城市屋頂綠化性能在青色建筑物研究
使用范圍:室內(nèi)
使用單位:
建筑系俄勒岡大學(xué)
概要:
從俄勒岡,建筑系的大學(xué)的研究人員,安裝氣象站作為研究分析兩種不同城市屋頂綠化在波特蘭的熱性能,水文特性和陰影和太陽(yáng)輻射的屋頂表面上的影響的一部分。
屋頂綠化是一種技術(shù)在世界各地以及它們對(duì)城市雨水緩解和保溫效果可提高建筑物的性能在使用中增加;然而,天氣條件對(duì)這些性能的理想的效果。這項(xiàng)研究分析了俄勒岡州波特蘭的兩個(gè)不同的城市綠色屋頂?shù)臒嵝阅,水文特性和陰影和太?yáng)輻射的頂棚面的影響。氣象站分別安裝并記錄以下內(nèi)容:土壤溫度,環(huán)境溫度,相對(duì)濕度,土壤濕度,降水,和風(fēng)速。經(jīng)過(guò)短暫的測(cè)試期間,太陽(yáng)照射被看作是展示下降的散熱性能;車(chē)頂保持在樹(shù)蔭下一個(gè)比較正常的和較低的溫度。暴露于天氣高水平可以影響屋頂?shù)乃男阅堋囊粋(gè)屋檐放電顯示長(zhǎng)達(dá)兩天的滯后時(shí)間,說(shuō)明成功的雨水緩解。
1.簡(jiǎn)介和背景
屋頂綠化俄勒岡州波特蘭市,已經(jīng)享譽(yù)全市的承諾,環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的運(yùn)動(dòng),已經(jīng)開(kāi)始解決雨水徑流和雨水的管理方法越來(lái)越多的問(wèn)題。有必要防止傾倒既雨水和污水入威拉米特河,并最終通過(guò)哥倫比亞河太平洋污合流制溢流事件。環(huán)境服務(wù)波特蘭局(BES)列出了雨水的管理方法,其中之一是綠色的屋頂,或生態(tài)屋頂(1)。隨著roofscape捆綁起來(lái)波特蘭的表面積的20%,屋頂綠化呈現(xiàn)減少雨水徑流和污合流制溢流事件的邏輯和潛在的有效方法。除了雨水管理的好處,生態(tài)屋頂應(yīng)有助于降低屋頂表面溫度和再輻射,潛在地鼓勵(lì)當(dāng)?shù)厣餄B透到生態(tài)前者死區(qū),減少城市熱島效應(yīng)。綠色屋頂系統(tǒng),在城市環(huán)境中的有效性更好地了解需要,可以通過(guò)分析環(huán)境問(wèn)題及其對(duì)屋頂綠化性能的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本研究中,波特蘭市中心兩種不同的屋頂,俄勒岡州進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和分析。這些是靛藍(lán)大廈,也稱為12W,由ZGF建筑師和Gerding Edlen開(kāi)發(fā),并通過(guò)THA建筑,GBD建筑師青色大廈和Gerding Edlen開(kāi)發(fā)。
2.研究問(wèn)題
2.1屋頂比較
靛藍(lán)大廈廣泛的屋頂綠化是頂樓,地面23層以上,并在土層深厚,遮陽(yáng)和風(fēng)力條件差別很大。相比之下,青色大廈廣泛的屋頂綠化是在大樓的一個(gè)三層樓的部分。它是在深度,陰影,和風(fēng)力條件一致,并有更多的成熟植物。出于這個(gè)原因,在兩個(gè)屋頂之間的直接比較將產(chǎn)生僅推測(cè)結(jié)論。相反,這項(xiàng)研究著眼于兩個(gè)屋頂,但在使用每個(gè)屋頂?shù)膫(gè)人財(cái)產(chǎn)為契機(jī),得出關(guān)于性能不同的結(jié)論不同的看法。這項(xiàng)研究的目的是貫穿全年可繼續(xù)測(cè)量在不同季節(jié)屋頂?shù)臈l件下,冬季多雨的影響比較干燥的夏天。
2.2屋頂?shù)逅{(lán)問(wèn)題研究
在Indigo大樓,屋頂綠化的條件下創(chuàng)造出各種在屋頂表面環(huán)境小氣候。小氣候有不同程度的遮光罩,其中接近100%的太陽(yáng)輻射暴露和接近100%的太陽(yáng)陰影。兩個(gè)氣象站在這些對(duì)立的條件設(shè)置將產(chǎn)生,可以進(jìn)行分析,以確定遮陽(yáng)對(duì)屋頂綠化性能的影響的數(shù)據(jù)。這個(gè)比較的結(jié)果可用于理解放置建筑設(shè)施,設(shè)備,和光伏面板上的綠色屋頂表面的后果。
如何從太陽(yáng)直接輻射的陰影影響降水的吸收,保溫性能好,綠色屋頂?shù)馁A水率是多少?
2.3青色建筑研究問(wèn)題
青色建筑物屋頂綠化提供機(jī)會(huì)的同質(zhì)性研究屋頂綠化的水文效應(yīng)。使用一個(gè)氣象站,降雨和土壤中的水分含量后續(xù)變化可以監(jiān)測(cè),然后用來(lái)估計(jì)屋頂綠化的排出量?偩G化屋面徑流的流量測(cè)量是不可能的,由于屋頂排水系統(tǒng)的建設(shè),但可以使用簡(jiǎn)化的水平衡公式進(jìn)行估算。
什么是在俄勒岡州波特蘭的氣候區(qū)非屏蔽,新的廣泛的屋頂綠化的天氣影響?
使用簡(jiǎn)化的水文方程,什么是從青色屋頂綠化放電?
3.術(shù)語(yǔ)
景天:屬代表近400種葉菜類肉質(zhì);范圍從草藥灌木,經(jīng)常大量使用的屋頂。
蒸散:失水從水文系統(tǒng)由于植被蒸發(fā)和蒸騰型。
放電:從水文系統(tǒng)外流。
4.方法
4.1設(shè)置和安裝
在冬季開(kāi)始,天氣基站分別設(shè)置在各個(gè)屋頂測(cè)量每個(gè)屋頂綠化的各種環(huán)保特性。
在靛藍(lán)樓頂,兩名HOBO無(wú)線氣象站(U30)的安裝。一站成立于接近100%的太陽(yáng)直接照射,一個(gè)站成立于接近100%的遮蔭。遮光百分比通過(guò)使用Solmetric Suneye確立。津貼是在100%陰影氣象站選址做出這樣保持電池所需的光伏電池板充電,期間每天某一時(shí)刻暴露在陽(yáng)光直射的一部分。一旦天氣站和三腳架分別設(shè)置有適當(dāng)?shù)陌惭b和固定設(shè)備,傳感器被安裝在與周?chē)臍庀笳。從周(chē)奈蓓斣O(shè)備和建筑特色,并沒(méi)有從傳感器排除干擾范圍,因?yàn)樗鼈兪遣豢苫蛉钡奈蓓斀M件,因此影響屋頂綠化(圖1)。土壤溫度和土壤濕度傳感器被安置彼此直接鄰近范圍內(nèi),并在相對(duì)的頂板的生長(zhǎng)培養(yǎng)基內(nèi)相同的深度(1“)。這樣做是為了確保在讀取來(lái)自傳感器返回的是適用于一種另一個(gè)。
在青色的建筑,所用的基站是一種HOBO氣象站(U22)。所有相同的傳感器用的U22使用和安裝中相同的方式的那些前面列出。
4.2日志和數(shù)據(jù)提取
一旦所有的氣象站已經(jīng)成立,并提出安全的,他們?yōu)榱碎_(kāi)始記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了發(fā)布。在兩個(gè)U30單元的情況下,使用1分鐘的記錄期間預(yù)先配置的設(shè)置加載使用HOBOware軟件包和一臺(tái)筆記本電腦的記錄器。這是在該領(lǐng)域進(jìn)行。對(duì)于U22單元,設(shè)置被預(yù)裝到用在實(shí)驗(yàn)室中HOBOware軟件的設(shè)備,并與一個(gè)觸發(fā)器置位(在這種情況下,“登錄”按鈕的單元的內(nèi)部)。對(duì)于這兩種類型的單元中,記錄可以通過(guò)在該閃爍一次每隔30秒,以指示在過(guò)程記錄該單元的內(nèi)部的LED指示器來(lái)確認(rèn)。
該數(shù)據(jù)可以在大致行程被提取,但是仍然可以與所有先前的和隨后的數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較。提取數(shù)據(jù),手持發(fā)病U-班車(chē)設(shè)備用于U22和需要為U30的筆記本電腦。在U30站的情況下,便攜式計(jì)算機(jī)連接到所述HOBOware軟件。軟件會(huì)提示用戶繼續(xù)記錄或停止。在這兩種方法中,提示必須按順序確定了記錄儀繼續(xù)記錄。在所有的情況下,提取的文件應(yīng)在多個(gè)位置進(jìn)行備份,以避免數(shù)據(jù)丟失。
數(shù)據(jù)分析從U30收集到的數(shù)據(jù)是已經(jīng)在HOBOware格式而從U22單元獲得的數(shù)據(jù)是在航天飛機(jī)。讀出的是從使用計(jì)算機(jī)和HOBOware軟件包U-班車(chē)設(shè)備下載。從HOBOware軟件可以將數(shù)據(jù)以表格格式導(dǎo)出的Microsoft Excel中分析。圖表和數(shù)據(jù)點(diǎn)的快速創(chuàng)建和Excel進(jìn)行分析,并用于隨時(shí)間繪制在各個(gè)參數(shù)的變化。
5.方法論
5.1初步意見(jiàn)和問(wèn)題
初始數(shù)據(jù)采集點(diǎn)是12天的時(shí)間從2010年2月8日(當(dāng)氣象站經(jīng)安裝和啟動(dòng))到2月19日2010年氣象站進(jìn)行校準(zhǔn)以1分鐘的間隔記錄數(shù)據(jù)的所有5傳感器,得到8個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的每分鐘,包括時(shí)間/日期戳。收集的相對(duì)短的12天期間的總為414720唯一的數(shù)據(jù)點(diǎn)。只有那些天8被用于比較。
一旦收集和所有三個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,觀察是在關(guān)于缺少降雨的變化;具體而言,三個(gè)儀表讀取0.00降水的“在二月份的12天期間的降水。簡(jiǎn)單的直覺(jué)表示,這是一個(gè)幾乎不可能和波特蘭USGS HYDRA數(shù)據(jù)的檢查,俄勒岡州共有1.40指示”時(shí)間段。為了補(bǔ)充缺乏在個(gè)人氣象站網(wǎng)站準(zhǔn)確的降水資料,HYDRA降水量數(shù)據(jù)是從所有三個(gè)氣象站的位置大約等距離的拍攝現(xiàn)場(chǎng)。 HYDRA降水資料僅在1小時(shí)的記錄,并提供了圖形化結(jié)果反映了在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)這種差異。
土壤濕度
5.2靛藍(lán)大廈:陰影
從靛藍(lán)建設(shè)兩個(gè)氣象站數(shù)據(jù)顯示,100%的遮蔭的兩個(gè)條件和100%的太陽(yáng)輻射暴露明確區(qū)分。相對(duì)溫度顯示出一致的趨勢(shì),并且?guī)缀跸嗤,只有輕微的變化。當(dāng)在關(guān)系搜索到環(huán)境溫度用于畫(huà)陰影的兩個(gè)條件中的土壤溫度差是告訴。而環(huán)境溫度的期間幾乎相同,土壤溫度顯示趨勢(shì)差異。在遮陽(yáng)條件土壤溫度示出了在較低的絕對(duì)溫度類似環(huán)境溫度,但在大多數(shù)情況下的一個(gè)趨勢(shì)。在太陽(yáng)輻射條件下的土壤溫度示出了用于更快速的變化,更高的絕對(duì)溫度,和更靠近趨向于環(huán)境溫度的數(shù)字的傾向。這可能是由于直接的太陽(yáng)輻射的屋頂?shù)谋砻嫔系臎_擊。在加入來(lái)自太陽(yáng)的短波紅外輻射導(dǎo)致在土壤的溫度的更快速增加,甚至在大約1“(溫度傳感器位置)的深度。
對(duì)于太陽(yáng)輻射條件下的土壤含水量表現(xiàn)出比遮陽(yáng)條件更高的土壤含水量。這種差異可能是由于該提供遮陽(yáng)物理屏障對(duì)可用的沉淀(圖1)的效果。然而,并非所有的陰影可以負(fù)責(zé)下級(jí)土壤水分。當(dāng)用于遮陽(yáng)條件的曲線示出土壤含水量校正為滿足太陽(yáng)輻射條件曲線(圖5),從而消除了大部分的物理差異,太陽(yáng)輻射條件仍然顯示較高的土壤水分含量。校正數(shù)據(jù)顯示,雖然水分含量在這兩個(gè)條件的不同,流入和流出的從屋頂?shù)内厔?shì)是相似的。都顯示期間和之后降雨水分增加,然后在事件發(fā)生后的下降。曲線簡(jiǎn)單滿足的含水率開(kāi)始穩(wěn)定(前2月15日)。這種趨勢(shì)可以看出延長(zhǎng)到2月17日和2月18日在穩(wěn)定點(diǎn)。除了穩(wěn)定點(diǎn),在遮陽(yáng)條件保留的時(shí)間的確比在太陽(yáng)輻射條件下的屋頂較長(zhǎng)時(shí)期更多的水分。







