论文推荐 || 夏热冬冷地域绿化屋顶节能与生态效益研究

屋顶绿化作为有效的修建节能技术，具有保温隔热，调治修建室内热情况，降低修建能耗等作用。关于屋顶绿化的节能效益及热工性能等方面，许多学者经由研究获得相应结果：轻型屋顶绿化在夏季能有效降低室内温度2℃，绿化屋顶比非绿化屋顶全天节电184％，且室外气温越高，节电效果越好；屋顶绿化能显着改善室内热情况，淘汰能耗，草地式屋顶绿化层的隔热等效热阻为 0.56m2/ kW，绿化屋顶的隔热性能随着室外温度的升高而增强。屋顶绿化除了在修建上具有良好的节能效益，对生态的正面影响也很是值得研究研究将固碳释氧，吸收有害气体，滞尘，杀菌，空气负离子，减噪，增湿和降温这8项内容作为指标评价修建室外绿化的生态功效；绿化屋顶的降温升温和径流削减效应同样获得了定量分析；对屋顶绿化的生态价值包罗固碳释氧，空气质量，节能降温，调治雨洪这4个方面使用市场价值法举行评价。

笔者针对夏热冬冷地域的气候特点，以无锡市为代表，对该地绿化屋顶的节能效益举行了研究，分析绿化屋顶的保温和隔热效果，同时联合无锡市实际情况，对屋顶绿化的生态效益举行量化分析，并盘算动态投资接纳期，以期为夏热冬冷地域屋顶绿化的推广和应用提供理论依据。题 目夏热冬冷地域绿化屋顶节能与生态效益研究基金项目国家自然科学基金项目；2016 年江苏省修建节能与修建工业现代化科技支撑项目作 者殷文枫1 ，冯小平1* ，贾哲敏1，李东安2 ，沈鹤云3作者单元1.江南大学情况与土木匠程学院；2.广州绿创宝生物科技有限公司；3.江苏绿创宝生物科技有限公司关键词夏热冬冷地域；绿化屋顶；节能效益；生态效益▶引文花样：[1]殷文枫,冯小平,贾哲敏,等.夏热冬冷地域绿化屋顶节能与生态效益研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),2018,42(06):159-164.DOI:10.3969/ j.issn.1000-2006.201801033YIN W F,FENG X P,JIA Z M,et al.Experimental study on thermal insulation performance of green roof in hot summer and cold winter area[J].Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition),2018,42(06):159-164.1.目 的研究夏热冬冷地域绿化屋顶的节能效益，分析包罗固碳释氧、空气净化、水源修养和节能减排 4 个方面的生态效益。2.方 法以无锡地域有无绿化的屋顶为研究工具，对比绿化屋顶的保温隔热及节电效果，并举行屋顶绿化生态效益的量化分析。

·2.1 实验设计实验在无锡市江南大学情况与土木匠程中心实验楼举行。实验屋顶为上人屋面，有女儿墙，周围无其他显着遮挡。

实验选取相邻 4 个空房间的中间两房间作对比，实验房间的部署除屋顶外均相同，朝向一致，屋顶结构相同，房间面积 40 m2 ，无吊顶，室内空旷无家具，且无人员运动；接纳两台柜式空调机供温暖制冷。试验设置如图 1 所示。▲图 1　实验绿化屋顶（A）及屋顶温度和热流传感器设置（B） 实验屋顶检测点的平面部署如图 2A 所示，每个房间平面内匀称部署 2 个检测点，屋顶内外外貌相对应部署。选取草层中央长势良好的部门，在绿化层上下外貌，屋顶内外外貌部署温度传感器；热流计水平部署于绿化屋顶及非绿化屋顶内外貌，用隔热胶带牢固（图 1B，拍摄时需要暂时移开植物框）。

▲图 2　绿化屋面结构及测点部署3.结 果在冬季，绿化屋顶内，外外貌平均温度比非绿化屋顶划分高 2.5℃ 和 5.5℃，通过屋顶的热流相对淘汰 36.4％，绿化房间空调日平均节电量为 0.90（ kW·h）;在夏季，绿化屋顶内，外外貌平均温度比非绿化屋顶划分低 3.1℃，5.6℃，通过屋顶的热流相对淘汰 48.6％，日平均空调治电量为 4 .23（kW·h）。盘算可得，绿化屋顶每年可节约空挪用电量 15.39（kW·h）/ m2；佛甲草屋顶绿化可缔造的固碳释氧效益为 1.887元/（m2·a），净化空气效益为 2.45×10-2 元/（m2·a），修养水源效益为 0.957 元/（m2·a），节能效益可到达 12.875元/（m2·a），减排效益达 9.613元/（m2·a），综合生态效益是 25.357元/（m2·a），动态投资接纳期为 7 a。·3.1 屋顶绿化的节能效益冬季屋顶内外貌温度和热流的逐时变化（绿化屋顶外外貌温度为绿化层土壤下的温度）见图 3，保温效果见表 1。

由测试数据可见，在房间室温相其时，绿化屋顶内外貌温度比非绿化屋顶平均温度高 2.5 ℃，且温度颠簸显着小于非绿化屋顶；屋顶外外貌温度均随着室外温度的变化而变化，非绿化屋顶外外貌温度的颠簸幅度更显著，绿化屋顶外外貌平均温度比非绿化屋顶高 5.5 ℃；非绿化屋顶内外貌的逐时热流远高于绿化屋顶，绿化屋顶内外貌热流相对淘汰 36.4％。▲图 3　冬季屋顶内外貌温度及屋顶热流随时间的变化曲线▲表 1　屋顶绿化的冬季保温和夏季隔热效果在空调状态下，夏季屋顶内外貌温度和通过屋面的热流的变化曲线如图 4 所示。分析发现，绿化屋顶内外外貌逐时温度均低于非绿化屋顶，其平均值比非绿化屋顶低 3.1℃；绿化屋顶外外貌平均温度比非绿化屋顶低 5.6℃（表 1）。

绿化屋顶内外貌的逐时热流显着较低，相对淘汰 3.6W / m2，虽然由于夏季室内外温差较小，热流量变化不大，在数值上比冬季要小许多，但相对降低的热量损失达 48.6％，仍优于冬季的热量降低百分比。可见屋顶绿化可以大幅度淘汰热量损耗，维持稳定的室内热情况。

▲图 4　夏季屋顶内外貌温度及屋顶热流随时间的变化曲线测试效果讲明（表 2），在冬季测试时间内，绿化房间的日平均空调治电量为 0.90（kW·h）；绿化房间空调平均逐日节电 1.39％;夏季绿化房间的日平均空调治电量达 4.23（kW·h），绿化房间日平均空调治电率为 16.89％。根据夏季空和谐冬季采暖时间均为 120 d 盘算，绿化屋顶1年可节电 615.6（kW·h）时，以单元面积盘算，则每平方米绿化屋顶每年可节电 15.39（kW·h）。因此，屋顶绿化在降低修建室温，节约能耗的同时，可淘汰碳排放，改善生态情况。▲表 2　冬季和夏季实验房间空调耗电量·3.2 屋顶绿化的生态效益估算 屋顶绿化的节能效益分两部门：一是屋顶绿化的保温隔热作用引起用电量淘汰带来的经济效益；二是用电量降低发生的间接作用，淘汰了发电造成的空气污染物的排放。

盘算可知，单元面积屋顶绿化每年节电量为 15.39（kW·h），以当前无锡市的电价 0.8366元/（kW·h）计，其经济效益为 12.875元/（m2·a）;而无锡市空气污染物的排放以 CO2 为主，因此将 CO2 排放淘汰量作为评价指标盘算屋顶绿化节能带来的减排效益。凭据 2016 年国家生长和革新委员会应对气候变化司公布的数据显示，2015 年华东区域电网基准线排放因子为 0.8112 kg /（kW·h），由此获得屋顶绿化的减排效益为 9.613元/（m2·a）。将以上效益效果汇总（表 3），获得屋顶绿化的量化生态效益为 25.357元/（m2·a）。

▲表 3　单元面积屋顶绿化的年综合效益·3.3 屋顶绿化建设投资接纳期预测 由图 5 可知，单元面积屋顶绿化的净现值逐年递增，在第7年净现值为正，即动态投资接纳期为 7 a，且在第 10 年，屋顶绿化的净现值到达 57.6元/ m2。▲图 5　单元面积屋顶绿化的财政净现值4.结 论屋顶绿化在冬季可提高屋顶内外外貌温度，在夏季降低屋顶内外外貌温度，淘汰通过屋面的热流，到达保温隔热和降低空调能耗的节能效果。

屋顶绿化的生态效益显著，投资接纳期短，应予以政策勉励和支持。（谢谢作者提供素材）浏览本文详细内容请点击下方“相识更多”。

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