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摘要:對建筑物所處環(huán)境及建筑物本身進(jìn)行綠化可降低建筑物周圍微環(huán)境的溫度、提高空氣相對濕度,改善空氣品質(zhì),降低噪音危害,從而延長建筑物通過自然通風(fēng)降溫的時間,改善室內(nèi)空氣品質(zhì),降低建筑物能耗,減輕“城市熱島效應(yīng)”。
關(guān)鍵詞:自然通風(fēng) 相對濕度 空氣品質(zhì)
1 問題的提出
隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國住宅工程經(jīng)歷了提供必要的居住條件和滿足一定的舒適性要求兩個發(fā)展階段。近幾年,隨著“以人為本”設(shè)計(jì)理念的提出,對住宅的舒適性要求越來越高,建筑能耗也隨之增高。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國建筑能耗約占國民經(jīng)濟(jì)總能耗的25%左右,且呈上升趨勢。另一方面,隨著建筑能耗的增加和大量空調(diào)設(shè)備的安裝,“城市熱島效應(yīng)”日益嚴(yán)重,使環(huán)境日益惡化。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,依靠提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能和密封性能的節(jié)能效果是有極限的,有時還會造成嚴(yán)重的負(fù)面影響,比如IAQ問題。在這種前提下,有學(xué)者提出了“綠色建筑”、“生態(tài)建筑”的概念,即在不犧牲環(huán)境質(zhì)量的前提下,以較低的能耗為人們提供健康、舒適的居住環(huán)境。顯然,在眾多的空調(diào)方式中,自然通風(fēng)降溫是、zui符合生態(tài)要求的空調(diào)方式。然而,能否實(shí)現(xiàn)室內(nèi)持續(xù)的開窗通風(fēng)受建筑物所處微環(huán)境的制約。微環(huán)境包括建筑物周圍熱濕環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境和空氣流場、空氣品質(zhì)等,而它們均受建筑規(guī)劃布局、建筑造型、綠化、水景等的影響。本文主要討論綠化對建筑周圍空氣溫濕度、空氣品質(zhì)和噪音的影響。
2 綠化對溫濕度的影響
不同的地表狀況會對建筑物周圍的微氣候產(chǎn)生很大的影響。實(shí)測表明:綠化草坪、水泥地面、裸地面在夏季工況下,由于太陽輻射的作用,表面溫度差異較大。這種差異的存在會影響到建筑物所處微氣候、建筑物的熱工狀況、建筑物室內(nèi)環(huán)境等,進(jìn)而影響到建筑物的能耗。影響建筑物能耗的綠化可以細(xì)分成兩種——環(huán)境綠化和建筑物綠化。
2.1 環(huán)境綠化
環(huán)境綠化是指建筑物周圍一定范圍內(nèi)的地表綠化,它包括草坪、花壇、樹木等。環(huán)境綠化基本上以大面積的草坪間以灌木為主,道路兩側(cè)及廣場周邊以喬木為主,形成室外場地的立體綠化景觀。這種綠化方式的優(yōu)點(diǎn)在于草坪滿足了人們在林立的樓群之間需要開闊場地的心理需求,道路兩邊的喬灌木可以有效的降低車輛行駛噪音對建筑的影響。
綠色植物在光合作用過程中吸收利用大量的太陽輻射能,直接減少地面對太陽輻射的吸收,與此同時還通過蒸騰作用吸收周圍空氣中的能量,有效降低該區(qū)域的空氣溫度、增加空氣濕度。文獻(xiàn)[1]的研究表明:相同時刻水泥地表面的溫度大于草坪地表面的溫度,該差值在下午16:00時達(dá)到zui大值,約為10℃,兩者之差的zui小值出現(xiàn)在4:00左右,差值也在2℃以上。裸地與草坪兩者溫度分布的差別與水泥地和草坪的分布差別類似。相同時刻裸地地表的溫度明顯高于草坪地表溫度,在下午2:00相差zui多,約為12℃,夜間有所降低。相關(guān)研究同時表明綠化地面與裸地面、水泥地面相比較,對峰值溫度的出現(xiàn)有延遲作用。在調(diào)節(jié)空氣相對濕度方面,一公頃闊葉林,夏季每天可以蒸發(fā)2600升水,草坪等植物的葉面積,一般為地面面積的20倍左右,茂密的莖和葉通過蒸騰作用,能使周圍空氣中的水分增加20%左右。
建筑物綠化是指對建筑物外立面、屋面的綠化。與環(huán)境綠化相比,建筑物綠化對建筑節(jié)能的作用更直接。主要表現(xiàn)在:夏季,通過植物冠蓋、葉片的遮陽作用減少建筑物對太陽輻射熱的吸收,通過蒸騰作用吸收建筑物維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量,釋放水蒸汽,改善建筑物外表的熱、濕環(huán)境,降低建筑空調(diào)負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)節(jié)能;冬季,綠化主要起屏蔽作用,減小風(fēng)壓對建筑物的作用,從而減小冷風(fēng)滲透和外表面對流換熱損失,降低供熱負(fù)荷,達(dá)到節(jié)能目的。 實(shí)測結(jié)果表明:在室外氣溫38℃時,無綠化建筑物的外表面(深灰色外墻涂料)溫度zui高可達(dá)50℃,而有綠化建筑物外墻面溫度為27℃;有綠化建筑物室內(nèi)溫度較無綠化建筑物室內(nèi)溫度約低3~5℃,降溫效果明顯。 日本學(xué)者的實(shí)驗(yàn)研究表明:相同條件的平屋頂,在種植草坪的情況下,可使室內(nèi)溫度降低約7℃。 為達(dá)到夏季減少建筑物對太陽輻射的吸收,冬季即起到對風(fēng)的屏蔽作用又不至于降低太多建筑物對太陽輻射熱吸收的綠化目的,建筑物立面的綠化應(yīng)以多年生落葉攀緣類植物為主,屋面以種植草坪為主。 3 綠化對空氣品質(zhì)的影響 4 綠化與噪聲防治 5 結(jié)論
2.2 建筑物綠化
合理選擇綠化用花草樹木品種可大幅度提高室外空氣品質(zhì)。樹木、草坪凈化空氣是由于植物的光合作用和吸收作用。通過光合作用每公頃闊葉林(相當(dāng)于1公里道路兩側(cè)單行行道樹)每天能吸收1000kg的二氧化碳,釋放出730kg的氧氣,可以供1000人所需,一般來說,一個人一天需要0.7kg的氧氣,人均擁有10平方米的樹木或25平方米的草坪,就能自動調(diào)節(jié)空氣中CO2與O2的比例平衡,保持空氣清新。植物在進(jìn)行光合作用的同時,還會吸收一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔铮℉C)、氯氣、氟化氫 、氨及汞、鉛蒸氣等,例如成片的松林,每天可以從1立方米的空氣中吸收20毫克的二氧化硫。
植物能夠降低噪音是因?yàn)橹参锏娜~片能夠?qū)⑼渡涞剿厦娴脑肼暦瓷涞礁鱾€方向上,葉片的輕微震動能使噪聲能量得到消耗而減弱,據(jù)測定,快車道的汽車噪聲,在穿過12米寬的林帶后可以降低噪聲3~5dB,穿過40米寬的防護(hù)林帶時,噪聲會降低10~15dB。
在夏季工況下,通過綠化可有效降低微環(huán)境的空氣溫度、提高相對濕度、降低空氣中有害氣體濃度和含塵量、降低噪聲危害,改善建筑物所處環(huán)境的熱工狀況,為建筑物充分利用自然通風(fēng)降溫提供條件,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。