屋頂綠化隔熱等效熱阻

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1、第!"卷第#期重慶大學(xué)學(xué)報(bào)!自然科學(xué)版"$%&’!"()%’#(*""+年#月,%-./0&%123%/456/47/689.:6;69/>9?@6;6%/"A0<’*""+((文章編號!C"""B#E*K"*""+#"#B"""CB"!屋頂綠化隔熱等效熱阻0#L0#L0#L唐鳴放#楊真靜#鄭開麗!重慶大學(xué)0’建筑城規(guī)學(xué)院$L’教育部山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室#重慶D"""!""摘(要!針對自然氣候作用下的草地式屋頂綠化形式#提出采用屋頂綠化隔熱效果實(shí)測與屋頂熱傳導(dǎo)計(jì)算分析相結(jié)合的方法確定綠化層等效熱阻#并在重慶選擇通風(fēng)屋頂有綠化層和無綠化層的實(shí)例進(jìn)行

2、了連續(xù)#個(gè)月的夏季隔熱效果現(xiàn)場實(shí)測#結(jié)果表明%氣溫越高&太陽輻射越強(qiáng)#屋頂綠化層的隔熱效果越好’實(shí)測數(shù)據(jù)的理論分析*得到屋頂綠化層的等效熱阻為"’#FI(MNO’關(guān)鍵詞!屋頂綠化$熱阻$內(nèi)表面溫度中圖分類號!H7CCC文獻(xiàn)標(biāo)志碼!P((屋頂綠化是一種值得大力提倡的生態(tài)節(jié)能技術(shù)措&C’施%盡管屋頂綠化的建設(shè)已經(jīng)規(guī)范化%但其熱工性能問題仍然沒有解決!目前屋頂綠化隔熱研究主要集中在實(shí)際效果測量評價(jià)和以實(shí)測為基礎(chǔ)的理論模型研&*!F’究方面%通常采用評價(jià)常規(guī)隔熱材料的指標(biāo)熱阻&+’來等效評價(jià)屋頂綠化的隔熱性能%如何確定等效熱阻是問題的關(guān)鍵!屋頂綠化的隔熱機(jī)理與常規(guī)保溫隔熱材料有本質(zhì)區(qū)別

3、%屋頂綠化層在實(shí)際氣候的作用下并不是一種單純的傳熱過程%而是傳熱(傳濕(相變耦合過程%其隔熱效果不僅是以氣溫和太陽輻射為代表的熱氣候作用的結(jié)果%而且還是以降雨為代表的濕氣候作用的結(jié)果%因此不能簡單的象常規(guī)保溫隔熱材料圖C(實(shí)測屋頂模型那樣以幾天的測量數(shù)據(jù)來確定!下面以實(shí)際測量為其內(nèi)表面溫度!是復(fù)雜的傳熱(傳濕綜合結(jié)果!同時(shí)例%討論屋頂綠化的等效熱阻確定方法!測量有綠化和無綠化屋頂內(nèi)表面溫度%其溫差!!Q!"R!反映了土層和植物在實(shí)際氣候作用下共同的隔C(研究方法熱效果!這種隔熱效果可以等效于在屋頂上設(shè)置隔屋頂綠化在實(shí)際氣候下的隔熱機(jī)理極其復(fù)雜%有水(隔濕的隔熱材料層%即圖*所示

4、的計(jì)算屋頂模型%植物的遮陽和蒸發(fā)(土層的熱濕傳遞及其與植物和氣通過傳熱計(jì)算得到內(nèi)表面溫差!!"Q!""R!"!讓!!候的復(fù)雜關(guān)系%難以建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算模擬%而與!!"在一個(gè)氣候周期內(nèi)的平均值相等%便認(rèn)為在屋不考慮水分蒸發(fā)的屋頂材料層傳熱計(jì)算方法已經(jīng)很成頂上放綠化和放一般隔熱材料等效%那么隔熱材料的熟%因此采用屋頂綠化實(shí)測與屋頂熱傳導(dǎo)計(jì)算分析相熱阻便是綠化的等效熱阻!結(jié)合的方法研究屋頂綠化的等效熱阻是可行的!實(shí)測屋頂選擇重慶某住宅通風(fēng)雙層屋頂%自然通圖C為實(shí)測屋頂模型%屋頂內(nèi)表面自然通風(fēng)%屋頂風(fēng)層厚F""II%可以近似假設(shè)通風(fēng)層溫度與室外氣溫外表面布置有綠化和無綠化兩部分!

5、無綠化的屋頂隔相等%因此實(shí)測屋頂可以簡化為圖C所示模型%屋頂面*水(隔濕%實(shí)際氣候?qū)λ淖饔每梢院雎越涤旰蜐竦挠胺eC""I左右%其中#"#覆土植草綠化%土層厚響%其內(nèi)表面溫度!"可以看成是單純的傳熱結(jié)果$有C""II%無人工澆水管理!測量有(無綠化屋面內(nèi)表綠化的屋頂土層吸水(吸濕(蒸發(fā)%在實(shí)際氣候作用下面溫度!和!"以及相關(guān)氣候參數(shù)%數(shù)據(jù)自動采集間隔((收稿日期!*""+B"CBC*!基金項(xiàng)目!國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目"#"D+E"FF#$重慶市建委科研項(xiàng)目"城科字*""FB!*#!作者簡介!唐鳴放"CG#+B#%女%重慶大學(xué)教授%博士生導(dǎo)師%主要從事建筑節(jié)能與熱環(huán)境研究"H9

6、&#"*!BF#C*"+"D$"?BI06&#;I1J>5-’9@-’>/!萬方數(shù)據(jù)*重慶大學(xué)學(xué)報(bào)!自然科學(xué)版"(((((((((((((((((第!"卷為C3%測量時(shí)間為*""#年#月C日)G月!"日%覆蓋了一個(gè)夏季氣候周期!圖!(屋面內(nèi)表面溫度計(jì)算與實(shí)測平均值相關(guān)性量土層樣品在干(濕(半干!種狀態(tài)的密度(導(dǎo)熱系數(shù)(圖*(計(jì)算屋頂模型含濕量列入表*!分別以土層!種狀態(tài)的熱物性參數(shù)帶入模型計(jì)算!其中土層的比熱隨含濕量有變化%但*(模型計(jì)算比熱主要影響熱惰性%當(dāng)考慮長期平均效果時(shí)%熱惰性圖*所示屋頂?shù)膫鳠釘?shù)學(xué)模型可以簡寫為的影響基本消失%土層比熱差別的影響可忽略%因此土*!!!!

7、層的比熱都取C*"#T,N"T4+M#!計(jì)算得到土層在%&!"C#*!$!’!種隔熱狀態(tài)下的屋頂內(nèi)表面溫度!邊界條件為*表*(土層熱物性參數(shù)!!容重含濕量導(dǎo)熱系數(shù)外表面("QR#9"!R!:0#%"*#狀態(tài)!()"T4+IR!#N"T4+T4RC#N"O+IRC+MRC#內(nèi)表面("!!QR#"!R!#%"!#全干C!+"""***60!(全濕CECF"**F"*GD式中*!為屋頂材料層溫度%S$$為時(shí)間%3$&為材料半干C+"""*C!"*##*導(dǎo)溫系數(shù)%IN3$’為屋頂材料層厚度坐標(biāo)%I$