空中綠色 屋頂綠化

◎文/項 錚 儲 依

作為建筑圍護結(jié)構(gòu)的屋頂，是建筑節(jié)能重點關(guān)注的部位之一,它的隔熱性能，對建筑的節(jié)能效果至關(guān)重要。除了常用的建筑屋頂保溫隔熱材料之外,屋頂綠化可以起到一定的遮陽、隔熱效果。我們《屋頂綠化形式的隔熱及節(jié)能效果研究》課題組，研究了種植槽綠化、爬藤綠化和架空爬藤綠化3種不同的屋頂綠化形式對建筑隔熱及節(jié)能效果的影響。通過測定和比較3種屋頂綠化形式與無綠化裸屋面的4個不同條件下的房間屋頂上下表面熱流、屋頂內(nèi)表面溫度等數(shù)據(jù),研究夏天典型氣象條件下屋頂綠化的遮陽、隔熱、節(jié)能效果。研究結(jié)果表明:屋頂綠化可以明顯降低屋頂內(nèi)表面溫度,從而有效降低房間受熱,進一步降低夏季的空調(diào)能耗,具有良好的節(jié)能效果。比較得出結(jié)論：3種不同的屋頂綠化方式中，種植槽屋頂綠化的隔熱、節(jié)能效果最佳。

屋頂綠化還具有很多功能，如改善城市環(huán)境面貌，提高市民生活和工作環(huán)境質(zhì)量；緩解大氣浮塵，凈化空氣；保護建筑物頂部，延長屋頂建材使用壽命；緩解城市熱島效應(yīng)；保溫隔熱，減少空調(diào)的使用，節(jié)約能源；消弱城市噪音；增加空氣濕度，凈化水源；提高國土資源利用率；可種植瓜果蔬菜，形成城市菜園、果園等。

在建設(shè)節(jié)約型社會的主導(dǎo)思想下,建筑節(jié)能成為當今社會的一個熱點話題,而建筑節(jié)能的中心，是在不影響人們舒適度的前提下,減少建筑耗能。對于中國南方地區(qū)包括上海這樣的夏熱冬冷地區(qū)而言,夏季的建筑隔熱是建筑節(jié)能的重點。

在夏季對于一幢建筑而言,從外圍護結(jié)構(gòu)外表面受到的太陽輻射強度和日照時數(shù)來看,以水平面最大,其次是東、西向,南向較少。屋頂外表面在太陽輻射的強烈作用下表面溫度升高,并以熱傳導(dǎo)的方式直接傳向室內(nèi),對室內(nèi)溫度影響很大,故屋頂隔熱極為重要。通過降低屋頂外表面溫度,可有效降低室內(nèi)溫度。有研究顯示,當氣溫超過34°C 時,有屋頂綠化的房屋,室內(nèi)可降溫2°C -5°C ,空調(diào)負荷可減少15%以上。

關(guān)于屋頂隔熱的各種技術(shù)方法,最常用的是采用保溫隔熱材料作為建筑物屋頂?shù)耐獗馗魺岽胧?如膨脹珍珠巖、加氣混凝土、巖棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。這些保溫隔熱材料能起到一定的隔熱效果,但是從景觀效果來看較差,并且不能有效降低城市熱島效應(yīng)。

屋頂綠化具有隔熱、生態(tài)、景觀綜合效益三位一體的優(yōu)勢。屋頂綠化一方面由于綠色植物的作用,可以降低屋頂外表面溫度;同時由于綠色植物和覆土的聯(lián)合作用,增大了屋頂?shù)臒嶙?進一步降低了屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù),進而降低了屋頂內(nèi)表面溫度。在生態(tài)方面,由于綠化的光合作用將熱能轉(zhuǎn)化為生物能,同時通過植物和種植基質(zhì)的蒸發(fā)作用,可有效降低室外環(huán)境空氣溫度,調(diào)節(jié)城市氣象;同時屋面綠化可以吸收諸如SO2、HF、CL2、NH3等有害氣體和塵埃。在城市景觀角度,建筑實行屋面綠化,可增加城市綠地面積、美化城市。

目前關(guān)于屋頂綠化的研究中,早期有關(guān)于覆土種植屋面的熱工性能研究,最近幾年關(guān)于景天科輕型種植屋面的研究較多,但關(guān)于藤蔓屋頂綠化和架空藤蔓屋頂綠化的隔熱研究較少見報道,更少見幾種屋面形式的隔熱效果的對比研究。為此,我們開展了種植槽綠化、爬藤綠化和架空爬藤綠化3種不同的屋頂綠化形式對建筑隔熱及節(jié)能效果的研究。

在3種不同的屋頂綠化形式中，種植槽屋頂綠化由于除了植物本身對于太陽輻射的反射和遮擋之外,還有種植土的遮擋和降溫作用,所以,種植槽屋頂綠化的隔熱降溫效果最好,并且隨一天中室外溫度的波動最小,而藤蔓屋頂綠化和架空藤蔓屋頂綠化，相比種植槽屋頂綠化的隔熱效果稍差,由于架空層下空氣對流作用,受室外空氣溫度變化也比種植槽屋頂綠化影響更大。