建筑外墙垂直绿化节能效果初探

1建筑外墙垂直绿化节能效果初探一、概述建筑物外墙就像一个人的皮肤，直接暴露在外部环境中，它要抵御严寒酷暑，风吹雨打。特别是在夏天，在炎炎夏日的强烈照射下，建筑物外墙会有一定幅度的升温，并且将外部的热量传递到室内，升高室内温度，对于空调房间，就会增加能耗。如何降低建筑物的能耗，有人想了很多办法，其中就发现在外墙上种植绿化植物（称为垂直绿化），给外墙穿上一件透气又风凉的“外衣”，确实可以阻挡强烈的日光。那么到底效果如何，本文就是在观察和测试的基础上对建筑外墙垂直绿化的节能效果作初步的探索研究。二、问题的提出放暑假的时候，我到乡下度假。农舍的外墙已经有些破旧，但部分墙面上生气勃勃的爬山虎十分引人瞩目，在远近树木的映衬下呈现出一幅美丽的乡村画卷。起初我只是感到房屋的墙面上长满绿化挺好看，但后来一件事加深了我对爬山虎的看法。那天中午我到隔壁房间取东西，发现同样朝南的房间比较凉快，好像开了空调一样。这是什么原因？带着好奇心，我仔细观察了一下，发现两间房间并没有很大的区别，只是隔壁房间的外墙上爬满了爬山虎，几乎看不到墙面，太阳也晒不进，而我住的房间外面爬山虎还不多，满满的都是阳光。难道这就是原因，爬山虎真有这么大的作用吗？带着这个问题，我进行了观察和数据采集，一探究竟。三、实验方案的设计（1、实验对象选取要求：选两间大小相同或相近的房间，具有相同材质的外墙，一间房外墙有绿化，一间没有绿化。两间房尽量靠近或相邻，以减少环境差异对实验数据的影响。2、实验内容：采集两间房的外部大气温度、外墙表面温度、外墙内壁温度、室内温度数据。当天上午11点、中午12点、下午1点各采集三组数据，共计划采集9组数据。3、实验条件：选取气温较高的天气，中午前后，阳光比较强烈，阳光须直接照射在实验房间的外墙面上。实验房间在实验前一天关闭空调、关闭门窗。准备气温计一个，非接触式红外线测温仪一个，记录本一个。4、实验数据处理：对两个房间采集的温度数据进行对比分析，找出两个房间的数据差异，观察外墙垂直绿化对室内温度是否有影响，或影响程度的大小，从而初步判断其节能的效果。四、实验情况为减少测量误差，在现场采集数据时，每个测量点每次采集3个数据，取平均值。实测数据表详见附件一，数据平均值汇总如下：测量数据平均值汇总表单位：℃测量对象A（有绿化）测量对象B（无绿化）测量时间11:00am12:00am13:00pm11:00am12:00am13:00pm室外气温34.036.037.034.036.037.0外墙表面26.427.027.346.450.051.02温度室内气温29.029.531.032.033.534.5外墙内壁表面温度26.026.227.136.637.738.8五、数据分析采集的数据显示，在夏季某个天气晴朗的上午11点至下午1点时间段内，室外实测气温在34℃至37℃之间，测量对象A（外墙有垂直绿化，下同）和测量对象B（外墙无垂直绿化，下同）相比，外墙表面温度低20℃～24℃，对象A的外墙表面温度只有对象B的54%～57%；室内气温低３℃～４℃；外墙内壁表面温度低10.6℃～11.7℃。六、结论经实验，在高温季节，建筑物外墙垂直绿化可以降低建筑物外墙内外表面的温度，同时也降低室内的气温。其中降低外墙表面温度最明显。主要原因是绿化植物的叶子直接遮挡了阳光，隔断了阳光的辐射热量传递。另外，墙上植物在阳光下有水分蒸发，也带走部分墙体的热量。很显然，建筑外墙穿上的这件绿色“外衣”就像人在夏天穿上了防晒衣或者打了一把遮阳伞，对于降低建筑物的温度，降低室内温度，减少空调用电，节能减排是有积极作用的。七、实验的改进本次实验虽然做了仔细准备，但仍有不足，需要改进。一是实验样本（实验对象）数量较少，采集的数据不多，一定程度上影响实验结果的准确性；二是实验时间较短，未能观察到复杂天气情况下的效果；三是没有做冬天的实验，不确定寒冷天气条件下垂直绿化（冬天不落叶的植物）对外墙保温的效果。八、建筑外墙垂直绿化的前景展望建筑物外墙进行垂直绿化有利于减少建筑能耗，同时也能美化环境，净化空气，吸收噪声，在有条件的地方应该大力推广，目前已有不少建筑物已经或正在作这方面的尝试。但是，这项技术也有局限性，主要是绿化的种植养护成本较高，如果节省的电费还不够支付绿化的费用，就影响这项技术推广的积极性。同时，现代科技的迅猛发展，已经出现了不少环保又高效的建筑外墙保温材料，可以替代外墙绿化的隔温作用（冬天的作用应该更加明显）。还有正在兴起的光伏（太阳能）屋面和墙面，既可以阻挡外面的温度，又可以利用阳光发电，一举两得，光伏技术目前因为成本较高，尚不能普及，但也有很好的发展前景，不过外墙的垂直绿化还是有其独特的魅力和生命力，她对人的亲和力要胜过其它冷冰冰的材料，建筑不仅是用来居住的，也是用来欣赏的，相信建筑外墙的垂直绿化一定可以用她的独特魅力弥补她的不足，焕发出她顽强的生命力。附件一：2015年08月01日晴/晴38℃/29℃南风≤3级/南风≤3级2015年08月02日晴/晴38℃/29℃西南风≤3级/南风≤3级实测数据表单位：℃测量对象A（有绿化）测量对象B（无绿化）测量时间11:0012:0013:0011:0012:0013:00室外气温实测134.036.037.034.036.037.0实测234.036.037.034.036.037.0实测334.036.037.034.036.037.0平均值34.036.037.034.036.037.03外墙表面温度实测126.327.027.546.349.751.2实测226.327.127.346.250.151.0实测326.527.027.246.650.250.8平均值26.427.027.346.450.051.0室内温度实测129.029.531.032.033.534.5实测229.029.531.032.033.534.5实测329.029.531.032.033.534.5平均值29.029.531.032.033.534.5外墙内壁表面温度实测125.926.127.036.637.838.7实测226.126.327.236.537.638.8实测326.026.127.136.737.738.9平均值26.026.227.136.637.738.88.2测量对象A（有绿化）测量对象B（无绿化）测量时间11:0012:0013:0011:0012:0013:00室外气温实测133.036.037.533.036.037.5实测233.036.037.533.036.037.5实测333.036.037.533.036.037.5平均值33.036.037.533.036.037.5外墙表面温度实测126.327.027.546.149.651.4实测226.327.127.646.250.151.0实测326.527.127.246.650.250.8平均值26.427.127.346.350.051.0室内温度实测128.829.531.032.033.534.5实测229.029.531.032.033.534.5实测329.029.531.032.033.534.5平均值29.029.531.032.033.534.5外墙内壁表面温度实测125.926.127.036.637.838.7实测226.126.327.236.537.538.8实测326.026.127.136.737.738.9平均值26.026.227.136.637.738.8