種植屋面的熱工性能評價(jià)指標(biāo)研究.pdf

1、種植屋面本身是一種理想的被動(dòng)節(jié)能方式，可以大幅增加熱阻、降低建筑能耗，也是解決城市“熱島”、生態(tài)問題的有效方法。綠化屋面和傳統(tǒng)屋面的熱工性能有明顯的區(qū)別，植被屋頂是一種“活”的建筑構(gòu)件，其熱工性能受到內(nèi)外各環(huán)境因子間的耦合作用，采用單一固定的當(dāng)量熱阻值指標(biāo)來評價(jià)并不完備。本文以重慶地區(qū)的模塊式種植屋面為例，研究種植屋面的當(dāng)量熱阻在冬夏兩季的不同室內(nèi)設(shè)定溫度、室外不同氣象條件、種植屋面不同構(gòu)造參數(shù)下的動(dòng)態(tài)取值變化，為建立完備的種植屋面熱工

2、性能的評價(jià)體系與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐提供參考。
　　首先，從種植屋面的隔熱原理出發(fā)，將植被層、土壤層、屋頂結(jié)構(gòu)層的各項(xiàng)熱作用的復(fù)合效果歸納為綜合遮陽特性與綜合熱阻特性。綜合遮陽特性體現(xiàn)對太陽輻射的獲取能力，評價(jià)指標(biāo)主要有LAI與反射率，當(dāng)LAI處于3-4.6之間，佛甲草草坪的反射率都可取值0.15。綜合熱阻特性是種植屋面類比于一般圍護(hù)結(jié)構(gòu)而提出的等效特性，包括了植被的蒸騰、土壤蒸發(fā)、土壤導(dǎo)熱等作用，評價(jià)指標(biāo)主要是當(dāng)量熱阻。
　　其次

3、，借助種植屋面的傳熱過程分析與熱阻的基礎(chǔ)理論，定義種植屋面當(dāng)量熱阻的構(gòu)成。然后通過比較當(dāng)量熱阻的確定方法，采用穩(wěn)態(tài)傳熱的理論，得出種植屋面當(dāng)量熱阻的計(jì)算式，討論并確定了外邊界溫度的取值。聯(lián)合熱阻特性與計(jì)算公式分析了當(dāng)量熱阻取值的影響因素，提出用種植屋面冷卻效率來評價(jià)非空調(diào)工況下的種植屋面的隔熱性能。
　　然后，在重慶地區(qū)對模塊式種植屋面和對比屋面進(jìn)行了冬季和夏季不同室內(nèi)工況的實(shí)測，對比分析了兩種屋面的保溫隔熱效果，得出：種植屋面在

4、冬季和夏季所體現(xiàn)出的當(dāng)量熱阻效用有顯著區(qū)別。冬季最冷測試日密閉工況，種植屋面的外表面最低、平均溫度分別比對比屋面高0.81℃、1.79℃,內(nèi)表面最低、平均溫度分別比對比屋面高1.4℃、1.2℃；夏季最熱測試日空調(diào)工況，種植屋面的外表面最高、平均溫度分別比對比屋面低18.3℃、12.9℃，內(nèi)表面最高、平均溫度分別比對比屋面低14.3℃、8.6℃。不同室內(nèi)工況會(huì)顯著影響種植屋面的土壤下層、結(jié)構(gòu)層與室內(nèi)空氣的溫度分布，而對植被層與土壤上層的影

5、響較小。
　　最后，利用能耗模擬軟件，建立模型并用實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。分析研究了室內(nèi)設(shè)定溫度、室外氣象參數(shù)、種植屋面構(gòu)造參數(shù)三類因素對種植屋面的當(dāng)量熱阻值的影響規(guī)律。室內(nèi)設(shè)定溫度對冬季的種植屋面當(dāng)量熱阻的影響不大；夏季，種植屋面的綜合當(dāng)量熱阻隨著室內(nèi)設(shè)定溫度的升高而增大，在室溫高于臨界傳熱溫度時(shí)，采用了冷卻效率進(jìn)行評價(jià)。太陽輻射和氣溫對種植屋面當(dāng)量熱阻的取值存在影響：冬季，太陽輻射的影響顯著，隨著日平均太陽輻射的增大，在不同的氣

6、溫下，植被的綜合當(dāng)量熱阻都隨之略微增大；夏季，氣溫的影響顯著，隨著日平均氣溫的增大，在不同的太陽輻射強(qiáng)度下，植被的綜合當(dāng)量熱阻都隨之減小。葉面積指數(shù)對種植屋面的影響在冬季可以忽略；在夏季，隨著葉面積指數(shù)由1增大到5，植被的綜合當(dāng)量熱阻顯著提升，而土壤的導(dǎo)熱熱阻隨著葉面積指數(shù)的增大而減小，但是整體的種植屋面綜合當(dāng)量熱阻依然隨著LAI的增大而線性增大。土壤初始含水率對土壤的導(dǎo)熱熱阻影響在冬季可以忽略；在夏季，初始含水率越大，土壤的導(dǎo)熱熱阻越