輕型屋頂綠化對屋面溫度影響的

輕型屋頂綠化對屋面溫度影響的研究1趙定國2唐鳴放3章正民1上海市農業(yè)科學院生態(tài)環(huán)境研究所2011062重慶大學城市規(guī)劃學院4000443上海市閔行區(qū)勞動協會201100【摘要】一種只在屋面上5cm厚的生長基質上鋪植景天植物的輕型屋頂綠化的技術,具有節(jié)能節(jié)地節(jié)水節(jié)材多種效果，使用面積已經占到各城市屋頂綠化總面積的40%左右（深圳市55%、北京市45%、上海市35%），2008年獲上海市科技進步二等獎。研究結果表明：在夏季高溫區(qū)段，晝夜溫度變化，裸屋頂幅度非常大，綠化屋頂波幅小而平穩(wěn)，遮陽板屋頂波幅略大于綠化屋頂；平均溫度裸屋頂＞遮陽板屋頂＞綠化屋頂；在冬季低溫區(qū)段，晝夜溫度變化，變化幅度裸屋頂＞遮陽板屋頂＞綠化屋頂，但是平均溫度與之相反，綠化屋頂＞遮陽板屋頂＞裸屋頂。從而可以定量地證明：屋頂綠化確實具有明顯地夏降溫作用冬保溫作用；全年每平方米屋頂綠化可以減少用電量17kWh。利用該研究結果可以推算出，如果上?？衫梦蓓斆娣e的10%（700萬m2）用于屋頂綠化，那么全年可以減少用電量1.19億kWh；還相當于增加了1萬畝的城市綠化用地，相當于節(jié)約1500個億的城市中心區(qū)綠化建設費。目前上海全市已有屋頂綠化面積約100萬m2，不足7000萬m2的1.4%，充分利用起來的空間非常大。簡單方便的輕型屋頂綠化應當被推廣利用，不但可以治理城市屋頂荒漠化以改善城市鳥瞰景觀，而且具有碳匯和節(jié)能減排作用?！娟P鍵詞】建筑立面立面綠化輕型屋頂屋頂綠化節(jié)能降耗以屋頂綠化為主的建筑外立面綠化，具有節(jié)能減排作用，越來越受到政府和市場的關注。由上海市農業(yè)科學院2000年開始研究而創(chuàng)造發(fā)明，被同濟大學戴復東院士稱為輕型屋頂綠化的技術，剛剛研究成功沒幾年就被廣泛采納和使用?？山y(tǒng)計到的使用面積已經占到各城市屋頂綠化總面積的%約為：深圳市55、北京市4、上海市35。該技術是在屋面上5cm左右厚的生長基質上高密度鋪植匍匐生長的景天植物，屋頂綠化建成后少養(yǎng)護管理，就是在干旱高溫的夏季也不采取澆水措施，所以特別適用于城市中面積巨大、負荷只允許增加＜100kg/m2的平屋頂使用，已被政府和大房地產企業(yè)所接受，大力促進和積極推動了政府解決城市屋頂荒漠化問題的進程，已成為建筑節(jié)能的措施之一。根據上海市農業(yè)科學院和重慶大學規(guī)劃學院聯合研究，采用獲得2008年度上海市科技進步二等獎的輕型屋頂綠化技術的屋頂，具有夏季降溫和冬季保溫的效果，其主要研究結果如下：1.屋頂綠化對屋面溫度的影響本試驗對3種屋頂進行為期一年的內、外表面溫度連續(xù)測定，每個點每個小時有一個記錄。測定點示意圖如下：桂1.1朱.鍛全年屋頂內外打表面溫度情況鐮屋頂表面溫度奏受太陽輻射強撓度的影響而變株化，屋頂內表警面溫度受外表怪面溫度的高低膛而起伏。內外炭表面溫度，綠沒化屋頂變化最傍平緩，遮陽板毅屋頂變化大于崖綠化屋頂，裸穗屋頂變化最大變（愁圖秀1熊，總圖益2穿）。虜1.2券.張一年四溫季幫3暖種屋頂內外表騎面溫度的差異莖1.2.仇1矮．外表面日平勇均溫度比較滔表后1壽，不同季節(jié)不卻同屋頂外表面叛日平均溫度比豆較蔑戒尖單位鳳：貧℃紅/憑天伯外表面溫度再與棗綠化屋頂比較種裸屋頂虎遮陽板屋頂配綠化屋頂勸裸屋頂趣遮陽板屋頂艙增加如增蚊加色%炮增加冊增憐加剩%曾春拆19.73攤18.19職18.42抵1.31右7.1執(zhí)-0.23階-1.2甘夏駁28.81精27.57蹄26.55攀2.26桐8.5鄭1.02輔3.8嘗秋利21.74戀20.89嬸20.10燦1.64虜8.2樹0.79施3.9偷冬掠8.11希7.85柔8.70岔-0.59淚-6.8宿-0.85碰-9.8撇表紀1諒中可見，春、惠夏、秋三季綠狂化屋頂外表面摔溫度比裸屋頂務外表面溫度央低括7-8皺%冤，冬季漢高慌7澆%搖。綠化屋頂與資遮陽板屋頂外檢表面溫度相比撫，夏、秋二季誼低番4價%缸，春季般高秘1叨%消，冬季災高底10消%蠟。渾1.2.距2嬌．內表面日平趁均溫度比較舍表診2撈中可見，綠化思屋頂內表面溫希度比裸屋頂內修表面溫度，春立、夏二季脅低攀10舍%迎以上，秋季饒低遮6爸%耕左右，而冬季幣卻要高毀出累20始%遇。綠化屋頂與群遮陽板屋頂相孔比，內表面溫與度略有差異，濤趨勢是冬季高截而夏季低。希1.3店.蓮夏、冬二該季趣3改種屋頂內表面舍溫度的差異運圖蕩1欣和榨圖猴2京所示狂，或3潔種屋頂溫度隨渾季節(jié)變化形仇成壘4舞個區(qū)段。春季步上升區(qū)段，由純低溫逐漸上升腐到高溫；夏季眨高溫平穩(wěn)區(qū)段瑞；秋季下降區(qū)翼段，由高溫逐棚漸下降到低溫娘；冬季低溫平僻穩(wěn)區(qū)段。棟分析夏季高溫帝區(qū)段和冬季低洪溫區(qū)段的圖象灶（獵圖估3詢，識圖煩4努）和數據（沈表咳1竿，美2理），可以清楚蛇地反映出，屋田頂綠化具有明織顯地夏降溫冬岔保溫作用。筋在夏季高溫區(qū)衛(wèi)段溫度晝夜變請化曲線反映出致，裸屋頂幅度眉非常大，綠化匹屋頂波幅小而片平穩(wěn)，遮陽板魂屋頂波幅略大續(xù)于綠化屋頂，類與平均溫度趨嗽勢相同，裸屋礦頂＞遮陽板屋兵頂＞綠化屋頂暑。京在冬季低溫區(qū)別段，日溫度晝座夜變化曲線可蛋以看出，變化筒幅度裸屋頂＞沿遮陽板屋頂＞暑綠化屋頂，但師是平均溫度與纏之相反，綠化腎屋頂＞遮陽板法屋頂＞裸屋頂密。證由此可見，綠永化屋頂具有夏穿降溫冬保溫的叮作用，比遮陽尼板屋頂略勝一堅疇。鼻2醉.寬綠化屋頂夏季蜻的降溫節(jié)電效夜果洋夏季，綠化屋依頂內表面平均忽溫度怎27.82磨℃美，比裸屋頂丘內表面平均溫姐度孤31.1褲0墳℃茶低捧3.2暖9調℃殿（痕表后2嚴），可以直接指減少嬸房間綠空調的鉛用電量。本試縮驗的然試驗用房間為軟東西一穩(wěn)排摩4那間，中些間遍2蟻間為試驗數據喉收集區(qū)遷，印2谷邊張各赴1鋼間房間為保護稻區(qū)。試驗數據粗收集姿區(qū)壓1誼間為屋頂啄綠化房，另皇1糕間為月無象屋頂周綠化房，迫面積各為迫23塌.被46咱m貍2畜（容積菠為遮75耍.咳072m羨3聰）。勇試驗得到如下獄主要結果：迅2.1.五屋頂綠化減少洋房間憑空調礙用電量招情況①實際數據暮白天，棟有綠化的絨試驗房間院用電笨量鐵5.93由kWh饑·d齡-1均，比無綠化的喉用電哲量始7.50啞kWh梢·d掘-1干減菜少跟1.57符kWh取·d貞-1普，減壇少刺20.9伯%斜。毀夜間，始有綠化的務試驗房間洲用電量臺5.09將kWh魂·d奉-1惹，比無綠化的攀用電量森6.01燙kWh晴·d暑-1袍減少戶0.92棒kWh相·d散-1倉，減少懼15.3障%崖。全天平均，躍有綠化的膠房間搬全天用電莫量織11芹.村02kWh院·d枝-1侍，比無綠化鄭房間遣的趁13僚.霸51kWh體·d叔-1胃減少殼2晃.郊49累kWh者·d館-1初，減少幅度為維18刮.予4琴%難（狼表圾3綿）。支表鄉(xiāng)3冶，試驗房間鈴用電令量著kWh末·d框-1炸無屋頂綠化妙有屋頂綠化圍有比無減少敵減伶少添%衰白天湯7.50均5.93瘦1.57弦20.9仇夜間浴6.01禾5.09飄0.92仆15.3欺全天濱13.51猜11.02卵2.49壯18.4噸②奏單位面積的節(jié)確電量娛按屋頂面法積變23慮.夾46酒m滲2芬計，在試驗期版間，消屋頂綠化每日殖節(jié)神電圣2賭.撥49kWh勞，因此單位攏屋頂綠化青面積可節(jié)電譜0居.竄1066電kW忍h棒?摩d遭-1帥m松-蔑2醋。架2.2.邪室外溫度越高涼屋頂綠化的節(jié)按電效果越大魔如果閘設子1遇8孤：踐0耗0卵的溫度為風x頸，帽全天植房間內飽電量泊有綠化比無綠濱化股減少乖%蔥為妹y翅，那么兩者據的關系為：蓮y轎=-34兼.時3945+1摧.扮5372瞎x往(葛n屈=12,鞏r延=0.72龍70*憑)崗。由此可見，裁室外溫度越高懼，屋頂綠化的菌節(jié)電效果越大與（替圖踏5坐）。3．結論循3.1笨.總屋頂綠化具有速明顯地夏降溫朱作用境在夏季高溫區(qū)恭段，晝夜溫度多變化，裸屋頂含幅度非常大，基綠化屋頂波幅篇小而平穩(wěn)，遮香陽板屋頂波幅放略大于綠化屋濃頂；平均溫度棟裸屋頂＞遮陽繭板屋頂＞綠化尸屋頂。排3.遵2齒．屋頂綠化具貧有明顯地冬保命溫作用擠在冬季低溫區(qū)貼段，晝夜溫度詳變化，變化幅狐度裸屋頂＞遮漢陽板屋頂＞綠脫化屋頂；平均讀溫度綠化屋頂者＞遮陽板屋頂征＞裸屋頂。4．討論虧4.1派.惡屋頂綠化冬季尋保溫有節(jié)能減腦排效果溫屋頂綠化夏季登可以降低室內堵溫旨度鹿3禮℃提,想從而節(jié)電效果霉可以達到勻0內.允1066摧kW瓜h風?弄d運-1盼m牙-2氏,留那么寶冬季屋頂綠化饒的室內溫均度周11.9萬8巖比裸屋頂的室跌內溫駁度受9.5攤2飄高巷2.4版6墾℃末也應當可以有濾節(jié)電效果。夕4.2瓣.饞屋頂綠化夏降己溫冬保溫的作濱用應當充分得丸到重視羨夏季，按上海尼市城憤區(qū)艷3珠0豐℃饑以上溫度的天貿氣約晝有欣100渴d贏計算，單位屋金頂綠化面積陶用電量可節(jié)柔電躬10賴.蠟66且kW渡h孔?稅m夠-并2盡；冬季按走夏季益節(jié)電量己的因60倍%桂推算，袍單位屋頂綠化恨面積貢用電量可節(jié)腸電我6車.挪40練kW銷h榴?周m磚-標2義。二者相加，菊屋頂綠化全年敞單位屋頂綠化書面積晝用電量可節(jié)嚇電魔17巨kW醒h戲?虧m鳥-購2碗。始上海中心區(qū)約糕有認2評億馬m閉2源的屋頂面積，澇其中才有牲700賠0私萬元m航2貼可以被利用。啞這些屋頂大部摟分為輕型屋頂危，其不但影響卵城市鳥瞰景觀繳，而且影響城傾市的生態(tài)環(huán)境頃。如果其狼中遞70途0模萬準m本2級（渣10孩%游）用于黨屋頂綠化，那副么全年可以減泊少用電桃量胖1.1脖9甲億苦kWh酒；還相當于增脫加道了順1恥萬畝的城市綠定化地，不談其洽征用難度，就嚷是能夠征得，征也起碼得甚化努150宰0惑個億呢。菜目前拳上海丹全市已有屋頂磁綠化面積遙約粘10料0錦萬開m事2出，不場足克700宮0姿萬航m跨2輕的沫1.4身%慶，充分利用起蘆來的空間非常靈大。勸世博會場館、抵浦東國際機場宿、虹橋樞紐站級有大量的水泥愿平屋面，應當酒用綠色植物覆烈蓋。上述新建苗筑，單幢面積煎巨大，一般都故是灰白色的水雜泥平屋面。這姨些屋面能積聚糞很多太陽輻射以產生的熱量使比室內溫度升高棗，從而增加空娛調使用電量。椒而且，盡量用處綠色植物覆蓋中這些灰白色一題片的屋面，能碧很好地改變鳥戶瞰景象。為諒使永“咳Better碑City,膊Bette輩rLife倡!岸”驅的理念更深入園人心，在有條映件的情況下，民上海城區(qū)其它橡水泥平屋面也蘇應當用綠色植怕物覆蓋起來。辟5泰．址“柜輕型屋頂綠化柿技鴿術靜”奪簡介嫂①廊增加屋頂重量榨少（輕型）國本項目技術仇只在屋頂上增恰加重量小浴于凡6爐0樓公耍斤刪/揪m捎2驟左右，不足水棉泥遮陽板重量撥的翠30廣%納，也就是說，奏只要能放水泥乓遮陽板的屋頂跳都可以采用。肝增加重量如此瘋之少，原先沒顆有考慮過綠化鋤的屋頂都可以浪進行綠化。恨②山施工簡便快速掩（簡便）維由于采用的施門工材料少，施豎工程序也不復亞雜，又無須對稼屋頂進行特殊攻處理，所以采接用佛本項目技術的飾建設速度可以環(huán)非?？?，具有準一夜成景，立踩竿見影的效果潑。繼③析少養(yǎng)護管理（債少管理）谷一次建設后，士可以在不澆水憤（特別是夏季取高溫干旱季節(jié)六也不用澆水）撓，少修剪、少宏施肥和少鋤草挑等管理情況下堪，也能保持長點年景觀效果。賽如果稍加管理獲，景色會更美尋好。配④伙建設成本低廉罪（價廉）騙每平方米建設瓣費曲10稍0味元左右，是一附般屋頂綠化疫（熄50脆0迫元）賢的專20倘%零。⑤技術成熟尿本項目技術研焦究時間已瓦達挽8勻年以上，邊研室究邊完善，邊露完善邊推廣使穗用。使用面積貨已達北京市屋心頂綠化總面積驚的疫45直%販左右，已達上佩海市屋頂綠化拖總面積再的閑30結%枝左右。單上海賠市農業(yè)科學院儉屋頂綠化實驗睜基地完成的示皮范項目就有上閉海市鐵路南站猜（面沾積倦1.儀2暖萬牧m妄2基）、上海市第認五人民醫(yī)院（謙面其積緞2服萬巨m泊2教）、上海市閔赴行區(qū)中心醫(yī)院據（面紅積掙1.蟲5衰萬泳m偽2詳）、萬科七寶瓶朗潤園（面素積改1.戴3套萬光m曲2錘）、杭州萬科艘和蘇州萬科（電面鞋積教2.姓5幻萬伶m導2扇）、蘇州開發(fā)遵區(qū)中（國）新期（家坡）科技惱城（面剪積聯1.緩2蒸萬拔m店2部）等。參考文獻漢[1]順趙定紛國駛企唐鳴鴿放螞暴章正民，總輕型屋頂綠化估節(jié)能降耗的定情量分編析非[J疲]興，中國園藝文信摘苗，艘200嫌9才，客2取2擱（階3動）補：洋72-74.拔[2阿]萍趙定浙國斬忙薛偉成，輕型勇屋頂綠化的節(jié)話電效架果限[J岸]湖，上海農業(yè)學覆報典，叼200垮8長，坐2奸4鼠（申1鉗）繡：碎99-101倦.母[3]托趙定渾國滔請薛偉成，輕型瀉屋頂綠化的降駁溫效侍果糠[J秘]嗚，上海農業(yè)學明報蘆，死200蜘6把，飲2像2基（場1筐）舒：概53-55.劍由[4收]慣陳宗英，日本暮的屋頂綠化柄[J]往.無北京：住宅產換業(yè)沉，偵2005,(負2薯、隨3納)謊：廣80稱-譯83.餃[