景天科植物屋顶绿化夏季隔热研究

论文摘要

目前,屋顶绿化的生态节能效益得到了一致地肯定,屋顶绿化技术的研究和应用取得了不少成果,在全国性的建筑节能工作中各地都在大力提倡采用这类生态节能技术;在这之中,一种以景天科植物为绿化材料的轻型屋顶绿化体系得到了前所未有的快速发展。本论文的研究目的将针对这一类易于推广应用的屋顶绿化形式,研究其在室内空调环境下的隔热效果和热工性能,为这类轻型屋顶绿化在节能建筑中的应用积累基础数据,为推广应用生态节能技术、创造更好的社会经济、环境效益提供参考。本文利用这类屋顶绿化与普通屋顶在重庆进行夏季对比热工试验研究。首先实测出它在夏季的相关热工参数,包括景天科植物绿化屋顶的太阳辐射吸收系数0.85、它对太阳辐射的遮蔽系数0.14、植物对土层水分的蒸发起到一定的抑制作用。之后是全过程中各个不同气候状况时间段的隔热效果:绿化覆盖密集时,晴雨相间天气绿化屋顶的隔热率是84%;之后的15个连晴天中,绿化屋顶的隔热率是78%;绿化干枯后的13个连晴天中,绿化屋顶的隔热率是44%,整个实验期间绿化屋顶的隔热率是68%。实验结果表明,景天科植物绿化屋顶相对于普通屋顶能够显著地降低从屋顶传入室内的热流,具有十分突出的优势。但它的隔热效果与气候密切相关,降雨量的多少将显著影响整个体系的含湿量,从而影响到该绿化屋顶的隔热效果。然后是根据实测的隔热效果结合对比实验的思路进行景天科植物绿化屋顶和对比屋顶两者的热工性能分析。从屋顶绿化隔热原理入手介绍了屋顶绿化隔热过程中三个组成部分各自的热工参数及其测定方法。利用上一章实验所得到的相关数据进行计算,得出了景天科植物屋顶绿化的热工当量参数,主要包括:(1)反应绿化植物遮蔽效果的景天科植物当量叶面积指数LAI值为3。(2)提出以室外综合温度为屋顶外表面计算参数,屋顶内计算参数仍然采用内表面温度的绿化屋顶当量热阻计算式,由此算出整个夏季实验期间的绿化屋顶平均当量热阻为3.9㎡*K/W,对比屋顶热阻为0.6㎡*K/W。实测的效果和热工性能的分析为这类绿化的应用和推广积累了大量的热工参数基础数据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外屋顶绿化现状
• 1.2.1 屋顶绿化的应用概况
• 1.2.2 屋顶绿化的建造技术
• 1.2.3 屋顶绿化的隔热研究
• 1.3 本文研究的目的
• 1.4 本文研究的内容
• 2 轻型屋顶绿化的现状
• 2.1 屋顶绿化相关概念
• 2.1.1 屋顶绿化类型
• 2.1.2 轻型屋顶绿化的兴起原因及其优点
• 2.2 轻型屋顶绿化的技术发展
• 2.2.1 轻型屋顶绿化的植物选择
• 2.2.2 轻型屋顶绿化的种植基质
• 2.2.3 轻型屋顶绿化的做法
• 2.3 轻型屋顶绿化的应用
• 2.3.1 应用意义
• 2.3.2 轻型屋顶绿化的应用现状
• 2.4 轻型屋顶绿化的问题
• 2.5 小结
• 3 景天科植物屋顶绿化夏季隔热实验
• 3.1 实验内容和方法
• 3.1.1 实验内容
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 实验中的测量参数和所使用的仪器
• 3.2 实验准备
• 3.2.1 实验屋顶的选择
• 3.2.2 景天科植物屋顶绿化的种植和施工
• 3.2.3 种植土的热物性参数测量
• 3.2.4 实验屋顶内、外的测点布置
• 3.2.5 实验房间内的空气温度和数据采集时间设置
• 3.2.6 测试时间的选择
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 绿化植物层对太阳辐射的反射率
• 3.3.2 绿化层的遮蔽效果
• 3.3.3 绿化层对土层水分蒸发的影响
• 3.3.4 景天科植物屋顶绿化在夏季的隔热效果
• ① 晴雨相间天气下屋顶绿化的隔热效果
• ② 连晴天气下屋顶绿化的隔热效果
• ③ 极端天气下屋顶的隔热效果
• 3.4 本章小结
• 4 景天科植物屋顶绿化热工性能研究
• 4.1 屋顶绿化隔热原理及其相关参数
• 4.1.1 屋顶绿化隔热原理
• 4.1.2 屋顶绿化各部分的相关参数及其确定方法
• 4.2 屋顶绿化当量热阻
• 4.3 景天科植物屋顶绿化的热工当量参数
• 4.3.1 当量叶面积指数估计
• 4.3.2 当量热阻计算方法及结果
• 4.4 本章小结
• 5 景天科植物屋顶绿化热工设计
• 5.1 景天科植物屋顶绿化中植物的耐候性观察
• 5.2 景天科植物屋顶绿化的热工设计参数
• 5.2.1 景天科植物屋顶绿化附加当量热阻——夏季取值
• 5.2.2 景天科植物屋顶绿化附加当量热阻冬季的建议取值
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究中的不足与后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文