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绿化与建筑节能
  • 发布日期:2012-08-01      浏览次数:932
    • 摘要:对建筑物所处环境及建筑物本身进行绿化可降低建筑物周围微环境的温度、提高空气相对湿度,改善空气品质,降低噪音危害,从而延长建筑物通过自然通风降温的时间,改善室内空气品质,降低建筑物能耗,减轻“城市热岛效应”。

      关键词:自然通风 相对湿度 空气品质

      1 问题的提出
        随着国民经济的不断发展,我国住宅工程经历了提供必要的居住条件和满足一定的舒适性要求两个发展阶段。近几年,随着“以人为本”设计理念的提出,对住宅的舒适性要求越来越高,建筑能耗也随之增高。据统计,目前我国建筑能耗约占国民经济总能耗的25%左右,且呈上升趋势。另一方面,随着建筑能耗的增加和大量空调设备的安装,“城市热岛效应”日益严重,使环境日益恶化。经验告诉我们,依靠提高建筑维护结构隔热性能和密封性能的节能效果是有极限的,有时还会造成严重的负面影响,比如IAQ问题。在这种前提下,有学者提出了“绿色建筑”、“生态建筑”的概念,即在不牺牲环境质量的前提下,以较低的能耗为人们提供健康、舒适的居住环境。显然,在众多的空调方式中,自然通风降温是zui经济、zui符合生态要求的空调方式。然而,能否实现室内持续的开窗通风受建筑物所处微环境的制约。微环境包括建筑物周围热湿环境、光环境、声环境和空气流场、空气品质等,而它们均受建筑规划布局、建筑造型、绿化、水景等的影响。本文主要讨论绿化对建筑周围空气温湿度、空气品质和噪音的影响。

      2 绿化对温湿度的影响
        不同的地表状况会对建筑物周围的微气候产生很大的影响。实测表明:绿化草坪、水泥地面、裸地面在夏季工况下,由于太阳辐射的作用,表面温度差异较大。这种差异的存在会影响到建筑物所处微气候、建筑物的热工状况、建筑物室内环境等,进而影响到建筑物的能耗。影响建筑物能耗的绿化可以细分成两种——环境绿化和建筑物绿化。

      2.1 环境绿化

        环境绿化是指建筑物周围一定范围内的地表绿化,它包括草坪、花坛、树木等。环境绿化基本上以大面积的草坪间以灌木为主,道路两侧及广场周边以乔木为主,形成室外场地的立体绿化景观。这种绿化方式的优点在于草坪满足了人们在林立的楼群之间需要开阔场地的心理需求,道路两边的乔灌木可以有效的降低车辆行驶噪音对建筑的影响。

        绿色植物在光合作用过程中吸收利用大量的太阳辐射能,直接减少地面对太阳辐射的吸收,与此同时还通过蒸腾作用吸收周围空气中的能量,有效降低该区域的空气温度、增加空气湿度。文献[1]的研究表明:相同时刻水泥地表面的温度大于草坪地表面的温度,该差值在下午16:00时达到zui大值,约为10℃,两者之差的zui小值出现在4:00左右,差值也在2℃以上。裸地与草坪两者温度分布的差别与水泥地和草坪的分布差别类似。相同时刻裸地地表的温度明显高于草坪地表温度,在下午2:00相差zui多,约为12℃,夜间有所降低。相关研究同时表明绿化地面与裸地面、水泥地面相比较,对峰值温度的出现有延迟作用。在调节空气相对湿度方面,一公顷阔叶林,夏季每天可以蒸发2600升水,草坪等植物的叶面积,一般为地面面积的20倍左右,茂密的茎和叶通过蒸腾作用,能使周围空气中的水分增加20%左右。

       


      2.2 建筑物绿化

        建筑物绿化是指对建筑物外立面、屋面的绿化。与环境绿化相比,建筑物绿化对建筑节能的作用更直接。主要表现在:夏季,通过植物冠盖、叶片的遮阳作用减少建筑物对太阳辐射热的吸收,通过蒸腾作用吸收建筑物维护结构的热量,释放水蒸汽,改善建筑物外表的热、湿环境,降低建筑空调负荷,实现节能;冬季,绿化主要起屏蔽作用,减小风压对建筑物的作用,从而减小冷风渗透和外表面对流换热损失,降低供热负荷,达到节能目的。

        实测结果表明:在室外气温38℃时,无绿化建筑物的外表面(深灰色外墙涂料)温度zui高可达50℃,而有绿化建筑物外墙面温度为27℃;有绿化建筑物室内温度较无绿化建筑物室内温度约低3~5℃,降温效果明显。

        日本学者的实验研究表明:相同条件的平屋顶,在种植草坪的情况下,可使室内温度降低约7℃。

        为达到夏季减少建筑物对太阳辐射的吸收,冬季即起到对风的屏蔽作用又不至于降低太多建筑物对太阳辐射热吸收的绿化目的,建筑物立面的绿化应以多年生落叶攀缘类植物为主,屋面以种植草坪为主。

      3 绿化对空气品质的影响
        合理选择绿化用花草树木品种可大幅度提高室外空气品质。树木、草坪净化空气是由于植物的光合作用和吸收作用。通过光合作用每公顷阔叶林(相当于1公里道路两侧单行行道树)每天能吸收1000kg的二氧化碳,释放出730kg的氧气,可以供1000人所需,一般来说,一个人一天需要0.7kg的氧气,人均拥有10平方米的树木或25平方米的草坪,就能自动调节空气中CO2与O2的比例平衡,保持空气清新。植物在进行光合作用的同时,还会吸收一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、氯气、氟化氢 、氨及汞、铅蒸气等,例如成片的松林,每天可以从1立方米的空气中吸收20毫克的二氧化硫。

      4 绿化与噪声防治
        植物能够降低噪音是因为植物的叶片能够将投射到它上面的噪声反射到各个方向上,叶片的轻微震动能使噪声能量得到消耗而减弱,据测定,快车道的汽车噪声,在穿过12米宽的林带后可以降低噪声3~5dB,穿过40米宽的防护林带时,噪声会降低10~15dB。

      5 结论
        在夏季工况下,通过绿化可有效降低微环境的空气温度、提高相对湿度、降低空气中有害气体浓度和含尘量、降低噪声危害,改善建筑物所处环境的热工状况,为建筑物充分利用自然通风降温提供条件,进而达到节能的目的。

     
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