立体绿化在建筑节能中的应用.docx

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1、立体绿化在建筑节能中的应用摘要:立体绿化技术不仅具有隔热降温、缓解热岛效应、改善生态 环境的功能，而且在降低空调能耗方面也起到了很好的作用。本文 主要从建筑节能的角度综述分析立体绿化的应用。关键词:立体绿化；建筑节能;热岛效应随着我国经济的快速开展和人口的不断增长，能源缺乏与能耗较 大之间的矛盾越发凸显。据有关统计，暖通空调能耗占总能耗的比 例高达22.75% lo为了缓解能源短缺带来的一系列问题，国家 提出建立资源节约型、环境友好型社会。开展绿色建筑就是这一理 念的完美诠释。而立体绿化技术作为绿色建筑开展的一个重要组成 局部,在以后的建筑节能中充当了一个非常重要的角色。1立体绿化在国内外的研

2、究现状1 . 1国外立体绿化技术开展现状新加坡、美国、德国等国家对立体绿化技术的大量研究证明在相 同的辐射强度下，具有立体绿化的墙体外表的辐射温度更低，发射 的长波辐射更少，有利于降低建筑能耗和缓解城市热岛效应。美国 绿色建筑协会(USGBC)公布的“美国绿色建筑评估体系(LEED), 立体绿化可以增加LEED认证的分值，从而获得联邦、州级或者市 政有关基金或者补贴等。1 . 2国内立体绿化技术开展现状我国自上世纪六十年代开始研究立体绿化及其建造技术到2012 年1月初，全国共评出353项绿色建筑评价标识工程，总建筑面积 近3500万m2 3 。此外，我国学者也对立体绿化进行了大量的 研究。1

3、992年冯采芹著作绿化环境效应研究；2000年李龙梅著 作垂直绿化与墙面贴植新技术；2003年张宝鑫著作城市立体 绿化等等。随着2013年初，发改委、住建部公布绿色建筑行 动方案，绿色建筑的推广已经上升到国家战略。2立体绿化在建筑中的应用及其作用立体绿化是利用地面资源以外的其他空间进行绿地的方式，具有 很大的灵活性，可根据不同类型的绿化方式选择不同种类的植物进 行各种不同的构架。当前主要在屋顶、墙体、门庭、阳台、坡面等 建筑设施上进行绿化。立体绿化不仅对人具有良好的心理效果，而 且改善环境、净化空气、美化城市。特别在当前雾霾肆掠的情况下, 绿色植被通过对雾霾颗粒过滤、吸附和杀菌，对降低雾霾有一

4、定的 作用。因此推广立体绿化，提高城市的自净能力，具有很积极的意 义。3立体绿化对建筑能耗的影响分析利用立体绿化技术降低建筑能耗主要是通过降低空调能耗实现的。 立体绿化对空调能耗的影响主要有三个方面:一是立体绿化通过改 变建筑微气候环境来改变室外计算干球温度;二是立体绿化通过对太阳辐射的遮挡影响辐射换热;三是通过植被及其埋土局部增加了 室内外空气间的传热热阻。3 . 1立体绿化对建筑微气候环境的影响按不稳定传热计算空气调节冷负荷，夏季计算日空调室外计算逐 时温度可按照公式:tsh=twp+BAtiAti=twg - twpO .52(4 - 1)式中 tsh室外计算逐时温度();tsh夏季空气

5、调节室外计算日平均温度(); 0室外温度逐时变化系数;At i夏季室外计算平均日较差;twg夏季空气调节室外计算干球温度()。在炎热的夏季，室外干球温度twg主要受太阳辐射强度的影 响，地面吸收太阳辐射热后通过对流换热、辐射换热的方式升高室 外干球温度twg。与此同时，密集的建筑物、柏油路和水泥路面， 将来自太阳的辐射热储存起来，然后向周围空气辐射，造成室外气 温升高，形成热岛效应，进一步推动了室外干球温度twg的上升。 对建筑进行立体绿化，覆盖在墙体以及屋顶外表的绿色植被受到太 阳辐射后，根系从土壤中吸收水分，通过蒸腾作用的方式散发到空 气中去。不仅增加了空气湿度,而且带走了建筑外表大量的热

6、量， 使建筑物周围的干球温度twg下降。3 . 2立体绿化对太阳辐射的遮挡建筑物的围护结构具有较强的蓄热能力，太阳辐射热传递到围护 结构外外表贮藏起来。当这些物体外表的温度高于室内空气温度时, 它们以对流换热的方式将贮存的热量散入室内，这种室内各物体外表的长波辐射过程是一个反复无穷次作用的过程，直到室内空气温 度和各蓄热物体外表温度到达一致时，这种换热方式才停止。植物 枝叶具有吸收和反射太阳光线的作用。相当于具有隔热性能的遮阳 伞,通过吸收过滤太阳光线，防止了墙体直接暴晒在太阳下，减少 了围护结构的瞬时得热量、蓄热量。同时瞬时冷负荷峰值发生延迟, 防止了最强太阳辐射时刻与最大负荷时刻同时出现。

7、在这些情况的 综合作用下，空调房间单位时间冷负荷就减少，空调运行能耗降低。 黄任在广州地区立体绿化对建筑热环境及能耗影响研究中对立 体绿化墙体处的太阳辐射强度进行了一个测试。说明立体绿化对建 筑物围护结构外外表所受到的太阳辐射有很强的遮挡、吸收效果。3 . 3立体绿化对传热热阻的影响式中k外墙或屋顶的传热系数W/(m2.) ;hl外墙或屋顶与室外空气外表传热系数W/(m2K) ;h2围护结构内外表与室内空气的外表传热系数W/(m2.) ;A围护结构导热系数W/(mK) ;A1立体绿化层导热系数W/(mK) ;8围护结构厚度(mm);bl立体绿化层厚度(mm)。普通围护结构的传热热阻为(4 -

8、2)式。与未进行立体绿 化的普通围护结构相比，立体绿化的建筑外外表多了一层绿色植被 覆盖和一层土壤层，在这里把其称作立体绿化层。由于立体绿化层 的对流换热系数与混泥土的外表传热系数接近，可以忽略的变化。 内外表的对流换热系数不变。立体绿化层相当于增加了一个导热热 阻，可以由式(4 - 3)表示，空调房间单位时间冷负荷进一步降低。4结论与建议立体绿化作为建筑节能的一个新的开展方向，其具有的低碳、环 保理念，以及很高的性价比，为推广普及带来了很大便利。但就目 前中国能耗现状来看，还有一些技术问题有待进一步研究：(1)立体 绿化对雾霾的影响程度以及作用原理还有待进一步研究;(2)立体绿 化对空调的节能效率，以及不同地区实施立体绿化存在的干扰因素 需要更深入的研究;(3)政府方面的政策扶持，相应规范需要进一步 制定。