往往比较稀缺。为了承受高强度的连续使用,公园或公共运动场经常用更耐用的人造草坪取代天然草坪。不过,人造草坪在夏季炎热天气里,表面温度会很高,这会引起烧伤或与热相关的疾病。此外,人造草坪还不能像天然草坪那样吸收雨水。
人造草坪下方的储水系统。
为了解决这些问题,荷兰科学家们开发了一种新型的人造草坪,该草坪集成地下蓄水和毛细管式灌溉系统。这项研究发表在《可持续城市前沿》杂志上。
荷兰水循环研究所的Marjolein van Huijgevoort博士表示,“相较于传统的人造草坪场地,我们的研究表明,在人造草坪场地中加入地下蓄水和毛细管式灌溉系统,可以使地面温度显著降低。通过场地下方循环的现场水管理系统,可以实现显著的蒸发冷却效果。”
凉爽的草坪和空气
蓄水层位于人造草坪和减震垫下方。雨水会储存在这个水层中。该蓄水系统包含一些细窄的灌溉柱,可以将储存的水输送回人造草坪表面,在那里蒸发。
van Huijgevoort博士解释说:“水上升的速度和蒸发冷却的过程是由自然规律和天气状况控制的。因此,水分只有在需要降温的时候才会蒸发。”即使在像北欧一样温带气候里,太阳热量也能使人造草坪表面升温到大约70°C,这会危及运动者的健康并升高城市空气温度。
研究人员在阿姆斯特丹进行试验的场地。
研究人员在荷兰阿姆斯特丹进行了一项现场试验,他们发现用这种自冷却草坪替换传统人造草坪后,温度下降了。他们在报告上说,在2020年6月一个特别炎热的日子里,冷却草坪的表面温度是37°C,仅比天然草坪高1.7°C,而传统人造草坪的表面温度则达到62.5°C。
van Huijgevoort博士说:“与传统人造草坪场地相比,冷却场地上方75厘米的空气温度也更低,尤其是在夜间。这初步表明,冷却场地对城市热岛效应的影响更小。”
结合天然草优势的人造草
这种冷却草坪结合了人造草坪和天然草坪的优点:它耐用、凉爽,并且提供了一个健康的运动场所。它还可以储存几乎和天然草坪一样多的雨水。该场地对雨水的滞留能力还可以减少雨水径流,从而帮助缓解城市洪水问题。在降雨量不足的时期,可以直接向系统中添加额外的水。或者,也可以像浇灌天然草坪一样浇水。
不过,该系统的安装成本可能比传统人造草坪高出两倍。研究人员表示,应该进行全面的成本效益分析,以找出投资的真正价值。
研究人员还指出,还需要更多地了解这种草坪在不同气候条件下以及使用不同蓄水尺寸、材料和填充物的好处,以找到最佳组合。
不过,这项研究的初步结果鼓舞人心。van Huijgevoort博士总结道:“城市居民,尤其是儿童,对运动和娱乐设施的需求日益增长。这项研究展示了地下蓄水和毛细管式灌溉系统的好处,同时避免了传统人造草坪场地的负面影响。”
据悉,这一新型系统已经在荷兰阿姆斯特丹、英国伦敦和日本神户等地使用。