城市屋頂綠化性能在青色建筑物研究

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作者：Hobojunkai

發布時間：16/09/30

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城市屋頂綠化性能在青色建筑物研究

使用范圍：室內

使用單位：

建筑系俄勒岡大學

概要：

從俄勒岡，建筑系的大學的研究人員，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輻射的屋頂表面上的影響的一部分。

屋頂綠化是一種技術在世界各地以及它們對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，天氣條件對這些性能的理想的效果。這項研究分析了俄勒岡州波特蘭的兩個不同的城市綠色屋頂的熱性能，水文特性和陰影和太陽輻射的頂棚面的影響。氣象站分別安裝并記錄以下內容：土壤溫度，環境溫度，相對濕度，土壤濕度，降水，和風速。經過短暫的測試期間，太陽照射被看作是展示下降的散熱性能;車頂保持在樹蔭下一個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的水文性能。從一個屋檐放電顯示長達兩天的滯后時間，說明成功的雨水緩解。

1.簡介和背景

屋頂綠化俄勒岡州波特蘭市，已經享譽全市的承諾，環境和可持續發展的運動，已經開始解決雨水徑流和雨水的管理方法越來越多的問題。有必要防止傾倒既雨水和污水入威拉米特河，并最終通過哥倫比亞河太平洋污合流制溢流事件。環境服務波特蘭局（BES）列出了雨水的管理方法，其中之一是綠色的屋頂，或生態屋頂（1）。隨著roofscape捆綁起來波特蘭的表面積的20％，屋頂綠化呈現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，生態屋頂應有助于降低屋頂表面溫度和再輻射，潛在地鼓勵當地生物滲透到生態前者死區，減少城市熱島效應。綠色屋頂系統，在城市環境中的有效性更好地了解需要，可以通過分析環境問題及其對屋頂綠化性能的影響來實現。

在本研究中，波特蘭市中心兩種不同的屋頂，俄勒岡州進行了監測和分析。這些是靛藍大廈，也稱為12W，由ZGF建筑師和Gerding Edlen開發，并通過THA建筑，GBD建筑師青色大廈和Gerding Edlen開發。

2.研究問題

2.1屋頂比較

靛藍大廈廣泛的屋頂綠化是頂樓，地面23層以上，并在土層深厚，遮陽和風力條件差別很大。相比之下，青色大廈廣泛的屋頂綠化是在大樓的一個三層樓的部分。它是在深度，陰影，和風力條件一致，并有更多的成熟植物。出于這個原因，在兩個屋頂之間的直接比較將產生僅推測結論。相反，這項研究著眼于兩個屋頂，但在使用每個屋頂的個人財產為契機，得出關于性能不同的結論不同的看法。這項研究的目的是貫穿全年可繼續測量在不同季節屋頂的條件下，冬季多雨的影響比較干燥的夏天。

2.2屋頂靛藍問題研究

在Indigo大樓，屋頂綠化的條件下創造出各種在屋頂表面環境小氣候。小氣候有不同程度的遮光罩，其中接近100％的太陽輻射暴露和接近100％的太陽陰影。兩個氣象站在這些對立的條件設置將產生，可以進行分析，以確定遮陽對屋頂綠化性能的影響的數據。這個比較的結果可用于理解放置建筑設施，設備，和光伏面板上的綠色屋頂表面的后果。

如何從太陽直接輻射的陰影影響降水的吸收，保溫性能好，綠色屋頂的貯水率是多少？

2.3青色建筑研究問題

青色建筑物屋頂綠化提供機會的同質性研究屋頂綠化的水文效應。使用一個氣象站，降雨和土壤中的水分含量后續變化可以監測，然后用來估計屋頂綠化的排出量。總綠化屋面徑流的流量測量是不可能的，由于屋頂排水系統的建設，但可以使用簡化的水平衡公式進行估算。

什么是在俄勒岡州波特蘭的氣候區非屏蔽，新的廣泛的屋頂綠化的天氣影響？

使用簡化的水文方程，什么是從青色屋頂綠化放電？

3.術語

景天：屬代表近400種葉菜類肉質;范圍從草藥灌木，經常大量使用的屋頂。

蒸散：失水從水文系統由于植被蒸發和蒸騰型。

放電：從水文系統外流。

4.方法

4.1設置和安裝

在冬季開始，天氣基站分別設置在各個屋頂測量每個屋頂綠化的各種環保特性。

在靛藍樓頂，兩名HOBO無線氣象站（U30）的安裝。一站成立于接近100％的太陽直接照射，一個站成立于接近100％的遮蔭。遮光百分比通過使用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，期間每天某一時刻暴露在陽光直射的一部分。一旦天氣站和三腳架分別設置有適當的安裝和固定設備，傳感器被安裝在與周圍的氣象站。從周圍的屋頂設備和建筑特色，并沒有從傳感器排除干擾范圍，因為它們是不可或缺的屋頂組件，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，并在相對的頂板的生長培養基內相同的深度（1“）。這樣做是為了確保在讀取來自傳感器返回的是適用于一種另一個。

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日志和數據提取

一旦所有的氣象站已經成立，并提出安全的，他們為了開始記錄數據進行了發布。在兩個U30單元的情況下，使用1分鐘的記錄期間預先配置的設置加載使用HOBOware軟件包和一臺筆記本電腦的記錄器。這是在該領域進行。對于U22單元，設置被預裝到用在實驗室中HOBOware軟件的設備，并與一個觸發器置位（在這種情況下，“登錄”按鈕的單元的內部）。對于這兩種類型的單元中，記錄可以通過在該閃爍一次每隔30秒，以指示在過程記錄該單元的內部的LED指示器來確認。

該數據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據集進行比較。提取數據，手持發病U-班車設備用于U22和需要為U30的筆記本電腦。在U30站的情況下，便攜式計算機連接到所述HOBOware軟件。軟件會提示用戶繼續記錄或停止。在這兩種方法中，提示必須按順序確定了記錄儀繼續記錄。在所有的情況下，提取的文件應在多個位置進行備份，以避免數據丟失。

數據分析從U30收集到的數據是已經在HOBOware格式而從U22單元獲得的數據是在航天飛機。讀出的是從使用計算機和HOBOware軟件包U-班車設備下載。從HOBOware軟件可以將數據以表格格式導出的Microsoft Excel中分析。圖表和數據點的快速創建和Excel進行分析，并用于隨時間繪制在各個參數的變化。

5.方法論

5.1初步意見和問題

初始數據采集點是12天的時間從2010年2月8日（當氣象站經安裝和啟動）到2月19日2010年氣象站進行校準以1分鐘的間隔記錄數據的所有5傳感器，得到8個單獨的數據點的每分鐘，包括時間/日期戳。收集的相對短的12天期間的總為414720唯一的數據點。只有那些天8被用于比較。

一旦收集和所有三個氣象站的數據進行分析，觀察是在關于缺少降雨的變化;具體而言，三個儀表讀取0.00降水的“在二月份的12天期間的降水。簡單的直覺表示，這是一個幾乎不可能和波特蘭USGS HYDRA數據的檢查，俄勒岡州共有1.40指示”時間段。為了補充缺乏在個人氣象站網站準確的降水資料，HYDRA降水量數據是從所有三個氣象站的位置大約等距離的拍攝現場。 HYDRA降水資料僅在1小時的記錄，并提供了圖形化結果反映了在現有的數據這種差異。

土壤濕度

5.2靛藍大廈：陰影

從靛藍建設兩個氣象站數據顯示，100％的遮蔭的兩個條件和100％的太陽輻射暴露明確區分。相對溫度顯示出一致的趨勢，并且幾乎相同，只有輕微的變化。當在關系搜索到環境溫度用于畫陰影的兩個條件中的土壤溫度差是告訴。而環境溫度的期間幾乎相同，土壤溫度顯示趨勢差異。在遮陽條件土壤溫度示出了在較低的絕對溫度類似環境溫度，但在大多數情況下的一個趨勢。在太陽輻射條件下的土壤溫度示出了用于更快速的變化，更高的絕對溫度，和更靠近趨向于環境溫度的數字的傾向。這可能是由于直接的太陽輻射的屋頂的表面上的沖擊。在加入來自太陽的短波紅外輻射導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。

對于太陽輻射條件下的土壤含水量表現出比遮陽條件更高的土壤含水量。這種差異可能是由于該提供遮陽物理屏障對可用的沉淀（圖1）的效果。然而，并非所有的陰影可以負責下級土壤水分。當用于遮陽條件的曲線示出土壤含水量校正為滿足太陽輻射條件曲線（圖5），從而消除了大部分的物理差異，太陽輻射條件仍然顯示較高的土壤水分含量。校正數據顯示，雖然水分含量在這兩個條件的不同，流入和流出的從屋頂的趨勢是相似的。都顯示期間和之后降雨水分增加，然后在事件發生后的下降。曲線簡單滿足的含水率開始穩定（前2月15日）。這種趨勢可以看出延長到2月17日和2月18日在穩定點。除了穩定點，在遮陽條件保留的時間的確比在太陽輻射條件下的屋頂較長時期更多的水分。