Giáo trình vi khí hậu 19 potx

Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 124 = HBKN ( ) NrI I 51 tt.C Q LL =+ Nóỳu t rI < t rII thỗ cỏửn thióỳt xaùc õởnh phỏửn nhióỷt thổỡa Q' cuớa tỏửng II õổồỹc doỡng khọng khờ tổỡ tỏửng I (coù t rI ) mang ra ngoaỡi qua cổớa thoaùt (coù t rII ): ( ) ( ) rIrII51 t t . L L . C ' Q += Khi naỡy phỏửn nhióỷt coỡn laỷi cuớa tỏửng II cỏửn õổồỹc khổớ bồới doỡng khọng khờ ngoaỡi vaỡo qua caùc cổớa 2 vaỡ 4: ( ) NrII II 42 ttC ' Q Q LL =+ Cổớa 3 vaỡ 3' seợ õổồỹc tờnh toaùn õóứ thaới tỏỳt caớ lổu lổồỹng khọng khờ ngoaỡi nhaỡ õi vaỡo qua caùc cổớa 1, 2, 4 vaỡ 5: 4251'33 L L L L L L +++=+ Nóỳu t rI = t rII thỗ lổồỹng khọng khờ vaỡo nhaỡ qua cổớa 2 vaỡ 4 cỏửn phaới khổớ hóỳt lổồỹng nhióỷt thổỡa cuớa tỏửng II laỡ Q II : ( ) NrII II 42 tt.C Q LL =+ Nóỳu t rI > t rII thỗ ngoaỡi Q II tỏửng II coỡn nhỏỷn thóm mọỹt lổồỹng nhióỷt Q'' do doỡng khờ tổỡ tỏửng I õi vaỡo: ( ) ( ) rIIrI51 t t . L L . C ' ' Q += Trong trổồỡng hồỹp naỡy lổồỹng khọng khờ õi vaỡo qua cổớa 2 vaỡ 4 phaới khổớ lổồỹng nhióỷt thổỡa tổồng ổùng laỡ Q II + Q'' : P 1 H 3 H 2 H 1 2 1 5 4 3 3' 6 P 2 P 5 P 4 P 3 P 3' t rII t rI Hỗnh 17: Thọng gioù nhaỡ nhióửu tỏửng Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 125 = HBKN ( ) NrII II 42 tt.C ' ' Q Q LL + =+ Trong tỏỳt caớ caùc trổồỡng hồỹp õaợ nóu trón õỏy, õúng thổùc cỏn bũng nhióỷt cho nhaỡ cỏửn õổồỹc tuỏn theo: ( ) ( ) IIINrII4251 Q Q t t . L L L L . C +=+++ Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 126 = HBKN Cây xanh là một bộ phận tổ thành quan trọng trong kiến trúc thành phố cũng nh nông thôn, đặc biệt là trong kiến trúc ở các nớc nhiệt đới nh nớc ta. Cây xanh có tác dụng che nắng, giảm bức xạ mặt trời, giảm sự chói chang của bầu trời, giảm nhiệt độ không khí và mặt đất. Cây xanh có khả năng lọc sạch không khí, hút bớt bụi khói và tiếng ồn, đồng thời phần nào ngăn cản đợc khí độc hại công nghiệp. Vì vậy nó thờng đợc dùng làm khoảng cách ly giữa khu công nghiệp và khu dân c trong thành phố. Nhng tác dụng quan trọng nhất của cây xanh là cải tạo chế độ vi khí hậu xung quanh. Dới đây ta phân tích kỹ tác dụng của cây xanh về mặt khí hậu. I I I I MĩT S TAẽC DUNG MĩT S TAẽC DUNG MĩT S TAẽC DUNG MĩT S TAẽC DUNG CUA CY XANH CUA CY XANHCUA CY XANH CUA CY XANH 1/ TAẽC DUNG HP THU BặẽC XA MT TRèI CUA CY XANH: Trong thời gian ban ngày, cây xanh hút ánh sáng mặt trời và khí cacbonic để tiến hành quá trình quang hợp. Quang hợp là một quá trình tổng hợp các chất hữu cơ. Nó đợc thực hiện trong lá cây có diệp lục dới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Chất diệp lục có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời. Nhờ năng lợng này các phần tử nớc trong cây đợc phân thành Hyđrô và ôxy. Hyđrô cùng với Cacbonic qua nhiều phản ứng phức tạp, có sự tham gia của nhiều loại men, cuối cùng đợc tổng hợp thành Glucô; Còn ôxy đợc lá cây nhả ra ngoài trong quá trình quang hợp. calo 674 O 6 O H C O H 6 CO 6 2612622 ++ Nh vậy ban ngày cây xanh hút nhiệt bức xạ mặt trời và cacbonic để lục diệp hoá và nhả ôxy. Đối với vi khí hậu đó là một tác dụng rất tốt. Cây xanh có thể hút đợc 30 - 80% bức xạ mặt trời chiếu tới, tuỳ theo lá của nó nhiều hay ít. Cây càng có lá rậm rạp, lùm lá càng to thì khả năng hút bức xạ càng nhiều, vì diện tích mặt lá hút, khuếch tán bức xạ và bốc hơi hút nhiệt càng lớn. Tổng diện tích của bề mặt lá cây ớc bằng 75 lần diện tích trồng cây, tổng diện tích lá cỏ ớc bằng 25 - 35 lần diện tích bi cỏ. Tuy nhiên cũng cần nói thêm rằng, bên cạnh quá trình quang hợp, cây xanh còn thực hiện quá trình hô hấp. Quá trình này ngợc lại quá trình quang hợp: dới tác dụng của các men, qua một chuỗi phản ứng, glucô đợc phân tích thành khí CO 2 , hơi nớc và năng lợng đợc giải phóng. Năng lợng đợc sử dụng vào hoạt động sống của tế bào, còn hơi nớc và khí cacbonic đợc thải ra ngoài qua các lỗ khí hổng của lá. Quá trình hô hấp của cây rất yếu so với quá trình quang hợp. Dới ánh sáng mặt trời, quang hợp diễn ra với tốc độ nhanh hơn quá trình hô hấp từ 10 đến 30 lần. Giạo trçnh VI KHÊ HÁÛU Nguùn Âçnh Hún = 127 = ÂHBKÂN C©y xanh kh«ng nh÷ng trùc tiÕp hót bøc x¹ mµ cßn cã t¸c dơng c¶n bøc x¹, che n¾ng cho kh«ng gian d−íi lïm c©y. Th«ng th−êng c©y xanh cã thĨ ng¨n ®−ỵc 60 - 80% bøc x¹ mỈt trêi. Theo tµi liƯu ë thµnh phè Tasken (liªn x«) thÊy r»ng, ë chç quang ®ng tỉng bøc x¹ ®¹t tíi 800 - 805 kcal/m 2 h, trong khi ®ã ë trong vïng c©y xanh, bøc x¹ xuyªn qua kh«ng lín h¬n 122 kcal/m 2 h, vµ nhiỊu tr−êng hỵp chØ cã 40 - 60 kcal/m 2 h. Theo tµi liƯu ®o l−êng thùc tÕ th× ®èi víi c©y cã l¸ t−¬ng ®èi dµy, l−ỵng bøc x¹ xuyªn qua lïm l¸ chØ chiÕm kho¶ng 10% tỉng l−ỵng bøc x¹, ®èi víi c©y l¸ th−a còng chØ chiÕm kho¶ng 40 - 45%. Cá tèt trªn mỈt ®Êt còng che ®−ỵc bøc x¹ mỈt trêi, th−êng chØ cã kho¶ng 20% n¨ng l−ỵng bøc x¹ xuyªn qua cá tíi mỈt ®Êt mµ th«i. Sè liƯu quan tr¾c hiƯn tr−êng cho thÊy: trong cïng mét ®iỊu kiƯn khÝ hËu khi nhiƯt ®é trªn mỈt s©n g¹ch ®¹t tíi 51 0 C, trªn mỈt bª t«ng 48 0 C th× nhiƯt ®é trªn mỈt bi cá chØ tíi 39 0 C. C©y xanh cßn cã t¸c dơng gi¶m bít l−ỵng ph¶n x¹ ra m«i tr−êng xung quanh. HƯ sè Anbª®« cđa t−êng tr¾ng ®¹t tíi 70% (A=0,7), tøc lµ 7/10 bøc x¹ chiÕu ®Õn sÏ bÞ ph¶n x¹ ra xung quanh, l−ỵng bøc x¹ nµy sÏ chiÕu ®Õn ng−êi hc ®Õn c¸c vËt xung quanh. Nh−ng hƯ sè Anbª®« cđa c©y xanh th× nhá h¬n t−êng tr¾ng tõ 2,5 ®Õn 3,5 lÇn. Nh− vËy m«i tr−êng xung quanh ®ì bÞ ®èt nãng h¬n. HƯ sè Anbª®« cđa mét sè bỊ mỈt c©y xanh nh− sau : mỈt cá cã A = 0,18 - 0,24, mỈt khoai n−íc A = 0,18 - 0,26, mỈt dong giỊng A = 0,15 - 0,23 v. v 2/ TẠC DỦNG HẢ THÁÚP NHIÃÛT ÂÄÜ V TÀNG ÂÄÜ ÁØM CA CÁY XANH: Nh− trªn ® nãi, do t¸c dơng hót bøc x¹ mỈt trêi ®Ĩ lơc diƯp ho¸, bèc h¬i bỊ mỈt, che bøc x¹ v.v mµ c©y xanh cã t¸c dơng lµm gi¶m nhiƯt ®é ë m«i tr−êng xung quanh. MỈt kh¸c, c©y lu«n lu«n hót n−íc tõ d−íi ®Êt lªn. Hai (ba) phÇn ngh×n l−ỵng n−íc ®ã ®−ỵc ®ång ho¸, cßn l¹i bao nhiªu ®Ịu to¶ vµo kh«ng khÝ. Mét c©y to cã kÝch th−íc trung b×nh mçi ngµy nh¶ kho¶ng 200 lÝt n−íc. Sù tho¸t n−íc tõ c©y xanh cã t¸c dơng lµm gi¶m nhiƯt ®é c¬ thĨ c©y còng gi¶m nh− nhÞªt ®é vµ t¨ng ®é Èm cđa m«i tr−êng xung quanh. Ngoµi ra, mỈt ®Êt d−íi c©y xanh Èm −ít h¬n, khi n¾ng sÏ hót nhiƯt bèc h¬i, cho nªn c©y xanh cã t¸c dơng gi¶m nãng râ rƯt. Sè liƯu ®o l−êng thùc tÕ cho thÊy nhiƯt ®é ë mỈt ®Êt Èm −ít thÊp h¬n nhiƯt ®é ë mỈt ®Êt kh« tíi 5,5 0 C. NhiƯt ®é kh«ng khÝ ë khu vùc nhµ trång c©y xanh th−êng thÊp h¬n khu vùc nhµ kh«ng trång c©y xanh, ®ång thêi ®é Èm l¹i cao h¬n. Theo tµi liƯu nghiªn cøu ë Taskan (Liªn X«) th× nhiƯt ®é kh«ng khÝ ë khu v−ên c©y vµ ao hå thÊp h¬n trong tiĨu khu nhµ trong thµnh phè tõ 1 - 3 0 C. §é Èm kh«ng khÝ ë khu v−ên c©y vµ ao hå l¹i cao h¬n ë khu phè tõ 1 - 7%. Hçnh 1: Tạc dủng gim bỉïc xả ca cáy leo trãn màût tỉåìng 1 - Bỉïc xả chiãúu trãn màût phàóng ngang 2- Bỉïc xả chiãúu trãn màût phàóng âỉïng 3- Bỉïc xả phn xả tỉì màût tỉåìng khäng cọ cáy leo 4- Bỉïc xả phn xả tỉì màût tỉåìng cọ cáy leo 5- Bỉïc xả xun qua cáy leo tåïi màût tỉåìng Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 128 = HBKN Kết quả quan trắc thực tế cho thấy thôn xóm nào có mật độ xây dựng nhỏ, mật độ cây xanh ao hồ lớn thì nhiệt độ thấp hơn, đặc biệt là biên độ dao động nhiệt độ trong ngày nhỏ hơn rõ rệt. Các số liệu quan trắc cho thấy: trong những giờ có nhiệt độ cực đại ban ngày, nhiệt độ không khí dới cây xanh thấp hơn nhiệt độ không khí ở chỗ không có cây xanh từ 0,8 - 3 0 C và độ ẩm lại lớn hơn 5 - 8%. 3/ TAẽC DUNG THAY ỉI HặẽNG GIOẽ CUA CY XANH: Cây xanh còn có tác dụng cản gió, hoặc làm thay đổi hớng gió. Theo quan trắc của S.B.Tristiakôva ở Tasken thấy rằng: tốc độ gió tại các điểm quan trắc ở khu vực có cây xanh giảm đi rõ rệt (sau 5m tốc độ gió giảm 40%, sau 10m tốc độ gió giảm 60%). P.N.Gilin quan trắc trong vờn cây cho thấy ở vị trí cách cửa rừng 30-50m tốc độ gió giảm còn 60 - 70%; Còn ở khoảng cách 120-140m tuỳ theo mức độ rậm rạp của rừng cây tốc độ gió có thể giảm tới gần bằng 0. Các hàng cây xanh rậm rạp, nhất là các dậu cây còn có tác dụng làm thay đổi chiều gió thổi, hoặc làm gió uốn cong lên, hoặc là thổi theo hớng song song với hàng cây (hình 2 và 5). Hình 3 giới thiệu ảnh hởng của cách bố trí giậu cây đến luồng gió thổi qua phòng. Giả sử vì một lý do nào đó phải bố trí hớng nhà trái với hớng gió (cửa sổ quay ra hớng không có gió thổi). Nếu xung quanh nhà không có dậu cây (a) thì gió sẽ thổi lớt qua cửa sổ, lợng gió vào nhà không đáng kể. Nếu ở hai bên nhà trồng hai dậu cây xanh (b) thì trạng thái Hỗnh 2: Aớnh hổồớng cỏy xanh õọỳi vồùi khọng khờ thọứi vaỡ o nhaỡ Hỗnh 3: Aớnh hổồớng cuớa caùch bọỳ trờ haỡng raỡo cỏy xanh õóỳn gioù vaỡo nhaỡ Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 129 = HBKN thông gió của nhà sẽ đợc cải thiện đôi chút, trồng hai dậu cây xanh lệch nhau nh trên hình (c) thì tốt hơn, gió sẽ thổi xuyên qua nhà. 4/ TAẽC DUNG CY XANH I VẽI CHT LặĩNG MI TRặèNG KHNG KHấ: Ngời ta thờng nói, rừng là lá phổi của quốc gia, công viên cây xanh là lá phổi của thành phố. Ngoài tác dụng che nắng, hút bớt bức xạ mặt trời, cải thiện vi khí hậu, cây xanh còn có tác dụng hút bụi và giữ bụi, lọc sạch không khí, hút tiếng ồn và ngăn cản sự phát tán tiếng ồn, mặt khác nó còn tạo thẩm mỹ cảnh quan đô thị, tạo ra cảm giác êm dịu về màu sắc cho môi trờng đô thị. Cây xanh có tác dụng hút bớt các chất ô nhiễm trong môi trờng không khí, ngoài ra còn hút bớt các chất ô nhiễm độc hại trong môi trờng đất, nớc, đặc biệt là các kim loại nặng. Khả năng lọc bụi của cây phụ thuộc vào đặc thù của lá cây (càng nhám càng dễ bám bụi), lá to hay nhỏ, dày hay tha. lùm cây hay tán cây, và phụ thuộc vào thời tiết (nếu có định kỳ ma đêù đặn thì hiệu quả lọc bụi của cây xanh tốt hơn khi trời nắng to liên tục, vì ma có tác dụng rửa sạch lá để dính bám bụi mới). Trên cơ sở các quá trình hoạt động hoá sinh và vật lý mà cây xanh có khả năng hấp thụ các chất khí dộc hại, bụi chì, hơi chì trong không khí, cũng nh các kim loại nặng trong đất. Các kim loại nặng và khí độc đợc cây hấp thụ sẽ chủ yếu bị giữ ở phần mô bì của lá cây, một phần đợc chứa trong thân cây và rễ cây. Vì vậy, nhiều rau hoa quả trồng ở vùng bị ô nhiễm không khí khi con ngời ăn phải sẽ dễ bị nhiễm độc hơn. Nhng các loại cây thân gỗ hấp thụ các khí độc hại và kim loại nặng nh chì là điều rất tốt, vì nó có tác dụng làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm độc hại trong môi trờng và không gây độc hại đối với con ngời. Sóng âm thanh truyền qua các lùm cây sẽ bị phản xạ qua lại nhiều lần và năng lợng âm sẽ bị giảm đi rõ rệt, do đó cây xanh có khả năng hút âm.giảm tiếng ồn, đặc biệt là tiếng ồn giao thông. Các dy cây xanh dày đặc rộng 10 -15 m có thể giảm tiếng ồn 15 18 dB. Khả năng giảm tiếng ồn của cây xanh không những phụ thuộc vào loại cây mà còn phụ thuộc vào cách bố trí cây, phối hợp các loại cây có tán, có lùm, các khóm cây, bụi cây và các dậu cây. Ngoài ra, còn có một số cây xanh có tác dụng sát trùng, vệ sinh môi trờng và tăng cờng các ion tơi trong không khí, tạo điều kiện dễ chịu đối với con ngời. Một số cây còn có tác dụng chỉ thị mức độ ô nhiễm của môi trờng, nhằm phát hiện nhanh trình trạng môi trờng và giảm chi phí đo đạc, kiểm chứng. II IIII II - - PHặNG AẽN TR PHặNG AẽN TRPHặNG AẽN TR PHặNG AẽN TRệNG CY XANH ệNG CY XANHệNG CY XANH ệNG CY XANH Nh phần trên đ nói, cây xanh có khả năng giảm bức xạ, giảm nhiệt nhng tăng độ ẩm và cản gió (nói riêng về khí hậu) nên khi trồng cây trong thành phố, thôn xóm hay xung quanh nhà cần phải biết phát huy những tính u việt của nó. Nhân dân ta đ có phơng ngôn : "trớc nhà trồng cau, sau nhà trồng chuối". Điều đó là có cơ sở khoa học, bởi vì cây cau có thân thẳng, tán lá cao, trồng trớc nhà che nắng tốt và mùa hè không cản gió đông nam thổi thẳng vào mặt trớc nhà, không cản tầm nhìn. Còn cây chuối thì thấp, rậm rạp, trồng sau nhà có tác dụng cản gió mùa đông từ mặt sau nhà thổi tới. Xác định vị trí và chọn cây trong việc trồng cây xanh phải dựa trên 3 cơ sở cơ bản sau đây (chỉ xét đơn thuần về mặt khí hậu) : - Phải có tác dụng làm mát cho công trình hay tiểu khu, tạo thành các khối không khí mát thổi vào nhà. . tác dụng quan trọng nhất của cây xanh là cải tạo chế độ vi khí hậu xung quanh. Dới đây ta phân tích kỹ tác dụng của cây xanh về mặt khí hậu. I I I I MĩT S TAẽC DUNG MĩT S TAẽC DUNG. cạnh quá trình quang hợp, cây xanh còn thực hiện quá trình hô hấp. Quá trình này ngợc lại quá trình quang hợp: dới tác dụng của các men, qua một chuỗi phản ứng, glucô đợc phân tích thành khí CO 2 ,. khí cacbonic đợc thải ra ngoài qua các lỗ khí hổng của lá. Quá trình hô hấp của cây rất yếu so với quá trình quang hợp. Dới ánh sáng mặt trời, quang hợp diễn ra với tốc độ nhanh hơn quá trình