復(fù)合生態(tài)種植屋面隔熱性能測(cè)試分析.pdf

1、生態(tài)種植屋面具有隔熱節(jié)能、保護(hù)屋面、增加城市綠化面積、緩解熱島效應(yīng)，改善建筑微氣候、蓄積利用雨水，降低雨水徑流，減少城市洪澇災(zāi)害等優(yōu)點(diǎn)。生態(tài)種植屋面是目前生態(tài)建筑的主要隔熱措施之一。通過(guò)在建筑屋面構(gòu)造綠化系統(tǒng)，可利用植物對(duì)太陽(yáng)輻射的遮擋、利用植物的光合蒸騰作用和種植土壤層的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)減少屋外傳入頂層房間的熱量，對(duì)建筑進(jìn)行隔熱降溫，從而達(dá)到改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境的目的。
　　本文建立四種不同的復(fù)合式生態(tài)種植屋面實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)其隔熱保

2、溫性能進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試平臺(tái)位于廣州大學(xué)城某二層實(shí)驗(yàn)樓樓頂，測(cè)試時(shí)間為2016年9月～2017年2月。試驗(yàn)?zāi)K包括架空機(jī)械通風(fēng)種植模塊（架空層使用風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，簡(jiǎn)稱模塊A）、架空自然通風(fēng)種植模塊（模塊B）、復(fù)合蓄水種植模塊（模塊C）、復(fù)合蓄水通風(fēng)種植模塊（模塊D）以及裸露屋面對(duì)比模塊（模塊E）。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試獲得了各測(cè)試模塊的隔熱性能及其評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)比分析各測(cè)試模塊的隔熱效果，并研究各模塊構(gòu)造層對(duì)其隔熱性能的影響，計(jì)算得到各測(cè)

3、試模塊的傳熱熱流及等效熱阻等參數(shù)，為其在工程中的應(yīng)用提供了基本的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　測(cè)試結(jié)果表明：四個(gè)測(cè)試模塊與裸露屋面對(duì)比模塊相比都具有良好的隔熱性能，隔熱效果由大到小排列順序?yàn)椋耗KD>模塊A>模塊B>模塊C>模塊E。夏季測(cè)試工況（測(cè)試時(shí)間2016年9月）下，模塊A、B和D的底部平均溫度分別比模塊E的表面溫度低3.6℃、2.8℃和3.9℃，三個(gè)測(cè)試模塊對(duì)裸露屋面的最大溫度降幅分別為15.3℃、14.5℃和16.2℃。過(guò)渡季節(jié)工況（

4、以10月份數(shù)據(jù)為例）下，模塊A、B、C、D的底部平均溫度分別比模塊E表面溫度低2.4℃、1.7℃、1.3℃和3.4℃，四個(gè)測(cè)試模塊對(duì)裸露屋面的最大溫度降幅分別為12.6℃、11.9℃、11.9℃和14.0℃。冬季測(cè)試工況（以2月份數(shù)據(jù)為例）下，模塊A、B、C、D的底部平均溫度分別比模塊E表面溫度低2.7℃、1.9℃、1.9℃和4.1℃，四個(gè)測(cè)試模塊對(duì)裸露屋面的最大溫度降幅分別為18.2℃、17.0℃、18.2℃和20.3℃。
　　

5、模塊結(jié)構(gòu)對(duì)隔熱性能的影響結(jié)果分析表明：種植模塊土壤層進(jìn)行通風(fēng)以及種植層下部設(shè)置架空層并進(jìn)行通風(fēng)均有助于提高測(cè)試模塊的隔熱性能。其中土壤層通風(fēng)可提高底部蓄水池的散熱能力，降低屋面夜間反向傳熱等問(wèn)題。在夏季測(cè)試工況下，模塊A的底部平均溫度比模塊B低0.8℃，模塊D的底部平均溫度比模塊A低0.3℃；在過(guò)渡季節(jié)測(cè)試期間，模塊A的底部平均溫度比模塊B低0.5℃，模塊D底部平均溫度比模塊C底部低2.9℃；在冬季測(cè)試期間，模塊A的底部平均溫度比模塊B

6、低0.6℃，模塊D的底部平均溫度比模塊C低2.0℃。
　　從測(cè)試模塊結(jié)構(gòu)層對(duì)溫度波的衰減特性來(lái)看：土壤層、陶粒層、底部架空層和底部蓄水池在測(cè)試模塊的隔熱性能中發(fā)揮重要作用。其中測(cè)試模塊 A、B、C各結(jié)構(gòu)層衰減倍數(shù)由大到小的排列順序相近，為底部架空層（底部蓄水池）>陶粒層>土壤層>蓄排水層>植被層。模塊D各結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)的排列順序與測(cè)試工況有關(guān)，夏季和過(guò)渡季節(jié)測(cè)試工況中，其排列順序?yàn)橥寥缹?陶粒層>蓄排水層>底部蓄水池>植被層；冬季測(cè)

7、試工況中，排列順序?yàn)榈撞啃钏?陶粒層>土壤層>蓄排水層>植被層。
　　傳熱熱流的分析計(jì)算表明：各測(cè)試模塊均能有效降低傳入頂層房間的傳熱量，對(duì)傳熱熱流的消減作用由大到小排列順序?yàn)槟KD>模塊A>模塊B>模塊C。夏季工況測(cè)試期間，測(cè)試模塊A、B、D的平均傳熱熱流大小分別是測(cè)試模塊 E的平均傳熱熱流的54.0％、63.3%和50.8%；過(guò)渡季節(jié)工況測(cè)試期間，測(cè)試模塊A、B、C、D的平均傳熱熱流大小分別是測(cè)試模塊E平均傳熱熱流的65.9

8、%、74.3%、97.1%和48.7%；冬季工況測(cè)試期間，模塊D產(chǎn)生反向熱流，傳熱熱流方向從屋內(nèi)傳向屋外，其中模塊A、B、C、D的平均傳熱熱流大小分別是模塊 E的平均傳熱熱流大小的29.5%、43.7%、71.1%和39.3%。通過(guò)測(cè)試結(jié)果，可進(jìn)一步計(jì)算出模塊A、B、C、D的綜合平均等效熱阻，其數(shù)值分別為1.29(m2·K)/W、1.86(m2·K)/W、1.96(m2·K)/W和1.68(m2·K)/W，與孟慶林測(cè)試所得的當(dāng)量熱阻（0