西安地区种植屋面的建筑节能效应研究

【摘要】：能源问题在当今社会引起了广泛的重视。我国作为能源消费大国，建筑耗能已经引起了热岛效应等诸多问题。生态设计是一种关注环境影响和能源消耗的设计方式。屋面能耗占建筑能耗的很大部分。现阶段有很多针对屋面的生态设计技术，种植屋面就是一种典型方式。种植屋面能够缓解城市用地与绿化用地之间的矛盾，实现人居环境与自然环境的共生，能够积极改善城市环境与城市气候。但由于客观条件的影响，在我国寒冷地区，以西安为例，种植屋面对建筑能源消耗的影响并未引起足够的关注。 西安市近年来对种植屋面的发展愈加重视。对于最简单的粗放式屋顶绿化，其节能性能的参数的确定却相较复杂。种植屋面具有蒸发、吸水、吸湿、对气候开放等特性，在实际气候条件的作用下，传热过程并不单一，而是结合了传热、传湿、相变耦合过程。其隔热效果不仅取决于以气温和太阳辐射为代表的热气候的作用，而且也受到以降雨为代表的湿气候的影响。由此，种植屋面的节能效应很依赖于当地气候。 本文首先从分析西安地区夏季气候对种植屋面的影响入手，分析了种植屋面夏季的热过程和隔热机理，以使用景天科佛甲草为植物冠层的轻型种植屋面为研究对象，对西安某种植屋顶进行了测试，应用热平衡法对其进行热工计算，量化了各构造层的隔热性能。对比了种植屋面与普通屋面在夏季的隔热效果以及种植屋面对建筑节能效应的影响，计算出了在西安地区夏季，该种种植屋面对传入热量的吸收率达到45%，夏季的等效热阻为1.0㎡·K/W，，佛甲草叶面积指数LAI=2.7。 当今，利用自然能源进行节能降耗是世界各国建筑节能技术的发展方向。在我国南方的大部分地区，已经广泛采用种植屋面进行节能。我国北方部分地区，尤其以西安为代表，季节差异较为明显，雨水相对充沛，也可以充分发展轻型种植屋面这项技术以作为建筑围护结构节能的发展途径。 【关键词】：种植屋面 气候条件 节能效应 等效热阻
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.1.1 屋面节能9
• 1.1.2 种植屋面节能9-10
• 1.2 国内外种植屋面发展综述10-15
• 1.2.1 种植屋面相关概念10-11
• 1.2.2 种植屋面应用概况11-13
• 1.2.3 种植屋面研究现状13-15
• 1.3 存在问题15-16
• 1.4 研究目的和意义16-17
• 1.5 研究内容和方法17-18
• 1.5.1 主要内容和方案17
• 1.5.2 采用措施17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 2. 西安地区种植屋面现状调查19-33
• 2.1 西安地区种植屋面发展现状19-22
• 2.1.1 西安自然环境特征19-21
• 2.1.2 西安种植屋面现行政策21-22
• 2.2 西安地区种植屋面案例分析22-28
• 2.2.1 西安地区种植屋面调查概况22-24
• 2.2.2 复杂式屋顶绿化实例24-26
• 2.2.3 简单式屋顶绿化实例26-28
• 2.3 西安地区种植屋面发展方向28-31
• 2.4 本章小结31-33
• 3. 西安地区轻型种植屋面夏季热工测试与分析33-47
• 3.1 实验内容和方法33-35
• 3.1.1 实验内容33
• 3.1.2 实验方法33-34
• 3.1.3 实验测量参数和采用仪器34-35
• 3.2 实验准备35-37
• 3.2.1 实验屋顶构造35
• 3.2.2 实验对象具体情况35-36
• 3.2.3 实验屋顶测点布置及实测36
• 3.2.4 实验环境和数据采集时间设置36-37
• 3.2.5 测试时间选择37
• 3.3 实验结果与分析37-44
• 3.3.1 种植植物层对太阳辐射的遮蔽效果37-38
• 3.3.2 夏季气候对种植屋面的影响38-43
• 3.3.3 种植屋面的建筑节能效应43-44
• 3.6 本章小结44-47
• 4. 轻型种植屋面热工性能参数研究47-59
• 4.1 种植屋面隔热原理47-48
• 4.2 种植屋面热过程研究48-52
• 4.2.1 种植屋面的能量平衡48-49
• 4.2.2 能量平衡相关参数的确定49-52
• 4.3 种植屋面热工当量参数52-57
• 4.3.1 绿化层叶面积指数估计52-53
• 4.3.2 种植屋面等效热阻计算53-57
• 4.4 本章小结57-59
• 5. 结论与展望59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 作者在读期间研究成果67-69
• 图目录69-71
• 表目录71

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