东莞某幼儿园垂直绿化应用效果测试分析

张广铭，许燕禄

（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州 510500）

0 引言

随着我国经济以及城市现代化的不断发展，城市的绿化用地空间不断减少，在社会的发展过程中，人们对绿化的要求以及关注度也越来越高。近年来，随着绿色建筑理念的不断深入民心，建筑立体绿化因其较好的生态效益以及节能效益，作为应对城市用地问题、环境污染问题的策略之一，受到世界各国的密切关注。

在国内，众多学者对其进行了相关理论研究和实测分析。赵学义、刘艳峰、狄育慧、刘凌等多位国内学者［1-4］的研究分析均表明，绿化外墙可以降低建筑外墙内外表面的平均温度，丁云飞等人［5］分析表明，立体绿化能有效降低室外环境温度，改善室外热舒适条件。

广东省处于夏热冬暖地区，大多数情况下为亚热带季风气候，其气候特点是夏季时间长，太阳日照时间长、辐射照度大，高温高湿的气候持久，通常情况下都会持续半年，即每年的5～10月。在此期间，人们往往会使用空调来控制室内温湿度，而由于建筑能耗中用于保暖和降温的空调占据了55%以上的比例，当建筑的维护结构表面温度低于人体皮肤平均温度时，建筑内部的温度相对合理；当高于此值时，则会产生明显的热辐射［11］。

由此可见，在夏热冬暖地区，围护结构的保温性能影响着空调系统的能耗，具有良好保温隔热性能的围护结构可以降低空调系统的负荷，从而降低建筑整体的能耗。

垂直绿化是一种很好的提高围护结构隔热保温性能的绿色建筑技术，本文以东莞某幼儿园为测试样本，通过测量室外空气温度，外墙外表面温度、外墙内表面温度，分析外墙垂直绿化对建筑室内热环境的影响。

1 测试建筑概况

某幼儿园位于广东省东莞市，项目占地面积约3 600 m2，建筑占地面积1 100 多m2，建筑面积约为3 400 m2，一共3层，设有教室、绘本馆、舞蹈室、美术室、办公室、会议室、门卫室等。项目注重绿色生态和被动优先的节能理念，在外墙大量种植爬山虎等植物，同时利用屋顶绿化、喷雾系统等，在不设空调的情况下，也能为学生、教师提供一个舒适的学习、生活环境。

2 测试方法

通过测量本项目室外空气温度，外墙外表面温度、内表面温度，从而分析垂直绿化对外墙内、外表面温度的影响。

项目外墙大量覆盖爬山虎等植物，为了使测试更具对比性，选择位于2 楼西侧的教室和舞蹈室进行测试，温度测点分别布置于室外、外墙外表面以及外墙内表面，如图1所示。测点1、2 为室外空气温度，每个位置布置1 个温度传感器，测点3、4 为外墙外表面温度，选取位置如图2b 中红框所示，测点5、6 为外墙内表面温度，每个位置在两窗之间的墙壁布置4 个温度传感器，如图2a 所示，内外对应布置，共16 个温度传感器（见图3a），数据分析时取其平均值。

测试房间为幼儿园的教室、舞蹈室，室内有常规的教学工具、桌椅摆放，无空调。采用自行搭建的多通道数据采集系统（见图3b）进行测试，每半小时记录1次数据。测试期间，幼儿园处于放暑假状态，因此，教室、舞蹈室为关门关窗状态，基本无人员活动。

由图2b 可见，教室外墙外表面布满爬山虎，而舞蹈室外墙外表面并没有种植垂直绿化，形成对比，为测试、分析提供了条件。

图1 测试布点示意图Fig.1 Test Point Layout Diagram

图2 温度传感器布点示意图Fig.2 Temperature Sensor Distribution Diagram

图3 温度传感器及数据采集系统Fig.3 Temperature Sensor and Data Acquisition System

3 数据分析

测试所得各点平均温度曲线如图4、图5所示，对应的数据如表1所示。

图4 外墙内表面温度曲线图Fig.4 Temperature Curve of the Inner Surface of the Exterior Wall

图5 外墙外表面及空气温度曲线图Fig.5 Temperature Curve of Outer Wall Surface and Air

表1 测试数据汇总表Tab.1 Test Data Summary Sheet （℃）

3.1 室外温度方面

从表1及图5可以看出，两个室外温度测点所测得的数据基本相当，在14∶30 时达到全日最高值，在12∶30 时出现最大0.5 ℃的差值，考虑到两测点位置相距不远，温度传感器的测量误差以及个体之间的差异，认为其差值在合理范围内。

3.2 外墙外表面温度

从表1及从图4可以看出，有绿化房间外墙外表面从最低温的26.2 ℃升至39.4 ℃，升温13.2 ℃，无绿化房间则是由28.6 ℃升至45.4 ℃，升温16.7 ℃，无绿化房间的升温幅度较大；两个房间均在15∶00 左右达到全日最高温度，其中有绿化房间为39.4 ℃，无绿化房间为45.4 ℃。两者差值为6.0 ℃。

对于有垂直绿化的外墙，在受到太阳照射时，部分太阳光会被植物叶片反射，部分会被植物叶片吸收，剩余部分穿过植物叶片之间的间隙照射到外墙面上。其中被植物叶片吸收的太阳光会被植物光合作用、植物呼吸蒸发，植物叶片吸收太阳光后温度升高散发掉［6-10］。这种植物叶片的蒸腾作用对外墙的隔热起到了很大的作用。同时，绿化植物与外墙面之间存在着一定的间隙，从另一个角度说，有垂直绿化的外墙，在植物和墙之间还存在着空气层，空气层有利于降低建筑外墙的传热系数，从而进一步减少建筑内外的热传递。

3.3 外墙内表面温度方面

从表1及从图4可以看出，两个房间的外墙内表面均在14∶00 时达到全日最高温度，有绿化房间为30.7 ℃，无绿化房间为31.6 ℃。测试时间段内有绿化房间外墙内表面平均温度30.2 ℃，无绿化房间平均温度为31.1 ℃，两房间外墙内表面存在着温差，但其差值基本不变，约为 1 ℃，在 12∶00 时出现最大差值为 1.1 ℃。

外墙内表面温度不仅受外表面温度影响，还与室内温度有关，由于测试期间幼儿园处于暑假放假状态，房间内几乎没有人员活动，电脑、风扇等也没有启动，因此，在这种状态下，外墙内表面温度受外表面温度变化的影响更大，由此可见，垂直绿化可有效降低外墙内表面的温度。

4 结论

本文通过实际测试分析了垂直绿化的实际应用效果，测试结果表明：

⑴有绿化房间外墙外表面从最低温的26.2 ℃升至39.4 ℃，升温13.2 ℃，无绿化房间则是由28.6 ℃升至 45.4 ℃，升温 16.7 ℃，两房间均在 15∶00 时出现日最高温度，两者温差达到6.0 ℃。

⑵测试时间段内有绿化房间外墙内表面平均温度30.2 ℃，无绿化房间平均温度为31.1 ℃，两房间外墙内表面存在着温差，但其差值基本不变，约为1 ℃，在 12∶00 时出现最大差值为 1.1 ℃。

由此可见，垂直绿化能有效改善外墙的热传递，降低建筑外墙的内外表面温度，从而改善室内热环境，能给人提供一个身心健康的舒适的学习、居住环境。

在国家倡导节能减排、生态环保的大环境下，外墙垂直绿化是一种有效的绿色节能措施，同时也能提升建筑观感，改善建筑物微气候，值得推广使用。