覆土植草屋面降温隔热机理与热工计算方法.pdf

维资民httpiwww.cqvip.com
浙江筑199年算6期〔总第89
置土自草面温际題理与対工十『業宁場
刘小丽张剑方(浙江省团水地区建筑设计院3230X0
Tullie
しく
摘要本文作为文献(]的续統侧重埰研土禎草降隔热机理与可供工程应用的热工计算方法。
关词贾土植草屋面隔癌机理屋顶草坪降温参数屋顶土层热工参数热工计算
,土植草屋面降温隔热机理探析
签于生长中各类植物的物理、生化作用比较复杂,
g1、g2、3具体数据的测试与计算均相当固难,故从目
对八九十年代由本院设计的多项土植草屋面工前所能查到的资料看,不仅资料欠完整,数值亦不尽
程实施夏季实测数据证实:以一…般耕作土、坡积土、河致。因而还不能直接引用于计算论证,但可作为定性
滩土等为种植层的植草屋面均具良好的隔热性能?;分析参考。瞥如以下数据:
魘顶植被的生长状况是影响此类屋顶隔热效果的主要
(1)文献[3]认为:“照射在植物叶子上的太阳能平
因素;而土厚则是影响趙被生长诸因素之一,屋顶覆士均约8%被叶面反射,60%左右消耗于水分蒸发,2%
厚在15~20am左右,植被生长正常的,其隔热性能均用于光合作用,仅余下约30%透过植物体。植物蒸发
明显优于架空薄板屋面。这两类屋面的降温隔热机理作用消耗了大量太阳能,因此在烈口炎炎的夏天,植物
不同,架空薄板隔热屋面的降温隔热,主要是靠薄板遮有明显的降温作用。”
阴与架空层内的空气对流散热,与一般屋面热工计算
(2)文獻[4]摘引美国N.了.罗森堡的研究:“单片
不同处在于屋面上表面的热作用计算,在文献〔21中已叶子对可见光的吸收可达75%,15%被反射,只有
给出计算方法。而覆土植草旵面降温隔热效果主要取10%左右可透射,因而绐绿色植物遮光,可使达到地面
决于屋顶植被的物理、生化作用与屋项土层厚度、土质的太阳净辐射急降。
及其热物理特性,与一般屋面热工计算不同处虽亦与
(3)杭州植物园对绿地降温的测试证明:“草坪有
架空薄板隔热屋面类似,但因其降温隔热机理相对复明显的降温作用,草坪小气候日平均温度比广场低
杂,文献[2]中尚无对应的计算方法。
1.4C,比街道低2.3℃。并认为“这是因为绿地植物
为探析覆土植草屋面降温隔热机理与热工计算方将太阳辐射热的大部分吸收用作自身菾腾散热,仅仅
法,先从屋顶草的降温机理及屋顶土层的热物理性质只剩一小部分辐射热射向地面所致。
两方面加以剖析。
上述三种有关植物遮挡、反射、吸收太阳辐射的论
1、屋顶草愿的降温机理
点基本相同,均认为经过绿色植物遮挡、反射、吸收与
以阳光下任一株植物为例,其所受到的热量主要转化后,到达地面的太阳辐射热仅占总量的一小部
有:太阳辐射热(包括直射与透射)Q1和大气射热分。
(地域气温)Q2。与以上Q2、Q2对应的即为室外综合温
若以算式表示,经植物削减后到达植物下方土楽
度。
的太阳辐射热
通过植物反射、阻挡、吸收面削减的热量主要有
△Q2=Q1-(qn+q2+93)
叶面反射热q1、禎物蒸腾散热q2和植物吸收热(包括
对多项试点工程与植草试验屋面夏季测温中从土
植祩增温和通过绿叶光合作用转化为生物能的热量)页测片所测得的“士顶温度”数据看,其与同期室外综
9
合温度的差值明显随屋项草坪状况而异,二者呈同步
显然,与q=q1+q2+93所对应的温度即为植物变化的趋势很明显,从中亦可看出屋顶草层的降温作
降温,并均随蒼植物覆盞密度与长势的旺盛而增大。用(见表1)。
19
普資民htp:/iwwww.cqvip.com
几项エ程屋项夏季草坪状双土项温度与
相应的导热系数较大,蓄热系数也较大。前者表明热
室外综合温度的差值(三日平均值)表1
阻较小,隔热性能显然欠佳,但利用这类土蓄热系数
名称/+原
氐草坪状
室外台愚实土度△S较大这一特性,通过合理选揮土层厚度,使土层总
水市若红幼儿
単坪穴均匀
と"?2的“熱倌性揩标”D=S的数值适当增大,亦可达
故学
多
生长的玉平,高
到使温度峰值衰减与延迟的效果。这与在多项试点工
速水?区机
14
4?4∞2程和与试验屋面夏季测温中所见到的实际上较好的效
平?,車叶
本平房直店
16
452
s1:2果是相符的。
車密,都多卖
本平房店
15
43,52
32
1142
当然,从建筑热工设计理论看,作为屋项保温隔
本此情16耳开有局
31
12
热层(兼种植层)的介质,自然最好能选导热系数x≤
52
奋而长,
0.23W/m?K的轻质多孔材料,但限于我国较多地区
杂物劇
30.7511247
实际经济实力、材料供应与管理水平等,若想马上在
注:1,按文献[2]附录二的(四)式(附2.14)け算。实土顶
大量日常建筑面上推广无土种植屋面尚欠现实。而
海度ち时测片在土丧下3mm左右,△t
2.室外气温取同时段本地气象台实测数据三日平均值。因
利用城鲯建房扬址因建房即将被废弃的耕地(或山坡、
缺本地太阳射强度,在计算时采用抗州夏季太阳辐射
河滩)的表层土壤作为新建房屋绿化屋顶的种植层介
强皮。
质,则一般均具俯首可抬的便利条件,也更易推广.
2、屋顶种植土的热工性能
二、土植草屋面热工计算
从查到的相关资料中,有表2数据可供参考。
1、热工计算思路
土的热物理性质
亵2
由上述有关的机理分析知,屋顶草与一般绿地植
热系?5
土名
取、「些器C(v来被降温作用相似,主要是对顶室外综合湿度的削
号
0N)ak:N)Wm"wに
减,而不是同一般实体材料那样以传导方式为主传递
1展土、种、ひ质土1x
文嫰[热,即:生长中的活草显然与干草或其他材料不
15~16
80.-1g
3」自然度的的
15~16
08r
文[6)
同,它既不应被简单视为仅仅是某一类隔热材料层,
4故性土
+ュ2交地の也不可能同一般材料那样以导热系数、蓄熱系数等热
5筑物下的种荭±
O A
1,6
11,2
文[8
6千填料
0%1.9「交飲?
工參数表示其“热工性能”并通过实验测试定量。因
?质土
616148B」文数?而不但在有关书刊上无现成数据可引用,连文献[2
8夯实土
1,01
文I2
中亦未提供有关参数取值与专项计算方法。
9夯实土
0.好
归纳分析与比较多项土植草屋面工程屋顶草不
注;1,本表数据已将原所用非法定单位进行了换算,統一采用
法定单位
同生长状况与夏季屋面实测“草底(土顶)温度”关系
2.序号5的热系数原书有误,已按式S=√2xCT加
时,发现有明显规律性。因而在隔热设计中,可以利
以更正序号的當热系数原书未列,が按上式求得
用这种规律,以室外综合温度平均值t=与屋顶草底
由所列各书提供的数据均为对应于各确定土质与