城市建筑绿化,不仅是一道风景

朱博说空气 发表于 2020-9-18 16:43

夏秋季节,城市的热岛效应引发建筑周围人居环境高温现象日益凸显。除了太阳直射日晒,更多的建筑玻璃幕墙、硬化地面的太阳光折射、反射效应,以及建筑空调外机向建筑周边环境的排热,引起室外人们有严重炙烤的热感觉现象。

密集城市下,建筑、交通道路占用了过多的土地面积,城市公园可用绿地稀缺而有限。建筑绿化成为对城市微气候进行调热、调湿的一个有效选项。建筑绿化是在建筑屋顶和外围护结构表皮覆盖绿色植被的一种立体绿化方式,即包括屋顶绿化和垂直绿化两类。

建筑绿化作为城市增绿的重要举措在城市园林绿化业中逐渐得以重视,过去对于建筑行业,建筑绿化设计只作为景观辅助设计,建筑群的立体绿化对城市微气候的功用和影响还有待深入认识理解。本文谈一谈建筑绿化对建筑单体的功能作用影响。


I 建筑绿化

建筑绿化是指利用城市地面以上的各种不同立地条件,选择各类适宜植物,使绿色植物覆盖地面以上的各类建筑物,构筑物及其他空间结构的表面,利用植物向空间发展的绿化方式。

建筑绿化是一个系统,它包括屋面和立面的基底,防水系统,蓄排水系统以及植被覆盖系统等。适用于工业与民用建筑屋面及中庭、裙房敞层的绿化;与水平面垂直或接近垂直的各种建筑物外表面上的墙体绿化;窗阳台、桥体、围栏棚架等多种空间的绿化。屋顶绿化是建筑绿化的主要形式,按照覆土深度和绿化水平,又分为轻型(Extensive)绿化和密集型(Intensive)绿化,如下图与表描述建筑绿化特征。

轻型绿化

密集型绿化


II建筑绿化的“绿色”性能

1)调热/调湿节能

关于屋顶绿化与建筑热环境的关系,大量文献讨论了屋顶绿化与不同建筑隔热材料的能耗降低比较、屋顶绿化种植层和湿度差异、热捕获和热损失影响等方面的研究。

一项加拿大多伦多的测定发现,与无植被覆盖屋顶相比,屋顶绿化在夏季的热量获得降低了约70~90%,冬季热量损失减低了约10~30%。根据不同的建筑隔热材料,屋顶绿化对无隔热材料建筑的能耗节约45%,与配备中等隔热的建筑相比能耗节约13%,与配备优质隔热的建筑相比能耗节约2%。有数学模型研究估算,屋顶绿化58%的热量被蒸腾作用带走,30.9%通过长波辐射热交换,仅有1.2%传递到房间内;由于屋顶绿化对建筑能耗的影响涉及到夏季作为建筑降温系统,冬季作为建筑保温系统,其中的能耗降低与气候有很大关联,因此该领域的研究具有较强的地域适用性和限制性,尤其对于夏热冬冷地区作用明显。  综合对照国外屋顶绿化的定量试验,预计夏热冬冷地区应用高、中、低隔热材料屋顶绿化技术对覆盖层的建筑全年的能耗节约分别为45%、13%、2%。

同时,利用植物构建的屋顶绿化和墙面绿化对城市热岛效应具有缓解作用,主要通过植物的蒸腾作用和建筑表面反射率发生改变,降低了城市热量聚集。国外研究者估算城市建筑中50%实施屋顶绿化后,可使城市气温总低降低0.1~1.5℃。

2)改善雨水环境

城市地区由于下垫面的硬质化导致地表径流增加,加重了城市排水负荷。随着全球气候异常化加剧,近年来城市在集中降雨时出现雨洪问题,而无雨时则缺水的现象频发,表明城市化加剧了人类对水生态的干扰。

屋顶绿化调节城市降雨径流包括3个方面:

a)延迟降雨的最初产流时间;

b)减少排入城市雨水管道的径流量;

c)使屋顶的雨水产流分布特征更接近自然状态,降低径流峰值。

众多研究表明屋顶绿化调节城市降雨径流的作用主要受土壤种植层厚度,土壤含水量和降雨特性,以及覆盖植物和屋顶坡度等因素影响。另一方面,绿化屋顶对雨水还有过滤功能,可以改善雨水水质,有利于雨水利用的处理过程。

3)降低噪声

屋顶绿化对噪声的降低主要来自两个方面的机理:声音隔离和长波吸收;屋顶绿化能够对500~1000Hz频率吸音降噪约10dB,种植层15~20cm能够有效降低噪声,再持续增加种植层厚度则无明显效果;此外,还有其他因素影响屋顶绿化降低噪声的效果:诸如表面吸收、散射和建筑折射等。

4)降低大气污染物

国内外关于植物降低大气污染物的研究很多,发现立体绿化对降低O3、NO2、PM10、SO2,等城市气体污染物和颗粒物污染都有较显著的作用。



III结语

目前以上海为典型的暖温带地区、寒冷地区的屋顶绿化面积总量较少,垂直绿化更少。以上海为例,全市2013年已有的屋顶绿化面积总量是110万平方米,不到可利绿化屋顶面积的5%, 为高密度城市的建筑群披“绿衣”,可能是改善建筑本体,以及改善城市微气候的一种有效方式,值得关注。


参考文献

1. 侯亚楠,朱春,杨思佳.建筑绿化与绿色建筑.绿色建筑,2013

2. 袁凌.绿色建筑中的立体绿化.生态城市与绿色建筑.2016

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