基本信息

标题

Low-cost interventions for heat stress mitigation in urban informal settlements
低成本干预措施缓解城市非正式住区的热应激

发表时间

2026-01-07

作者

Yu Qian Ang1, Sparsh1, Tao Wang1,2, Lup Wai Chew1

作者机构

1 新加坡国立大学 建筑环境系，新加坡
2 麻省理工学院 建筑技术系，剑桥，马萨诸塞州，美国
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期刊

Nature Cities

DOI

10.1038/s44284-025-00370-3

摘要

全球超过十亿人居住在非正式住区（或贫民窟）中。这些住区因城市化和人口增长而迅速扩张，缺乏经济适用房，导致许多人生活在服务不足且不稳定的条件下。基础设施不足加剧了与热暴露相关的健康风险，包括热应激、脱水和死亡率上升。这些弱势社区在热事件中面临不成比例的脆弱性。研究发现，辐射箔可降低室内温度1.24°C，而聚酯薄膜毯则实现0.97°C的降温效果。这些结果表明了一种针对脆弱城市社区气候适应的可扩展策略。

导读

该研究针对印度比哈尔邦非正规住区的热应激问题，通过参与式方法测试了反射箔与Mylar应急毯两种低成本。

引言

研究背景

全球超过十亿人居住在非正式定居点（贫民窟），这些地区因城市化和人口增长而迅速扩张，但基础设施匮乏，导致居民面临严重的热暴露健康风险，包括热应激、脱水和死亡率上升。特别是在印度，许多非正式定居点居民每日生活费不足2美元，居住条件恶劣，建筑材料差、缺乏通风且密度高，进一步加剧了热风险。

科学问题与动机

尽管非正式定居点居民数量庞大且高度脆弱，但针对这些地区热缓解策略的研究仍然不足。传统冷却方法如空调和城市绿化由于基础设施、空间和社会经济限制，在非正式定居点中往往不切实际或负担不起。因此，迫切需要探索低成本、快速部署的干预措施以有效改善热环境。

现有研究不足

目前关于可扩展的被动冷却解决方案在非正式定居点中的实证评估稀缺，尤其是在资源受限的城市环境中，缺乏对低技术门槛、经济可行的热缓解策略的研究。

研究目标与创新

本研究通过实地实验测试两种低成本干预措施——辐射箔和聚酯薄膜应急毯的效果，发现它们分别能降低室内温度1.24°C和0.97°C。 研究表明，这些材料不仅成本低廉，还能快速部署并适应多种屋顶类型，为气候适应提供了可扩展的解决方案。此外，研究强调了社区参与的重要性，并揭示了不同环境条件下干预措施的表现差异。

方法

数据来源与类型

在印度比哈尔邦巴特那的两个非正规住区（Rainbow Field 和 Sports Complex）开展实地实验，覆盖42栋典型非正规住宅结构；数据采集时间为2024年6–8月，含最多42天干预前与22天干预后观测期；使用42个温湿度数据记录仪（每栋1台），以1分钟频率连续记录室内温度，共获得约228万条有效温度读数；室外参考温度来自巴特那最近气象站；所有传感器经校准并统一安装于居住者高度位置以减少偏差；样本按自然遮荫条件分层（19栋遮荫、23栋无遮荫）。

核心方法或技术

采用双重差分（difference-in-differences）因果推断框架评估干预效果；核心模型包含干预类型（辐射屏障箔RBF、Mylar应急毯MEB）、时间变量（Post）、遮荫状态（Shaded）、居住区（Settlement）、昼夜时段（Daytime）及其高阶交互项；关键参数包括：RBF厚度8 mm、反射率>97%，MEB为铝化聚酯薄膜、反射率~90%；材料单位成本分别为₹71/m²与₹18/m²；所有回归采用logger层级聚类稳健标准误，控制空间与时间相关性。

研究过程或实验步骤

研究流程为：社区参与式选址→传感器布设（6月起）→分阶段干预（Rainbow Field于7月16日、Sports Complex于7月20日实施）→持续数据采集→干预后回收分析；RBF用本地胶带+配重边缘固定，MEB用夹具与绳索系紧，并优先覆盖热像仪识别的高温区；每栋覆盖8–12 m²；预实验验证平行趋势假设（干预前斜率差异不显著，P=0.49）；辅以事件研究法排除预期效应；模型稳健性通过四类递进规格（基础DiD至异质性全模型）交叉验证。

方法创新点或亮点

提出面向非正规住区的 participatory low-cost thermal intervention framework，将社区共建机制深度嵌入实验设计全流程——从材料采购、安装实施到数据采集均由居民协作完成；首创将遮荫条件与昼夜时段纳入DiD模型的双维度异质性分析范式，支撑可扩展部署策略；明确区分并量化两种反射材料在真实复杂环境（遮荫/无遮荫、白天/夜间）下的性能边界，突破单一均值效应局限。

结果

辐射箔显著降低室内温度1.24°C

使用差分法分析超228万条分钟级温度数据，辐射箔干预组相比对照组在峰值夏季条件下实现平均1.24°C的室内温度降低（95% CI: 0.50–1.98°C；P=0.001），该效应在未遮荫结构中达–1.25°C（白天）、–1.11°C（夜间），在遮荫结构中为–0.64°C（白天）与–0.50°C（夜间），表明其在各类环境场景下均具稳定降温效果。

铝化聚酯毯实现0.97°C室内降温但性能更易受环境影响

Mylar应急毯干预组产生0.97°C平均降温效应（95% CI: 0.27–1.68°C；P=0.007），但在遮荫白天环境下效应微弱（+0.05°C），而在未遮荫夜间达–1.30°C；其日间与夜间效应差异不显著（P=0.190），且现场观测显示其易受风力扰动导致位移或脱落，耐久性低于辐射箔。

自然遮荫本身带来–1.11°C基线降温优势但削弱反射干预效果

自然遮荫结构相较未遮荫结构具有–1.11°C的室内–室外温差基线优势（95% CI: –1.49至–0.73°C；P<0.001），但两种反射干预在遮荫条件下的降温幅度均明显低于未遮荫条件，提示遮荫虽有益于基础热环境，却会限制反射材料对太阳辐射的削减效能。

结论

低成本干预措施显著降低室内温度

研究测试了两种低成本干预措施，辐射箔和聚酯薄膜毯，分别使室内温度降低了1.24°C和0.97°C。这些材料通过反射太阳辐射减少热量传递，为非正式定居点提供了可扩展的气候适应策略。辐射箔表现出更高的稳定性和耐久性，适合多种屋顶条件，而聚酯薄膜毯则更适合无遮挡环境。这一发现表明，即使在资源有限的情况下，也能通过简单技术实现有效的热管理。

社区参与是成功实施的关键

研究表明，社区居民的信任与合作对干预措施的成功至关重要。由于经济不稳定和对外部人员的怀疑，研究团队通过与当地中介和居民密切合作，确保了项目的可行性。青年群体的积极参与成为项目的一大亮点，他们的支持不仅促进了实施过程，还展示了社区潜在的能力。这种自下而上的方法强调了灵活适应的重要性，而非僵化的协议。

干预效果受局部条件影响

分析显示，冷却干预的效果依赖于局部环境条件，例如自然遮荫和昼夜变化。辐射箔在各种条件下均表现出稳定的降温效果，而聚酯薄膜毯的性能则对遮荫敏感。这表明，在推广此类干预措施时，需考虑不同社区的具体情况，如遮荫可用性和太阳辐射暴露程度。该研究为制定因地制宜的热缓解策略提供了重要参考。

局限性与展望

尽管研究验证了干预措施的有效性，但其适用性可能受限于特定气候条件，例如湿热或干旱环境下的表现差异。此外，研究未充分探讨长期使用中的材料老化问题。未来的研究应进一步优化设计，以适应更广泛的气候类型，并评估干预措施在其他社会经济背景下的可行性。

主要图表

图 1. 研究背景、干预设计及低成本降温策略的热效应。a，印度比哈尔邦巴特那市的航拍渲染图，叠加三维模型，突出显示两个研究地点——彩虹田（Rainbow Field）和体育中心（Sports Complex）定居点，代表典型的非正规住房类型及极端高温暴露情况。b，参与式实施工作流程，从材料部署到数据采集。c，住宅的合成照片与热成像图，展示室内状况及干预措施。图像摄于午后高温峰值时段。覆盖辐射隔热箔的建筑相比未处理及覆盖迈拉毯（Mylar blanket）的对照建筑表现出更显著的热偏转效果。这些视觉结果支持了被动降温干预在资源受限城市环境中有效性的定量发现。

图 2. 无遮荫结构的降温干预有效性。彩虹田（上）和体育中心（下）定居点中，无遮荫住宅在干预后阶段，辐射隔热箔（RBF）和迈拉应急毯（MEB）相对于对照结构的比较。干预结构（蓝色）在白天时段维持更低的室内温度和更小的室内外温差，表明其在高温峰值条件下具有有效的热降温效果。两种干预均实现降温效益，其中辐射隔热箔表现更优。样本量（生物学重复；独立记录仪位置）：彩虹田对照组 n = 4，迈拉毯组 n = 3，辐射隔热箔组 n = 4；体育中心对照组 n = 7，迈拉毯组 n = 3，辐射隔热箔组 n = 2。每台记录仪代表一个生物学重复（独立住宅结构）。统计结果基于记录仪层级的小时均值（生物学重复），而非汇总温度测量值。体育中心辐射隔热箔组 n = 2 反映无遮荫结构数量有限；完整分析（含遮荫结构，辐射隔热箔总计 n = 10）见差分法模型结果。

扩展数据图 1. 比哈尔邦巴特那市两个非正规定居点研究场地的代表性住房类型与现场条件。照片展示了研究场地的建成环境特征：高密度居住与不稳固的建筑结构。这些场地被遴选为代表该地区典型非正规住房条件。