土壤含湿量对绿化屋顶隔热性能影响的数值研究

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1、ISSUE6DEC.2013/JOURNALOFHUMANSETTLEMENTSINWESTCHINA/020*土壤含湿量对绿化屋顶隔热性能影响的数值研究NumericalEvaluationofInfluenceofSoilMoistureontheThermalInsulationofGreenRoof杨真静田瀚元YANGZhenjing,TIANHanyuan摘要绿化屋顶因其特有的蒸发作用Abstract:Greenroofs,withspecialevaporationandgoodinsulationpe

2、rformance,have而展示出独特的隔热性能，其能力就如thesamecapacityaspassivecoolingdeviceofarchitecture.Inthispaper,theroleofsoil同给建筑增加了被动降温装置一样。本moistureintheinsulationsystemofgreenroofwasstudiedbynumericalsimulation.文用数值模拟的方法来分析土壤水分在Acomparisonofinfluencesofdifferentmoistureonr

3、oofheattransferringunderthree绿化屋顶隔热系统中的作用，比较分析了differentmodesofirrigation-intermittentirrigation,continuousirrigationandno间歇灌溉、连续灌溉和不灌溉三种模式irrigationwasconducted.It’sconcludedthatroofheatfluxwasnegativelyrelatedtosoil下不同含湿量对屋顶传热的影响。研究得moisture,andtheheatfluxo

4、froofwasmoresensitivetosoilmoistureinintermittent出：绿化屋顶隔热能力与土壤湿度呈正irrigationmode.Whenthecontentofsoilmoisturewaslessthan0.2,theheatflux相关；采用间歇灌溉，屋顶热流密度对土decreasedsignificantlywhilethehumiditywasincreasing.Whenthemoisturecontent壤湿度反应更敏感，在土壤含湿量不超wasmorethan0.3,

5、theheatfluxhadarelativelyslowreaction.Itwasincontinuous过0.2时，随着湿度的增大，热流显著降irrigationmodethattheheatinsulationperformanceofroofimproved3-4timesthan低，在含湿量超过0.3后，热流反应较为theperformanceinintermittentirrigation.迟钝；采用连续灌溉，屋顶的隔热性能较Keywords:GreenRoof;ThermalInsulation;

6、SoilMoisture;NumericalSimulation间歇灌溉提高3-4倍。关键词绿化屋顶；隔热特性；含湿量；数值模拟早在20世纪20年代，现代主义大师格罗皮乌斯就指出：“平屋顶被利用作为‘地面’，就为我们提供了在大城市这片铺满石头的不毛之地上调节气候的条件，……将会呈现一片无尽的空中花园景色”。显然，当时的建筑师就不仅关注到屋顶绿化的[1]景观效应，还关注到其生态效应和热工效应。在目前的研究中，关于绿化屋顶热工性能方面的研究大致分为：隔热降温效果中图分类号TU111[2-3][4-7][8-10]的测

7、量和评价，热工性能参数研究，隔热机理以及热湿传递理论等。对文献标识码B于绿化屋顶隔热机理的研究，比较一致的看法是绿化屋顶因为水份的存在，让植物文章编号2095-6304(2013)06-0020-04和土壤能够将太阳辐射热转化为特有的蒸腾，减少由屋顶进入室内的热量。比如，[11]意大利RenatoM.L.等人对维琴察医院绿化屋顶现场测试了温度、湿度、降水、辐*“十二五”国家科技支撑计划课题资助射等参数，发现采用较干土壤的绿化屋顶进入室内的得热比一般保温屋顶减少了项目（2013BAJ11B04）60％，当土壤很湿的

8、时候，不但没有了进入室内的热流，还有流向绿化的反热流。国作者简介[12]内的孟庆林等人分析了粗放型绿化屋顶的能量平衡，研究得出：在典型的一天内，杨真静：重庆大学建筑城规学院，山地城镇建当土壤含湿量高，植物土壤的蒸腾消解了58.4%的得热，30.9％的热量为屋顶和大气设与新技术教育部重点实验室，副教的长波辐射，9.5%为植物的光合作用，只有1.2％储存在植物土壤内或传递到室