(Pom669/iStock/Getty Image) Wenn Hitzewellen auftreten, suchen die Menschen nach etwas, das die Temperatur senken könnte. Eine Lösung liegt direkt unter unseren Füßen: Bürgersteig.
Denken Sie daran, wie heiß die Sohlen Ihrer Schuhe werden können, wenn Sie auf dunklem Gehweg oder Asphalt laufen. Eine heiße Straße fühlt sich nicht nur heiß an, sie erhöht auch die Temperatur der Umgebungsluft.
Untersuchungen zeigen, dass der Bau hellerer, stärker reflektierender Straßen das Potenzial dazu hat niedrigere Lufttemperaturen um mehr als 2,5 Grad Fahrenheit (1,4 °C) und reduzieren so die Häufigkeit von Hitzewellen in allen US-Städten um 41 Prozent.
Aber reflektierende Oberflächen müssen strategisch eingesetzt werden – die falsche Platzierung kann dazu führen, dass nahegelegene Gebäude eher aufgeheizt als abgekühlt werden.
Als Forscher in MIT's Konkreter Nachhaltigkeitsknotenpunkt , haben wir diese Oberflächen modelliert und das richtige Gleichgewicht ermittelt, um die Hitze zu senken und Städten dabei zu helfen, ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Hier erfahren Sie, wie reflektierendes Pflaster funktioniert und worüber Städte nachdenken müssen.
Warum sich Oberflächen erwärmen
Alle Oberflächen können je nach Strahlungsmenge, die sie absorbieren oder reflektieren, die Lufttemperatur in Städten beeinflussen.
In städtischen Gebieten, Etwa 40 Prozent des Landes sind gepflastert , und dieser Bürgersteig absorbiert Sonnenstrahlung. Die in der Fahrbahnmasse absorbierte Wärme wird nach und nach abgegeben und erwärmt die Umgebung.
Dies kann sich verschlimmern städtische Wärmeinseln und die Auswirkungen von Hitzewellen verschlimmern. Dies ist einer der Gründe, warum Städte regelmäßig a ein paar Grad wärmer im Sommer als umliegende ländliche Gebiete und grüne Vororte.
Reflektierende Materialien auf dem Bürgersteig können einen Hitzestau verhindern und dem entgegenwirken Klimawandel indem es die Sonnenstrahlung zurück an die Oberfläche der Atmosphäre reflektiert. Weiße Dächer kann den gleichen Effekt haben.
Um das Reflexionsvermögen einer Fahrbahn abzuschätzen, verwenden wir ein Maß namens Albedo. Albedo bezeichnet den Anteil des von einer Oberfläche reflektierten Lichts. Je niedriger die Albedo einer Oberfläche ist, desto mehr Licht absorbiert sie und desto mehr Wärme speichert sie.
Typischerweise ist die Albedo umso geringer, je dunkler die Oberfläche ist. Herkömmliche Straßenbeläge wie Asphalt haben eine niedrige Albedo von etwa 0,05 bis 0,1, was bedeutet, dass sie nur 5 bis 10 Prozent des empfangenen Lichts reflektieren und bis zu 95 Prozent absorbieren.
Wenn für Gehwege stattdessen hellere Zusatzstoffe, reflektierende Zuschlagstoffe, lichtreflektierende Oberflächenbeschichtungen oder leichtere Belagmaterialien wie Beton verwendet werden, kann die Albedo verdreifacht werden, wodurch mehr Strahlung in den Weltraum zurückgeschickt wird.
Obwohl die Vorteile reflektierender Gehwege auf den 4 Millionen Meilen langen Straßen des Landes unterschiedlich sein können, sind sie im Großen und Ganzen immens.
Ein MIT-CSHub-Modell schätzte, dass eine Erhöhung der Albedo auf allen US-Straßen den Energieverbrauch für die Kühlung senken und die Treibhausgasemissionen um ein Äquivalent reduzieren könnte 4 Millionen Autos, die ein Jahr lang gefahren wurden .
Und wenn Materialien aus der Region stammen, etwa helle Bindemittel oder Zuschlagstoffe, Schotter, Kies oder andere harte Materialien im Beton, können diese Straßen auch Geld sparen.
Der Standort ist wichtig
Doch nicht alle befestigten Flächen sind ideal für kühle Straßen. Innerhalb von Städten und sogar innerhalb städtischer Stadtteile sind die Vorteile unterschiedlich.
Wenn hellere Gehwege Strahlung auf Gebäude reflektieren – sogenannte einfallende Strahlung –, können sie im Sommer benachbarte Gebäude erwärmen, was tatsächlich den Bedarf an Klimaanlagen erhöht. Deshalb ist es wichtig, auf den Standort zu achten.
Bedenke die Unterschiede zwischen Boston und Phoenix .
In der dichten Innenstadt von Boston mit ihren engen Gassen gibt es hohe Gebäude, die an den meisten Stunden des Tages verhindern, dass Licht direkt auf den Bürgersteig fällt. Reflektierendes Pflaster wird dort weder viel nützen noch schaden.
Aber Bostons freie Autobahnen und seine Vororte würden einen Nettovorteil daraus ziehen, einen großen Teil des einfallenden Sonnenlichts an die Oberseite der Atmosphäre zu reflektieren. Anhand von Modellen haben wir herausgefunden, dass eine Verdoppelung der traditionellen Albedo der Straßen der Stadt die Spitzentemperaturen im Sommer um 1 bis 2,7 F (0,3 bis 1,7 °C) senken könnte.
Phoenix könnte seine Sommertemperaturen noch weiter senken – um 2,5 bis 3,6 F (1,4 bis 2,1 C) –, aber die Auswirkungen in einigen Teilen der Innenstadt sind kompliziert. Wir stellten fest, dass in einigen niedrigen, spärlich besiedelten Stadtvierteln reflektierende Gehwege aufgrund der erhöhten Strahlungseinstrahlung auf die Gebäude den Bedarf an Kühlung erhöhen könnten.
In Los Angeles, wo die Stadt mit einer kühleren Beschichtung experimentiert hat Über Asphalt fanden die Forscher einen weiteren zu berücksichtigenden Effekt. Als die Beschichtung in Bereichen verwendet wurde, in denen Menschen laufen, war der Boden selbst um bis zu 6,1 °C kühler, aber ein paar Meter über dem Boden stieg die Temperatur an, da die Sonnenstrahlen reflektiert wurden.
Die Ergebnisse lassen darauf schließen Solche Beschichtungen könnten für Straßen besser geeignet sein als für Gehwege oder Spielplätze.
Bei sorgfältiger Anwendung eine elegante Lösung
Städte müssen all diese Auswirkungen berücksichtigen.
Reflektierende Gehwege sind eine elegante Lösung, die etwas, das wir jeden Tag nutzen, verändern und so die Erwärmung der Städte reduzieren kann.
Das volle Lebenszyklusemissionen von Straßen, inkl die darin verwendeten Materialien , müssen berücksichtigt werden. Aber während Städte darüber nachdenken, wie sie die Auswirkungen des Klimawandels bekämpfen können, glauben wir, dass die strategische Optimierung des Straßenbelags eine kluge Option ist, die städtische Kerne lebenswerter machen kann. 
Hessam AzariJafari , Postdoktorand im Ingenieurwesen, Massachusetts Institute of Technology Und Randolph E. Kirchain , Co-Direktor, MIT Concrete Sustainability Hub, Massachusetts Institute of Technology
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