空中绿色 屋顶绿化

◎文/项 铮 储 依

作为建筑围护结构的屋顶，是建筑节能重点关注的部位之一,它的隔热性能，对建筑的节能效果至关重要。除了常用的建筑屋顶保温隔热材料之外,屋顶绿化可以起到一定的遮阳、隔热效果。我们《屋顶绿化形式的隔热及节能效果研究》课题组，研究了种植槽绿化、爬藤绿化和架空爬藤绿化3种不同的屋顶绿化形式对建筑隔热及节能效果的影响。通过测定和比较3种屋顶绿化形式与无绿化裸屋面的4个不同条件下的房间屋顶上下表面热流、屋顶内表面温度等数据,研究夏天典型气象条件下屋顶绿化的遮阳、隔热、节能效果。研究结果表明:屋顶绿化可以明显降低屋顶内表面温度,从而有效降低房间受热,进一步降低夏季的空调能耗,具有良好的节能效果。比较得出结论：3种不同的屋顶绿化方式中，种植槽屋顶绿化的隔热、节能效果最佳。

屋顶绿化还具有很多功能，如改善城市环境面貌，提高市民生活和工作环境质量；缓解大气浮尘，净化空气；保护建筑物顶部，延长屋顶建材使用寿命；缓解城市热岛效应；保温隔热，减少空调的使用，节约能源；消弱城市噪音；增加空气湿度，净化水源；提高国土资源利用率；可种植瓜果蔬菜，形成城市菜园、果园等。

在建设节约型社会的主导思想下,建筑节能成为当今社会的一个热点话题,而建筑节能的中心，是在不影响人们舒适度的前提下,减少建筑耗能。对于中国南方地区包括上海这样的夏热冬冷地区而言,夏季的建筑隔热是建筑节能的重点。

在夏季对于一幢建筑而言,从外围护结构外表面受到的太阳辐射强度和日照时数来看,以水平面最大,其次是东、西向,南向较少。屋顶外表面在太阳辐射的强烈作用下表面温度升高,并以热传导的方式直接传向室内,对室内温度影响很大,故屋顶隔热极为重要。通过降低屋顶外表面温度,可有效降低室内温度。有研究显示,当气温超过34°C 时,有屋顶绿化的房屋,室内可降温2°C -5°C ,空调负荷可减少15%以上。

关于屋顶隔热的各种技术方法,最常用的是采用保温隔热材料作为建筑物屋顶的外保温隔热措施,如膨胀珍珠岩、加气混凝土、岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。这些保温隔热材料能起到一定的隔热效果,但是从景观效果来看较差,并且不能有效降低城市热岛效应。

屋顶绿化具有隔热、生态、景观综合效益三位一体的优势。屋顶绿化一方面由于绿色植物的作用,可以降低屋顶外表面温度;同时由于绿色植物和覆土的联合作用,增大了屋顶的热阻,进一步降低了屋顶的传热系数,进而降低了屋顶内表面温度。在生态方面,由于绿化的光合作用将热能转化为生物能,同时通过植物和种植基质的蒸发作用,可有效降低室外环境空气温度,调节城市气象;同时屋面绿化可以吸收诸如SO2、HF、CL2、NH3等有害气体和尘埃。在城市景观角度,建筑实行屋面绿化,可增加城市绿地面积、美化城市。

目前关于屋顶绿化的研究中,早期有关于覆土种植屋面的热工性能研究,最近几年关于景天科轻型种植屋面的研究较多,但关于藤蔓屋顶绿化和架空藤蔓屋顶绿化的隔热研究较少见报道,更少见几种屋面形式的隔热效果的对比研究。为此,我们开展了种植槽绿化、爬藤绿化和架空爬藤绿化3种不同的屋顶绿化形式对建筑隔热及节能效果的研究。

在3种不同的屋顶绿化形式中，种植槽屋顶绿化由于除了植物本身对于太阳辐射的反射和遮挡之外,还有种植土的遮挡和降温作用,所以,种植槽屋顶绿化的隔热降温效果最好,并且随一天中室外温度的波动最小,而藤蔓屋顶绿化和架空藤蔓屋顶绿化，相比种植槽屋顶绿化的隔热效果稍差,由于架空层下空气对流作用,受室外空气温度变化也比种植槽屋顶绿化影响更大。