模块式生态屋面系统关键技术研究 ——节水节能型模块

论文摘要

随着不可再生能源的大量开采和使用量的增加,地球气候的极端变化,城市生活环境的恶化等问题的出现,能源和环境问题越来越成为全世界关注的焦点。现在我国对于节约能源和保护生态环境的意识在逐渐提高,推行一些政策解决如何节能减排的问题,鼓励社会各界研发环保节能产品、技术等。建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30%,其中最主要的是采暖和空调,占到20%。而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%①。建筑节能是必然趋势,并且现在正不断发展着。在建筑的外围护结构中,屋顶所造成的室内外温差传热耗热量大于任何一面外墙或地面,屋顶的隔热保温也十分重要。目前我国较常见的做法便是种植屋面,在屋顶种植植物,节能降温的同时增加了城市的绿化面积,改善整个城市的生态环境,可谓一举多得。不过这种屋面做法投资较高,对工程技术的要求较复杂,且后期的维护量较大。能不能有一种方法能使屋顶快速变“绿”,且成本低免维护,在使用过程中能够自我调节?这一问题的提出便引出了“模块式生态屋面”这一研究课题。本文的主体分为四个部分,分别为:对模块的结构设计、种植基质和植物的选择等进行说明;对模块的试验结果进行阐述和分析;根据分析结果选出更适合今后改进和发展的模块并与国内外相关研究进行对比分析;从试验结果以及理论角度认定模块应用的价值。这四个部分逐级上升,缺一不可,它们是按照从事物的诞生、验证、类比到升华这四步展开论述的。本文的内容是基于对具体应用课题项目的研究,涵盖了许多方面,包括热工、植物和材料等,文章的重点是通过大量的试验数据及分析来验证所研究的对象是否节水节能以及具备真正的生态效益。通过对试验数据和观测结果的分析研究得出,此模块式屋面具有低造价、低维护量、简便快捷、节水、节能、生态效益良好等突出优点,具有很好的发展前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 问题的提出及研究的意义
• 1.2.1 问题的提出
• 1.2.2 研究的意义
• 1.3 国内外生态屋面研究现状
• 1.3.1 我国生态屋面研究现状
• 1.3.2 德国生态屋面研究现状
• 1.3.3 美国生态屋面研究现状
• 1.4 本章小结
• 2 模块的综合设计
• 2.1 引言
• 2.2 模块的设计
• 2.2.1 模块结构的设计
• 2.2.2 底壳材料的选择
• 2.2.3 种植基质的配制
• 2.2.4 种植植物的选择
• 2.3 本章小结
• 3 两种形式两个厚度的模块的各项测试
• 3.1 引言
• 3.2 热工性能测试
• 3.2.1 各点的屋面温度
• 3.2.2 通过屋面的热流强度
• 3.2.3 热阻计算
• 3.3 保水性能测试
• 3.3.1 模块最大保水量
• 3.3.2 模块内水分吸收和蒸发量
• 3.4 植物生长测试
• 3.4.1 种植基质温度
• 3.4.2 储水、排水层温度
• 3.4.3 植物的盖度和高度
• 3.5 模块的重量
• 3.6 模块的造价
• 3.7 本章小结
• 4 节水节能型模块的相关对比分析
• 4.1 引言
• 4.2 不同模块之间的分析对比
• 4.2.1 热工性能对比
• 4.2.2 节水性能对比
• 4.2.3 模块的重量
• 4.2.4 植物生长
• 4.3 其它类似研究的实例
• 4.3.1 美国的模块式屋面研究
• 4.3.2 国内的类似研发产品
• 4.3.3 国内传统型种植屋面研究
• 4.4 节水节能型模块与以上实例的对比
• ? 模块绿屋面比较'>4.4.1 与美国的GreenGrid^?模块绿屋面比较
• 4.4.2 与国内的生态环保型立体种植容器比较
• 4.4.3 与传统的种植屋面比较
• 4.5 本章小结
• 5 节水节能型模块式生态屋面的价值
• 5.1 引言
• 5.2 生态价值
• 5.2.1 建造过程中对环境的影响
• 5.2.2 使用过程中对环境的影响
• 5.2.3 维护过程中对环境的影响
• 5.3 经济价值
• 5.3.1 直接经济价值
• 5.3.2 潜在经济价值
• 5.3.3 预期经济指标
• 5.4 观赏价值
• 5.4.1 模块的外形
• 5.4.2 植物的组合
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 附录C