神马文学网屋顶绿化节能降耗的定量分析
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 07:09:11
上海市农业科学院研究成功一种被同济大学戴复东院士称为轻型屋顶绿化的技术，短短几年就得到了广泛的应用，其在各城市的使用面积占屋顶绿化总面积的比例分别约为深圳市55％、北京市45％、上海市35％。能在平屋顶只增加负荷1．1试验的时间和地点
时间：2008年8月~2009年7月；地点：上海市闵行区劳动仲裁厅办公楼。
1．2仪器
热电偶温度传感器和惠普数据采集仪。
1．3处理
处理l(裸屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板。
处理2(水泥遮阳板屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板+lOcm空间+5cm水泥遮阳板。
处理3(绿化屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板+5cm基质+lOcm高的景天绿化植物(佛甲草)。1．4温度记录
l.4．1温度记录时间间隔每天正点记录，间隔1h，共24次。
1．4．2 温度记录处理点 (1)裸屋顶外表面；(2)裸屋顶内表面；(3)遮阳板下屋顶外表面；(4)遮阳板下屋顶内表面，(5)绿化层下屋顶外表面；(6)绿化层下屋顶内表面；(7)室外空气温度。
2研究结果与分析
2．1 绿化与未绿化的屋顶外表面温度的差异
2．1．1 全年屋顶外表面温度情况 图l中，横轴从左到右表现的四季顺序为夏、秋、冬、春、夏。从图l可以看出：屋顶外表面温度基本趋势是裸屋顶高于遮阳板屋顶，遮阳板屋顶高于绿化屋顶。夏、秋、春季，绿化屋顶外表面温度低于裸屋顶和遮阳板屋顶。冬季，裸屋顶外表面温度围绕遮阳板屋顶外表面温度起伏，而遮阳板屋顶外表面温度围绕绿化屋顶外表面温度起伏；并有绿化屋顶外表面温度高于遮阳板屋顶，遮阳板屋顶高于裸屋顶的趋势。
屋顶外表面温度向屋顶内表面的辐射和传导直接影响屋顶内表面的温度。外表面温度低，内表面温度也会低；外表面温度高，内表面温度也会高。
2．1．2 绿化屋顶外表面温度冬暖夏凉从表1可见，春、夏、秋三季绿化屋顶外表面温度比裸屋顶外表面温度低7％～8％，冬季高7％。绿化屋顶与遮阳板屋顶外表面温度相比，夏、秋二季低4％，春季高1％，冬季高10％。轻型绿化屋顶外表面温度体现出冬暖夏凉现象。
2．2绿化与未绿化的屋顶内表面温度的差异
2．2．1 全年屋顶内表面温度情况从图2可以看出，裸屋顶内表面温度表现出冬季明显低于其他两种屋顶，夏季高于其他两种屋顶的趋势。水泥遮阳板屋顶内表面温度与绿化屋顶的差异不大，但表现出比绿化屋顶波动大的情况。
绿化屋顶内表面温度在夏、秋、春三季平稳且最低，冬季却高起来，反映出轻型绿化屋顶确有冬暖夏凉之效。
2．2．2 绿化屋顶内表面温度冬暖夏凉 从表2可见，绿化屋顶内表面温度与裸屋顶内表面温度相比，春、夏、秋三季低10％左右，冬季要高20％。其与遮阳板屋顶内表面温度相比基本相同，略有差异，夏、秋二季低1％-2％，春季相同，冬季高3％。
由此可见，轻型绿化屋顶内表面温度具有冬暖夏凉作用，效果比遮阳板屋顶略胜一筹。
2．3夏季屋顶绿化室内节能降耗的定量分析
夏季屋顶绿化屋面内表面温度27．82℃，比裸屋顶内表面温度31．1012低3．28X3，其降温节电效果如下：
2．3．1 试验基本情况 (1)试验时间：2007年7月21日～2007年8月1日。(2)试验处理：有屋顶绿化房间和无屋顶绿化房间2个处理。(3)试验房间布置：每个处理虏间内净体积为长6．9m×宽3．4m×高3．2m。供试房间共4间，处理房间在中间，两头各有1间保护房间。屋顶结构为水泥5孔楼板。墙为砖墙，墙上没有窗，只有一扇宽1．2m×高2．5m的塑钢门。每个处理房间统一在北墙高2．5m处装有功率1500W的松下挂壁式空调机1台、指针式温度计1架和电表1个。
试验步骤：空调机统一设定26℃运行ld后开始正式记录室内温度、室外温度记录和电表读数。记录时间为每天早上6点和下午18点各1次。
2．3．2 试验结果 (1)屋顶绿化可以减少房间空调用电量l 8％：白天有绿化的试验房间用电量5．93kWh·d-1。，比无绿化的用电量7．50kWh·d-1减少1．57kWh·d-1，减少20．9％。夜间有绿化的试验房间用电量5．09kWh·d-1，比无绿化的用电量6．01kWh·d-1减少0．92kWh·d-1减少15．3％。有绿化的房间垒天用电量11．02kWh·d-1比无绿化房间的13．51kWh·d-1减少2．49kWh·d-1，减少幅度为18．4％(见表3)。
按试验房间75．072m3，屋顶面积23．46m2计，在试验期间，屋顶绿化每日节电2．49kWh·d-1，因此单位屋顶绿化面积可节电0．1066kWh·d-1m-2，房间内可以减少0．0333kWh·d-1m-2。按上海市城区30℃以上温度的天气约有100d计算，单位屋顶绿化面积用电量可节电10．66kWh·m-2(见表4)。
(2)室外温度越高屋顶绿化的节电效果越大：如果设1 8时的温度为x，全天房间内电量有绿化比无绿化减少率为y，那么两者的关系为：y=34．3945+1．5372x(n=12，r=0．7270"，)(见图3)。由此可见，室外温度越高，屋顶绿化的节电效果越大。
3 推广使用轻型屋顶绿化技术的节能降耗前景分析
上海正在向国际型大城市迈开步伐， “Better City，Better Life!”是上海市举办2010世博会的口号。只上海中心区就有7000万m2的屋顶没有被利用，其不但影响城市鸟瞰景观，而且影响城市的生态环境。如果其中700万m2(10％)用于屋顶绿化，那么夏季高温时段lOOd可以减少用电量8750万度；还相当于增加了667．hm2的城市绿化地，还可节约1500亿的城市中心区绿化建设费。
目前上海全市已有屋顶绿化面积不足100万m2，不足7000万m2的1．4％，充分利用起来的空间非常大。世博会场馆、浦东国际机场、虹桥枢纽站有大量的水泥平屋面应当用绿色植物覆盖。上述新建筑，单幢面积巨大，一般都是灰白色的水泥平屋面。这些屋面能积聚很多太阳辐射产生的热量使室内温度升高，从而增加空调使用电量。而且，尽量用绿色植物覆盖这些灰白色的屋面，能很好地改变鸟瞰这些屋面的景象。为使“城市让生活更美好”的理念更深入人心，在有条件的情况下，上海城区其他水泥平屋面也应当用绿色植物覆盖起来。
上海市农业科学院生态坏境保护研究所通过8年的研究和完善，创造发明了“轻型屋顶绿化技术”，2008年获得上海市科技进步二等奖，已被作为上海市节能推荐项目之一。本研究为国家科技支撑计划子课题“轻型屋顶绿化节能技术研究”和上海市农业科技成果转化资金项目“轻型屋顶草坪绿化技术的中试与开发”项目。
4 “轻型屋顶绿化技术”项目简介
4．1 增加屋顶重量少(轻型)
本项目技术只在屋顶上增加重量小于60kg／m2左右，不足水泥遮阳板重量的30％，也就是说，只要能放水泥遮阳板的屋顶都可以采用。增加重量如此之少，原先没有考虑过绿化的屋顶都可以进行绿化。
4．2施工简便快速(简便)
由于采用的施工材料少，施工程序也不复杂，又无须对屋顶进行特殊处理，所以采用本项目技术的建设速度非常快，具有一夜成景，立竿见影的效果。
4．3少养护管理(少管理)
一次建设后，可以在不浇水(特别是夏季高温干旱季节也不用浇水)，少修剪、少施肥和少锄草等管理情况下，也能保持长年景观效果。如果稍加管理，景色会更美好。
4．4建设成本低廉(价廉)
每lm2建设费100元左右，是一般屋顶绿化(500元)的20％。
4．5技术成熟
本项目技术研究时间已达8年以上，边研究边完善，边完善边推广使用。使用面积已达北京市屋顶绿化总面积的45％左右，已达上海市屋顶绿化总面积的30％左右。上海市农业科学院屋顶绿化实验基地完成的示范项目有上海市铁路南站(面积1．2万m2)、上海市第五人民医院(面积2万m2)、上海市闵行区中心医院(面积1．5万m2)、万科七宝朗润园(面积1．3万m2)、杭州万科和苏州万科(面积2．5万m2)、苏州开发区中(国)新(加坡)科技城(面积1．2万m2)等。
赵定国1 唐鸣放2章正民3
(1．上海市农业科学院生态环境研究所，上海201106；
2重庆大学城市规划学院，重庆400044；
3.上海市闵行区劳动协会，上海201100)
中国园艺文摘2009.12
江洪涛采集审核；程彬彬编辑上传。
时间：2008年8月~2009年7月；地点：上海市闵行区劳动仲裁厅办公楼。
1．2仪器
热电偶温度传感器和惠普数据采集仪。
1．3处理
处理l(裸屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板。
处理2(水泥遮阳板屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板+lOcm空间+5cm水泥遮阳板。
处理3(绿化屋顶)：屋顶结构为水泥5孔楼板+5cm基质+lOcm高的景天绿化植物(佛甲草)。1．4温度记录
l.4．1温度记录时间间隔每天正点记录，间隔1h，共24次。
1．4．2 温度记录处理点 (1)裸屋顶外表面；(2)裸屋顶内表面；(3)遮阳板下屋顶外表面；(4)遮阳板下屋顶内表面，(5)绿化层下屋顶外表面；(6)绿化层下屋顶内表面；(7)室外空气温度。
2研究结果与分析
2．1 绿化与未绿化的屋顶外表面温度的差异
2．1．1 全年屋顶外表面温度情况 图l中，横轴从左到右表现的四季顺序为夏、秋、冬、春、夏。从图l可以看出：屋顶外表面温度基本趋势是裸屋顶高于遮阳板屋顶，遮阳板屋顶高于绿化屋顶。夏、秋、春季，绿化屋顶外表面温度低于裸屋顶和遮阳板屋顶。冬季，裸屋顶外表面温度围绕遮阳板屋顶外表面温度起伏，而遮阳板屋顶外表面温度围绕绿化屋顶外表面温度起伏；并有绿化屋顶外表面温度高于遮阳板屋顶，遮阳板屋顶高于裸屋顶的趋势。
屋顶外表面温度向屋顶内表面的辐射和传导直接影响屋顶内表面的温度。外表面温度低，内表面温度也会低；外表面温度高，内表面温度也会高。
2．1．2 绿化屋顶外表面温度冬暖夏凉从表1可见，春、夏、秋三季绿化屋顶外表面温度比裸屋顶外表面温度低7％～8％，冬季高7％。绿化屋顶与遮阳板屋顶外表面温度相比，夏、秋二季低4％，春季高1％，冬季高10％。轻型绿化屋顶外表面温度体现出冬暖夏凉现象。
2．2绿化与未绿化的屋顶内表面温度的差异
2．2．1 全年屋顶内表面温度情况从图2可以看出，裸屋顶内表面温度表现出冬季明显低于其他两种屋顶，夏季高于其他两种屋顶的趋势。水泥遮阳板屋顶内表面温度与绿化屋顶的差异不大，但表现出比绿化屋顶波动大的情况。
绿化屋顶内表面温度在夏、秋、春三季平稳且最低，冬季却高起来，反映出轻型绿化屋顶确有冬暖夏凉之效。
2．2．2 绿化屋顶内表面温度冬暖夏凉 从表2可见，绿化屋顶内表面温度与裸屋顶内表面温度相比，春、夏、秋三季低10％左右，冬季要高20％。其与遮阳板屋顶内表面温度相比基本相同，略有差异，夏、秋二季低1％-2％，春季相同，冬季高3％。
由此可见，轻型绿化屋顶内表面温度具有冬暖夏凉作用，效果比遮阳板屋顶略胜一筹。
2．3夏季屋顶绿化室内节能降耗的定量分析
夏季屋顶绿化屋面内表面温度27．82℃，比裸屋顶内表面温度31．1012低3．28X3，其降温节电效果如下：
2．3．1 试验基本情况 (1)试验时间：2007年7月21日～2007年8月1日。(2)试验处理：有屋顶绿化房间和无屋顶绿化房间2个处理。(3)试验房间布置：每个处理虏间内净体积为长6．9m×宽3．4m×高3．2m。供试房间共4间，处理房间在中间，两头各有1间保护房间。屋顶结构为水泥5孔楼板。墙为砖墙，墙上没有窗，只有一扇宽1．2m×高2．5m的塑钢门。每个处理房间统一在北墙高2．5m处装有功率1500W的松下挂壁式空调机1台、指针式温度计1架和电表1个。
试验步骤：空调机统一设定26℃运行ld后开始正式记录室内温度、室外温度记录和电表读数。记录时间为每天早上6点和下午18点各1次。
2．3．2 试验结果 (1)屋顶绿化可以减少房间空调用电量l 8％：白天有绿化的试验房间用电量5．93kWh·d-1。，比无绿化的用电量7．50kWh·d-1减少1．57kWh·d-1，减少20．9％。夜间有绿化的试验房间用电量5．09kWh·d-1，比无绿化的用电量6．01kWh·d-1减少0．92kWh·d-1减少15．3％。有绿化的房间垒天用电量11．02kWh·d-1比无绿化房间的13．51kWh·d-1减少2．49kWh·d-1，减少幅度为18．4％(见表3)。
按试验房间75．072m3，屋顶面积23．46m2计，在试验期间，屋顶绿化每日节电2．49kWh·d-1，因此单位屋顶绿化面积可节电0．1066kWh·d-1m-2，房间内可以减少0．0333kWh·d-1m-2。按上海市城区30℃以上温度的天气约有100d计算，单位屋顶绿化面积用电量可节电10．66kWh·m-2(见表4)。
(2)室外温度越高屋顶绿化的节电效果越大：如果设1 8时的温度为x，全天房间内电量有绿化比无绿化减少率为y，那么两者的关系为：y=34．3945+1．5372x(n=12，r=0．7270"，)(见图3)。由此可见，室外温度越高，屋顶绿化的节电效果越大。
3 推广使用轻型屋顶绿化技术的节能降耗前景分析
上海正在向国际型大城市迈开步伐， “Better City，Better Life!”是上海市举办2010世博会的口号。只上海中心区就有7000万m2的屋顶没有被利用，其不但影响城市鸟瞰景观，而且影响城市的生态环境。如果其中700万m2(10％)用于屋顶绿化，那么夏季高温时段lOOd可以减少用电量8750万度；还相当于增加了667．hm2的城市绿化地，还可节约1500亿的城市中心区绿化建设费。
目前上海全市已有屋顶绿化面积不足100万m2，不足7000万m2的1．4％，充分利用起来的空间非常大。世博会场馆、浦东国际机场、虹桥枢纽站有大量的水泥平屋面应当用绿色植物覆盖。上述新建筑，单幢面积巨大，一般都是灰白色的水泥平屋面。这些屋面能积聚很多太阳辐射产生的热量使室内温度升高，从而增加空调使用电量。而且，尽量用绿色植物覆盖这些灰白色的屋面，能很好地改变鸟瞰这些屋面的景象。为使“城市让生活更美好”的理念更深入人心，在有条件的情况下，上海城区其他水泥平屋面也应当用绿色植物覆盖起来。
上海市农业科学院生态坏境保护研究所通过8年的研究和完善，创造发明了“轻型屋顶绿化技术”，2008年获得上海市科技进步二等奖，已被作为上海市节能推荐项目之一。本研究为国家科技支撑计划子课题“轻型屋顶绿化节能技术研究”和上海市农业科技成果转化资金项目“轻型屋顶草坪绿化技术的中试与开发”项目。
4 “轻型屋顶绿化技术”项目简介
4．1 增加屋顶重量少(轻型)
本项目技术只在屋顶上增加重量小于60kg／m2左右，不足水泥遮阳板重量的30％，也就是说，只要能放水泥遮阳板的屋顶都可以采用。增加重量如此之少，原先没有考虑过绿化的屋顶都可以进行绿化。
4．2施工简便快速(简便)
由于采用的施工材料少，施工程序也不复杂，又无须对屋顶进行特殊处理，所以采用本项目技术的建设速度非常快，具有一夜成景，立竿见影的效果。
4．3少养护管理(少管理)
一次建设后，可以在不浇水(特别是夏季高温干旱季节也不用浇水)，少修剪、少施肥和少锄草等管理情况下，也能保持长年景观效果。如果稍加管理，景色会更美好。
4．4建设成本低廉(价廉)
每lm2建设费100元左右，是一般屋顶绿化(500元)的20％。
4．5技术成熟
本项目技术研究时间已达8年以上，边研究边完善，边完善边推广使用。使用面积已达北京市屋顶绿化总面积的45％左右，已达上海市屋顶绿化总面积的30％左右。上海市农业科学院屋顶绿化实验基地完成的示范项目有上海市铁路南站(面积1．2万m2)、上海市第五人民医院(面积2万m2)、上海市闵行区中心医院(面积1．5万m2)、万科七宝朗润园(面积1．3万m2)、杭州万科和苏州万科(面积2．5万m2)、苏州开发区中(国)新(加坡)科技城(面积1．2万m2)等。
赵定国1 唐鸣放2章正民3
(1．上海市农业科学院生态环境研究所，上海201106；
2重庆大学城市规划学院，重庆400044；
3.上海市闵行区劳动协会，上海201100)
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江洪涛采集审核；程彬彬编辑上传。
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