屋顶绿化隔热等效热阻

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1、第!"卷第#期重庆大学学报!自然科学版"$%&’!"()%’#(*""+年#月,%-./0&%123%/456/47/689.:6;69/>9?@6;6%/"A0<’*""+((文章编号!C"""B#E*K"*""+#"#B"""CB"!屋顶绿化隔热等效热阻0#L0#L0#L唐鸣放#杨真静#郑开丽!重庆大学0’建筑城规学院$L’教育部山地城镇建设与新技术重点实验室#重庆D"""!""摘(要!针对自然气候作用下的草地式屋顶绿化形式#提出采用屋顶绿化隔热效果实测与屋顶热传导计算分析相结合的方法确定绿化层等效热阻#并在重庆选择通风屋顶有绿化层和无绿化层的实例进行

2、了连续#个月的夏季隔热效果现场实测#结果表明%气温越高&太阳辐射越强#屋顶绿化层的隔热效果越好’实测数据的理论分析*得到屋顶绿化层的等效热阻为"’#FI(MNO’关键词!屋顶绿化$热阻$内表面温度中图分类号!H7CCC文献标志码!P((屋顶绿化是一种值得大力提倡的生态节能技术措&C’施%尽管屋顶绿化的建设已经规范化%但其热工性能问题仍然没有解决!目前屋顶绿化隔热研究主要集中在实际效果测量评价和以实测为基础的理论模型研&*!F’究方面%通常采用评价常规隔热材料的指标热阻&+’来等效评价屋顶绿化的隔热性能%如何确定等效热阻是问题的关键!屋顶绿化的隔热机理与常规保温隔热材料有本质区别

3、%屋顶绿化层在实际气候的作用下并不是一种单纯的传热过程%而是传热(传湿(相变耦合过程%其隔热效果不仅是以气温和太阳辐射为代表的热气候作用的结果%而且还是以降雨为代表的湿气候作用的结果%因此不能简单的象常规保温隔热材料图C(实测屋顶模型那样以几天的测量数据来确定!下面以实际测量为其内表面温度!是复杂的传热(传湿综合结果!同时例%讨论屋顶绿化的等效热阻确定方法!测量有绿化和无绿化屋顶内表面温度%其温差!!Q!"R!反映了土层和植物在实际气候作用下共同的隔C(研究方法热效果!这种隔热效果可以等效于在屋顶上设置隔屋顶绿化在实际气候下的隔热机理极其复杂%有水(隔湿的隔热材料层%即图*所示

4、的计算屋顶模型%植物的遮阳和蒸发(土层的热湿传递及其与植物和气通过传热计算得到内表面温差!!"Q!""R!"!让!!候的复杂关系%难以建立相应的数学模型计算模拟%而与!!"在一个气候周期内的平均值相等%便认为在屋不考虑水分蒸发的屋顶材料层传热计算方法已经很成顶上放绿化和放一般隔热材料等效%那么隔热材料的熟%因此采用屋顶绿化实测与屋顶热传导计算分析相热阻便是绿化的等效热阻!结合的方法研究屋顶绿化的等效热阻是可行的!实测屋顶选择重庆某住宅通风双层屋顶%自然通图C为实测屋顶模型%屋顶内表面自然通风%屋顶风层厚F""II%可以近似假设通风层温度与室外气温外表面布置有绿化和无绿化两部分!

5、无绿化的屋顶隔相等%因此实测屋顶可以简化为图C所示模型%屋顶面*水(隔湿%实际气候对它的作用可以忽略降雨和湿的影积C""I左右%其中#"#覆土植草绿化%土层厚响%其内表面温度!"可以看成是单纯的传热结果$有C""II%无人工浇水管理!测量有(无绿化屋面内表绿化的屋顶土层吸水(吸湿(蒸发%在实际气候作用下面温度!和!"以及相关气候参数%数据自动采集间隔((收稿日期!*""+B"CBC*!基金项目!国家自然科学基金资助项目"#"D+E"FF#$重庆市建委科研项目"城科字*""FB!*#!作者简介!唐鸣放"CG#+B#%女%重庆大学教授%博士生导师%主要从事建筑节能与热环境研究"H9

6、&#"*!BF#C*"+"D$"?BI06&#;I1J>5-’9@-’>/!万方数据*重庆大学学报!自然科学版"(((((((((((((((((第!"卷为C3%测量时间为*""#年#月C日)G月!"日%覆盖了一个夏季气候周期!图!(屋面内表面温度计算与实测平均值相关性量土层样品在干(湿(半干!种状态的密度(导热系数(图*(计算屋顶模型含湿量列入表*!分别以土层!种状态的热物性参数带入模型计算!其中土层的比热随含湿量有变化%但*(模型计算比热主要影响热惰性%当考虑长期平均效果时%热惰性图*所示屋顶的传热数学模型可以简写为的影响基本消失%土层比热差别的影响可忽略%因此土*!!!!

7、层的比热都取C*"#T,N"T4+M#!计算得到土层在%&!"C#*!$!’!种隔热状态下的屋顶内表面温度!边界条件为*表*(土层热物性参数!!容重含湿量导热系数外表面("QR#9"!R!:0#%"*#状态!()"T4+IR!#N"T4+T4RC#N"O+IRC+MRC#内表面("!!QR#"!R!#%"!#全干C!+"""***60!(全湿CECF"**F"*GD式中*!为屋顶材料层温度%S$$为时间%3$&为材料半干C+"""*C!"*##*导温系数%IN3$’为屋顶材料层厚度坐标%I$