透水混凝土路面對(duì)城市熱島效應(yīng)影響評(píng)價(jià)

張德久

(重慶建筑科學(xué)研究院，重慶 400016)

?

透水混凝土路面對(duì)城市熱島效應(yīng)影響評(píng)價(jià)

張德久

(重慶建筑科學(xué)研究院，重慶 400016)

文章通過(guò)運(yùn)用定性與定量分析相結(jié)合的層次分析法，依據(jù)路面結(jié)構(gòu)層對(duì)熱島效應(yīng)影響較大的因素子，量化了透水混凝土整體路面、瀝青路與水泥路面對(duì)熱島效應(yīng)的影響，驗(yàn)證了透水混凝土對(duì)城市熱島效應(yīng)影響最大，進(jìn)一步證實(shí)透水混泥土路面在城市道路鋪裝運(yùn)用中的生態(tài)效益。

熱島效應(yīng)； 透水混凝土； 層次分析法

目前，世界上有許多不同規(guī)模的城市發(fā)現(xiàn)存在城市熱島效應(yīng)現(xiàn)象。我國(guó)廣州、廈門等城市較周邊地區(qū)溫度要高2℃～3℃，容易形成城市熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)形成后主要影響城市氣流的運(yùn)行，使城市中產(chǎn)生的廢氣聚集到熱島中心，導(dǎo)致大量污染物聚集，造成空氣質(zhì)量下降，嚴(yán)重危害該區(qū)域人們的身體健康，甚至生命安全。而透水混凝土作為一種環(huán)保鋪裝材料，具有一定的強(qiáng)度，又有一定的透氣透水性，可以很好地緩解不透水鋪裝路面對(duì)環(huán)境造成的影響。

1 分析方法的確定

本文采用調(diào)查研究法確定對(duì)城市熱島效應(yīng)的影響因素，隨后運(yùn)用層次分析法計(jì)算不同路面形式對(duì)城市熱島效應(yīng)影響大小。為了能夠得到更精確的分析結(jié)果，減小個(gè)人主觀性對(duì)分析結(jié)果的影響，提高其準(zhǔn)確性，本文在建立評(píng)判指標(biāo)矩陣時(shí)，將每一兩兩比較專家打分中的最高分和最低分去掉，最后將剩余專家的打分采取求加權(quán)平均數(shù)后取整的辦法取值，建立判斷矩陣。

2 層次分析法的基本步驟

2.1 建立層次構(gòu)造模型

確定分析的決策目標(biāo)系統(tǒng)，將目標(biāo)問(wèn)題分解成若干個(gè)因素，按照因素的隸屬關(guān)系不同，構(gòu)造出一個(gè)階梯層次模型。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算權(quán)重

根據(jù)準(zhǔn)則層中的各影響因素在目標(biāo)衡量中的重要程度不同，依照 1～9 標(biāo)度法，通過(guò)決策者對(duì)每一層次各因素的相對(duì)重要程度做出評(píng)比判斷，依據(jù)此判斷結(jié)果建立矩陣。求解判斷矩陣，計(jì)算各因素的權(quán)重系數(shù)向量。

2.3 層次排序及一致性檢驗(yàn)

根據(jù)判斷矩陣計(jì)算出本層次與之相關(guān)因素之間重要性次序的權(quán)重值，對(duì)此進(jìn)行每一層次單排序并檢驗(yàn)其一致性指標(biāo)。根據(jù)其層次單排序權(quán)重值，最終計(jì)算出最底層因素對(duì)目標(biāo)的權(quán)重值，得到結(jié)構(gòu)層次總排序并對(duì)其進(jìn)行一致性指標(biāo)檢驗(yàn)。

3 不同路面結(jié)構(gòu)對(duì)城市熱島效應(yīng)影響分析

3.1 影響因素的確定

通過(guò)收集相關(guān)數(shù)據(jù)分析后得出五個(gè)對(duì)城市熱島效應(yīng)影響較為明顯的因素，主要包括環(huán)境氣溫、下墊面色彩、土地利用情況、不透水面積、能源耗散。

3.2 分析不同路面對(duì)城市熱島效應(yīng)的影響大小

3.2.1 建立評(píng)價(jià)模型

以不同通路面種類對(duì)城市熱島效應(yīng)的影響情況作為目標(biāo)層A，對(duì)城市熱島效應(yīng)影響的五大因素設(shè)為準(zhǔn)則層，分別為B1、B2、B3、B4、B5。將透水混凝土整體路面、水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面作為方案層參與層次分析法結(jié)構(gòu)模型，分別為C1、C2、C3。根據(jù)城市熱島效應(yīng)評(píng)價(jià)因子和不同道路路面建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型(圖1)。

圖1 層次分析結(jié)構(gòu)模型

3.2.2 計(jì)算各層次指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)建立的路面對(duì)城市熱島效應(yīng)影響情況分析層次結(jié)構(gòu)模型，依據(jù)調(diào)查研究整理的數(shù)據(jù)，確定各影響因素的權(quán)重，形成路面對(duì)城市熱島效應(yīng)影響情況分析各層次判斷矩陣表，并根據(jù)層次分析法的計(jì)算規(guī)則得到各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

對(duì)表1中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表1 路面對(duì)城市熱島效應(yīng)判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

由此判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配合理。

對(duì)表2中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表2 土地利用情況判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

故判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配合理。

對(duì)表3中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表3 不透水面積判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

由此判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配為合理的。

對(duì)表4中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表4 能源耗散能力判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

由此判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配合理。

對(duì)表5中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表5 下墊面色彩判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

由此判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配合理。

對(duì)表6中權(quán)數(shù)分配合理性進(jìn)行檢驗(yàn)。

表6 環(huán)境溫度判斷矩陣

計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λmax：

由此判斷矩陣符合一致性檢驗(yàn)，權(quán)數(shù)分配合理。

3.2.3 計(jì)算各層指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的合成權(quán)重

根據(jù)各層次指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算結(jié)果，按照層次分析法的計(jì)算規(guī)則，對(duì)各影響因素進(jìn)行總排序計(jì)算，得出方案層對(duì)目標(biāo)層的合成權(quán)重進(jìn)行計(jì)算(表7)。

對(duì)上述目標(biāo)總排序進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，有目標(biāo)總排序一致性檢驗(yàn)公式：

表7 各層元素指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的合成權(quán)重

CR=

則：

CI=0.42×0.0089+0.25×0.02682+0.16×0.04309+0.11×0.04285+0.06×0.01904=0.0231933

CR<0.1，由此，認(rèn)為目標(biāo)總排序程符合一致性檢驗(yàn)，總權(quán)數(shù)分配合理。

4 結(jié)論

根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出結(jié)論，三種路面方案中對(duì)城市熱島效應(yīng)影響程度為：透水混凝土整體路面>水泥混凝土路面>瀝青混凝土路面。故透水混凝土整體路面對(duì)城市熱島效應(yīng)能夠產(chǎn)生積極影響，對(duì)于容易形成熱島效應(yīng)的城市，應(yīng)首選透水混凝土整體路面作為鋪裝路面。

[1] 徐振杰.城市熱島效應(yīng)成因的研究和分析[D].大連理工大學(xué),2003.

[2] 彭保發(fā)，石憶邵.城市熱島效應(yīng)的影響機(jī)理及其作用規(guī)律——以上海市為例[J].地理學(xué)報(bào)，2013, 68(11)： 146-1471.

[3] 王從峰，劉德富.高透水性混凝土消減城市熱島效應(yīng)試驗(yàn)分析研究[J].混凝土，2010(8): 9-10.

[4] 孫永康，劉曉寒, 張艷, 等.不同鋪裝材料地面停車場(chǎng)的熱效應(yīng)[J].水土保持通報(bào)，2014, 34(1): 144-148.

張德久(1982～)，男，大學(xué)本科，工程師，主要從事施工技術(shù)及項(xiàng)目管理工作。

TU992.4

A

[定稿日期]2017-04-16