屋顶绿化传热临界温度

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1、屋顶绿化传热临界温度-暖通论文屋顶绿化传热临界温度　近年来，屋顶绿化在许多国家得到了普及和发展，屋顶绿化的生态节能功能受到广泛重视，人们普遍认为屋顶绿化是解决城市能源和生态环境问题的一种有效措施。在建筑上种植绿化植物，改善了建筑的热功能，通过植物对阳光、空气、雨水等生物气候资源的利用，减少了建筑空调能耗，缓解了城市热岛效应，改善了城市生态环境，屋顶绿化具有节能减排的综合效益。　　摘要：根据实验研究结果，分析了屋顶绿化在被动式室内热环境状态下的热流特点。研究结果表明，不能采用等效热工参数评价其隔热性能。采用屋顶绿化实验方法，证明了屋顶绿化在室内人体可接受的

2、热环境范围内存在着不向室内传热的临界温度状态。通过屋顶内表面热流与室内外温差的相关性分析，得出屋顶绿化的传热临界温度低于室外平均气温1.5℃。　　关键词：屋顶绿化,室内温度,节能　　目前屋顶绿化节能研究大致分为：隔热降温效果的测量和评价[15]、热工性能参数[69]、隔热机理以及热湿传递理论[1014]等。在这些研究中，可以直接应用于建筑节能工程的是屋顶绿化的热工性能参数，通常采用实验的方法把屋顶绿化的隔热性能等同于保温材料层。但在一些自然室温的实验中，出现了绿化屋顶与裸屋顶的内表面热流方向相反的现象[1516]，说明在这种情况下屋顶绿化的隔热性能不能等

3、同于保温材料层。这是因为按照热传导原理，裸屋顶与保温屋顶在同样的实验条件下内表面热流方向应该是相同的。因此屋顶绿化在非空调室温下的隔热性能需要重新考虑，这对于提高室内舒适性、减少空调使用时间具有节能意义。笔者通过实验研究，分析屋顶绿化的热流方向与室内温度的关系，提出新的隔热特征参数。　　1临界状态及其存在性　　在中国南方地区各种建筑隔热降温措施中，屋顶绿化具有地方气候适应性和节能生态性。南方地区夏季太阳辐射强，高温天气多，但同时降雨也十分丰富，湿热气候创造了绿化植物繁荣茂盛的生长条件。绿化植物是气候的产物，同时也是气候的生产物，采用绿化措施对建筑围护结构

4、进行降温隔热实际上是一种气候手段。采用气候手段解决气候带给建筑的热问题是一种和谐的生态过程。　　气候作用于绿化所产生的正面影响与气候作用于建筑所产生的负面影响构成相互作用的双方，其结果是存在一种传热平衡状态。在一些屋顶绿化隔热降温实验研究中证明了这种平衡状态的存在。早在20世纪80年代，四川省建筑科学研究所等单位在成都对植被屋面夏季热工参数进行了比较全面的测量，除了得到植被屋面隔热效果特别显著的结论外，还发现植被屋顶内表面平均热流是从室内传向屋顶，与对比的裸屋顶情况相反。后来在重庆进行的被动式屋顶绿化实验中发现了同样的现象[15]。另外，在日本进行的被动

5、式建筑屋顶绿化实验中也有同样的报道[16]，在近年来新加坡进行的一项实验中报道了植被屋顶内表面平均热流为0的情况[1]。而在一些室内为空调环境的实验中，植被屋顶内表面平均热流是从屋顶传向室内，与对比的裸屋顶情况相同[17]。虽然对屋顶绿化实验的报道不少，但是能够测量热流的情况却很少，因此这种现象并未被关注。这些实验说明：在夏季晴天气候条件下，对于空调房间，室内温度较低，绿化屋顶向室内传热，热流为正;对于被动式房间，室内温度较高，绿化屋顶吸收室内热量，热流为负。因此可以推测：在室外气候条件不变的情况下，当室内温度由较低状态向较高状态变化时，绿化屋顶内表面热

6、流将会由正值变化为负值，在这种状态变化过程中，应该存在一种临界状态，使内表面热流为0，此为传热平衡状态，临界状态的室内温度可称为传热临界温度。从已有的各种实验中可以估计，屋顶绿化的传热临界温度应该在自然室温与空调室温之间，在此状态，屋顶不向室内传热。　　2实验设置与测量数据分析　　通过对已有实验结果的分析，推测了屋顶绿化传热临界温度的存在，但却不能给出明确的数值，因为这些实验是各自进行的，没有哪个实验同时完成了不同室内温度的绿化屋顶内表面热流的测量。因此，为了得到屋顶绿化的传热临界温度，需要根据实验目的设置新的实验。仍然采用绿化屋顶与裸屋顶的热工对比实验

7、方法，通过采用空调与非空调状态不同室温的屋顶热工参数测量，分析热流与室内温度的关系。　　2.1实验设置　　实验在上海某绿化基地进行。实验屋顶的房间为相邻对比房，每间面积约20m2，安装有同样型号的壁挂式空调控制室内温度。屋顶构造为钢筋混凝土空心板加防水保护层，墙体为双面抹灰砖墙。屋顶上的绿化为一种块状绿化产品，主要由种植盘、基质和植物组成。种植盘用粉煤灰和水泥混合压制成型，具有排水和保肥的作用。种植盘内放置基质材料后，总厚度约为100mm，湿重量达到100kg/m2。种植的绿化植物为佛甲草，生长茂密。实验时间为20070807―20070831，共25d

8、，其中前面12d房间开启空调，设置温度25℃;后面13d关闭空调，房间自然室温。