建筑西墻面的綠化設計

【摘 要】通過對建筑物不同綠化形式西墻面溫度的實際測試，得出不同的綠化形式對建筑物的熱工狀況、建筑物的室內環境影響很大，從而影響到建筑物的能耗，只有采用適宜的設計手法，才能達到建筑降溫節能效果。

【關鍵詞】熱效應；建筑節能；綠化設計

緒論

建筑西曬嚴重的影響了使用者的室內熱環境，減少了建筑物的使用壽命，本文通過對建筑物西墻面溫度的實際測試，分析了它們對建筑本體的熱效應，提出建筑西墻面綠化設計的方法，為住區建筑綠化計提供有益參考。

1 測試地點、內容、及方法

1.1 測試地點

測試地點位于西安市南郊，選擇某住區1棟三層商業用房。西墻有五分之一被爬山虎覆蓋，郁閉度達95%以上；五分之三是裸墻面；西墻前5m左右處有兩顆成熟的落葉喬木，其樹蔭能覆蓋五分之一的西墻。時間2011年7月26日14：30～7月27日。天氣預報為多云間晴24～35℃。但26日16：00以前多云間晴16：00以后天氣變陰，27日天氣變陰起風。測點分別布置在裸露的西墻面、爬山虎西墻面（圖1）、樹陰西墻面（圖2）中間以及空氣中，共4個測點，測點布置在中間以防邊界效應的影響。

1.2 內容及方法

西墻壁面、爬山虎西墻壁面、樹蔭西墻壁面的表面溫度隨時間的變化以及室外陽光下1.5m高的空氣溫度。

測量儀器采用上海大華儀表廠產的溫度巡回檢測儀，型號PROCOS.Ⅶ。為了避免環境輻射對空氣溫度熱電偶的影響，用反射系數較大的鋁箔罩著所有空氣溫度熱電偶，以防止周圍環境溫度輻射。記錄儀每一小時記錄一次數據。

2 測試數據分析

此三層商業用房，是普通磚混結構，東西朝向。為避免其它因素的干擾，選取第二層西面相同家具布置、相同面積的3個房間，一間的西外墻被爬山虎覆蓋、一間的西外墻裸露、一間的西外墻外5m處有兩顆大樹。測點分別布置在每個房間西外墻中部的同一高度處，測量空氣溫度的熱電偶放在陽光下地面上1.5m高度處，熱電偶分別用反射系數較大的鋁箔包裹住。測試時關窗、關門，在沒有自然通風的狀態下測試。

圖3為西墻壁面、爬山虎西墻壁面、樹蔭西墻壁面溫度以及空氣溫度隨時間變化的實測曲線。

從空氣溫度曲線可以看出，西墻外壁面最高溫度為43.3℃，最低溫度為26.8 ℃，晝夜溫差達16.5℃；爬山虎西墻外壁面因有爬山虎的覆蓋避免陽光的直接輻射和周圍因素的影響，其最高溫度為41.7℃，最低溫度為30.2 ℃，晝夜溫差為11.5℃，比裸露的西墻面晝夜溫差小5℃；樹蔭壁面因有高大喬木的遮蔭，樹木吸收了大量的陽光直接輻射，并排除了周圍因素的影響。其最高溫度為24.8℃，最低溫度為22.5 ℃，晝夜溫差僅2.3℃，溫度變化幅度平緩，比裸露的西墻面晝夜溫差小14.2℃。相比較晝夜溫差，樹蔭是最有效的緩解墻壁外表面晝夜溫度的巨變綠化方式，其次為爬山虎壁面。

由于7月26日16：00之前天氣晴好，曲線圖上表明爬山虎壁面溫度明顯低于氣溫，西墻裸露壁面高于氣溫，這與以往的研究成果：墻面綠化具有良好的降溫效果相符。但16：00之后，天氣轉多云，且室外能感覺到微風，所以西墻夕嗮很弱，其壁面溫度沒有出現午后的升溫而是與空氣溫度相差不大。隨著氣溫的降低，西墻壁面溫由于沒有任何遮蓋，有利于空氣對流，所以其溫度下降較快。由于7月27日的陰雨，氣溫降低。此時，爬山虎壁面由于樹葉的覆蓋，對流減弱，減弱了墻面的熱傳遞，其壁面溫度則出現了比西墻壁面高的情況，出現了升溫的“逆溫”現象。而據以往研究爬山虎具有一定的降溫效果。

3結論

對上述實測溫度曲線分析結果還表明爬山虎墻面比樹蔭墻面降溫效果差、墻壁外表面晝夜溫差大。相比而言，樹是較好的綠化形式。如果在西墻外一定距離支一網架，爬山虎纏繞其上，使之與墻面形成空氣層以加強對流換熱，如此的綠化墻面才能在任何天氣的狀況下起到降溫效果。

樹雖然具有較好的降溫效果，但距離建筑太近，影響建筑的采光，距離太遠則起不到降溫作用。所以樹木種植距離建筑足夠遠、種植長的不高的中、小喬木以防太高阻當冬季的日光；或者靠近房屋，采用樹桿高，樹冠大的高大喬木，樹干的中心盡量偏離窗口以加強通風。根據西安冬至日正午的太陽高度角hS （hS=32.3o），取樹桿高為h，房屋第一層窗臺距室外地面高為1.5米，（包括室內外高差）種植距設為L，由于樹枝對陽光的吸收作用較大，所以只要保證最低太陽高度角穿越樹干照射到一層窗臺處，則L＝（h－1.5）/tghS，其余冬季的陽光均可照射入房間。所以在靜風（夏季平均風速2.1m/s）較大的西安地區南側適種植的樹木要距離房屋足夠的遠。房屋宜采用北退臺，以保證樹木有良好的日照。（圖4）；北側基地植常綠樹以阻擋冬北風，引導風流，起屏障作用。

參考文獻：

[1]林其標.林燕.趙維稚.住宅人居環境設計[M].華南理工大學出版社.2000.4

[2]涂逢祥．建筑節能.中國建筑工業出版社[M]．北京，2001.7

[3]呂愛民．應變建筑－大陸性氣候的生態策略[M]同濟大學出版社，2003.9

[4]金濤，楊永勝.居住區環境景觀設計與營建[M].中國城市出版社，2003

[5]荊其敏，張麗安．城市綠化空間賞析[M].科學出版社，2001.12

[6]葉歆．建筑熱環境.[M]. 清華大學出版社， 1998

[7]呂愛民．應變建筑——大陸性氣候的生態策略.[M].同濟大學出版社，2003.9