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1、重慶市不同類型屋頂綠化的建筑節能效益研究作者簡介：鄒敏（1986），女，四川錦陽人,助理工程師,碩士,主要從事城市生態學研究。中圖分類號：S731.2文獻標識碼：A文章編號：1674?9944(2014)05?0031?03 1引言隨著我國城市化進程的加劇,城市規模不斷擴大,城市生態環境問題日益突出1。屋頂綠化泛指在各類建筑物、構筑物的頂部以及天臺、露臺上進行綠化,可緩解城市土地緊張、擴大城市綠地面積,是改善城市生態環境的有效措施之一,也是建筑節能減排的最佳途徑之一2。它不僅能有效緩解城市熱島效應、降低建筑物能耗35,還能增添城市景觀,使建筑物與環境更加協調統一6,7。由于綠色植物本身對太陽輻2、射具有反射和遮擋的作用,可使到達地面的太陽凈輻射急劇降低,單片葉子所接受的可見光大約75%被吸收,15%被反射,只有10%左右可透射8。研究表明,屋頂綠化對環境的改善有著明顯的作用911。屋頂綠化是冬暖夏涼的“綠色空調”,夏季可最大程度降低屋頂表面溫度15、室溫2.02.4,午后極端高溫時降溫作用可達到6;冬季綠化后的屋頂室內溫度比普通屋頂室內溫度高4.212。有資料表明:夏季辦公樓室內溫度每降低1,一般的空調器可減少5%10%的用電量13。楊志強14等對長沙市校園樓房立體綠化的研究結果表明:降溫節能效果立體綠化2材料與方法2.1試驗地點概況本試驗選擇了重慶市園林局辦公樓、重慶市風景園林科學研3、究院辦公樓為研究對象(表1)。表1調查樣地建設概況觀測點市園林局市園科院建筑樓層4層4層建筑年代2008年2010年屋頂綠化年代2008年2013年屋頂綠化類型花園式簡單式屋頂綠化建設面積400m2500m2主要植物種類天竺桂、桂花、假檳榔、三角楓、臘梅、山茶花、棕竹、海桐、梔子、紅?木、紅背桂、八角金盤、花葉良姜、十大功勞、杜鵑、結縷草紅葉景天、綠葉景天2.2調查內容和方法2.2.1觀測點設置花園式屋頂綠化室內溫度觀測點選擇在市園林局辦公樓花園式綠化屋頂的4樓室內(總共樓層4層),并選擇其未綠化屋頂的4樓室內(總共樓層4層)設對照觀測點;簡單式屋頂綠化室內溫度觀測點選擇在重慶市風景園林科學研4、究院辦公樓簡單式綠化屋頂的4樓室內(總共樓層4層),并選擇其未綠化屋頂的4樓室內(總共樓層4層)設對照觀測點。2.2.2觀測方法本試驗數據觀測采用testo 174H自動溫濕度儀,觀測時將自動溫濕度儀安裝在平穩的三腳架上,測點高度均為距地面1.5m高處。試驗選擇在植物降溫效果最為明顯的夏季7月1012日進行3次重復觀測試驗,觀測日均為晴朗高溫、無風或弱風(風力小于三級)的天氣條件。觀測時間從早上9:00到下午17:00,在觀測時間段內對試驗組和對照組各觀測點進行同步測定。自動溫濕度儀設置每隔5min記錄1次,將每個正點和半點前后5min記錄的溫度數據平均后作為各正點和半點的溫度值進行數據分析。5、2.2.3試驗儀器testo 174H自動溫濕度儀(溫度測定范圍為-4085,精度為0.01)。2.2.4數據分析在本研究中選用Microsoft Excel 2007分析軟件對數據進行處理、分析,并作圖。基于數據處理結果,將各重復試驗的溫度相加后取平均值,分析并比較出不同類型屋頂綠化的建筑節能效益。3結果與分析3.1不同類型屋頂綠化日變化規律本試驗分別將每個調查樣地3d內同一時刻的氣溫加以平均,算得各樣地不同時刻的氣溫,并進行比較分析(如圖1)。由圖1可以看出每個調查點室內的溫度日變化規律,室內溫度隨著時間的推移呈先逐漸上升后下降趨勢,在15:30時溫度均達到最大值。由圖可得,測量所得到的室6、內溫度均較高,3種類型屋頂的室內溫度變化有顯著差異,代表裸露屋頂類型的室內溫度變化劇烈且較其他類型均偏高。代表裸露屋頂的兩個樣地室內最高溫度分別是:37.92、39.97,平均溫度分別為:35.123.02、36.673.36;簡單式屋頂綠化室內最高溫度35.41,平均溫度33.312.07;花園式屋頂綠化室內最高溫度30.11,平均溫度28?371?81。室內溫度表現為:花園式屋頂綠化圖1不同類型屋頂綠化室內溫度日變化曲線3.2不同類型屋頂綠化日平均溫度比較不同類型屋頂綠化由于其植被降溫效果的差異,其室內溫度的差異較大。本試驗分別將不同類型3d的溫度加以平均,算得日平均溫度,并進行比較分析(7、圖2)。由圖2可以看出,簡單式、花園式屋頂綠化分別能降低室內溫度1.81,8.31,即花園式屋頂綠化對室內的降溫效果是簡單式的4.6倍。不同的屋頂綠化類型因植物葉面積指數的差異,對陽光的反射率不同,加上綠色植物的同化作用及遮蔭作用,使花園式屋頂綠化屋面的凈輻射量遠小于簡單式屋頂綠化的屋面。同時,花園式屋頂綠化因植物的蒸騰和蒸發作用消耗的潛熱明顯比簡單式屋頂綠化的大。這樣就使得花園式屋頂綠化屋面的貯熱量以及地一氣間的顯熱交換量大為減少,從而使花園式屋頂綠化室內空氣獲得的熱量少,熱效應降低11。因此,花園式屋頂綠化室內的日平均溫度較低,而簡單式屋頂綠化的較高。圖2不同類型屋頂綠化室內日平均溫度3.8、3不同類型屋頂綠化的建筑節能效益比較耗電量主要看壓縮機的功率,壓縮機功率=制冷量/能耗比,一般空調能耗比大于3,因此1匹空調的耗電功率一般數據為735W13。1.5匹的空調耗電功率為7351.5=1.10kWh左右,加上10%左右的風扇等消耗13,每小時耗電1.21kWh。根據屋頂綠化的降溫效果和建筑節能效益,我們對3種屋頂綠化類型辦公建筑全年節電進行估算,每天使用空調按10h計算,未綠化屋頂室內空調耗電101.21=12.1kWh。通過對3種屋頂綠化類型進行熱工測試實驗,實驗得出:在一間19.35m2(辦公室大小)的房間內,夏季溫度每降低1,平均每天可節約電0.47度kWh。因此,市科研院簡9、單式屋頂綠化室內空調耗電較未綠化屋頂室內空調耗電平均每天節約0.85kWh;市園林局花園式屋頂綠化室內空調耗電較未綠化平均每天節約3.90kWh。即,簡單式屋頂綠化室內空調平均每天耗電量計為11.25kWh,節約能源比例7.02%;花園式屋頂綠化室內空調平均每天耗電量計為8.2kWh,節約能源比例32.23%。4結語(1)通過比較未綠化屋頂、簡單式屋頂綠化、花園式屋頂綠化室內溫度的變化得出:未綠化屋頂室內溫度日變化較為激烈,且明顯高于綠化屋頂室內溫度,表現為花園式屋頂綠化 (2)簡單式屋頂綠化室內空調耗電較未綠化屋頂室內空調耗電平均每天節約0.85kWh,節約能源比例7.02%;市園林局花園式10、屋頂綠化室內空調耗電較未綠化平均每天節約3.90kWh,節約能源比例32.23%。(3)屋頂綠化研究的目的是促進城市屋頂科學利用,使人們充分認識到屋頂綠化這一特殊的綠化形式對于增加城市綠量,改善城市生態環境,提高人類生活質量等方面的重要作用。只有加強城市屋頂綠化生態效益、功能的評估計量指標體系,為城市綠化規劃設計部門在指導城市綠化建設提供依據,促進城市屋頂綠化發展。本試驗通過比較簡單式、花園式屋頂綠化建筑室內的降溫作用,定量推算出了不同屋頂綠化類型建筑室內的節能效益。參考文獻：1 Levinem D,Adenn T.Global carbon emissions in the coming d11、ecades the case of ChinaJ.Annual Review of Environment and Resources,2008,33 (11):139.2 楊俊平.試論創新型城市立體綠化J.中國水土保持科學,2006(4):158160.3 鮑曉曙,徐舟躍.現代居住區園林景觀建設研究J.安徽農業科學,2008,36 (28):12198122001.4 唐鳴放,李耕.關于屋頂綠化節能技術化問題J.建筑節能,2007,4(35):1617.5 馬濤.建筑環境的立體綠化研究以上海世博園為例D.杭州:浙江農林大學,2011.6 彭揚華.建筑師眼中的城市綠化屋頂綠化J.中國城市林業12、,2005,3(3):6365.7 楊燦芳.屋頂綠化建設發展現狀與應對之策J.山地農業生物學報,2006,25(5):451454.8 蔣國碧.談談重慶城市綠化的降溫效應J.綠化環境,1992(11).9 Cheong,D.K.W.,et al.The effects of rooftop garden on energy consumption of a commercial building in SingaporeJ.Energy and Buildings,2003(14):353364.10 Onmura,S,et al.Study on evaporative cooling ef13、fect of roof lawn gardenJ.Energy and Buildings,2001(9):653666.11 殷麗峰,李樹華.北京地區綠化屋面對屋頂溫度變化影響的研究EB/OL.12 殷繼艷,殷麗峰.屋頂綠化的環境效益J.中國城市林業,2007,5(5):4546.13 劉東,陳沛霖,張云坤.建筑環境與暖通空調節能J.節能技術,2001,3(2):1719.14 楊志強,劉滔,宋勇軍,等.長沙市立體綠化降溫節能效益分析J.中南林業科技大學學報,2010,30(9):152156.15 施琪.鄭州市不同立體綠化方式的降溫增濕效應研究D.鄭州:河南農業大學碩士學位論文,2006.