【摘 要】
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近年来,随着城市建筑密度升高,城市地面绿地空间急剧减少。垂直绿化因可高效增加城市绿量被广泛关注。其中,建筑活墙是近年来兴起的一种垂直绿化手段。已有许多研究证明,建筑表面活墙的使用,能有效阻挡太阳辐射,降低室内外热量传递,减少建筑能源消耗,改善周围空气质量。活墙系统由于其植物、基质等组成带来的非稳态传热,导致热工性能难以准确估算。已有学者建立了初步的活墙传热数值模型,并对其中的冠层、基质、风速影响等
【基金项目】
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华中科技大学建筑与城市规划学院国家自然科学基金项目《建筑活墙能效评估模型的理论建构与实测验证》（项目批准号:51708232）
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近年来,随着城市建筑密度升高,城市地面绿地空间急剧减少。垂直绿化因可高效增加城市绿量被广泛关注。其中,建筑活墙是近年来兴起的一种垂直绿化手段。已有许多研究证明,建筑表面活墙的使用,能有效阻挡太阳辐射,降低室内外热量传递,减少建筑能源消耗,改善周围空气质量。活墙系统由于其植物、基质等组成带来的非稳态传热,导致热工性能难以准确估算。已有学者建立了初步的活墙传热数值模型,并对其中的冠层、基质、风速影响等部分进行了精化。作为活墙的重要组成之一,植物冠层能显著减少入射到建筑表面的太阳辐射,通过对辐射的吸收、反射等一系列作用,减少热通量的传递。但对这一作用产生影响的植物各项参数、不同植物冠层对于太阳辐射的遮阳效益,还未有精确的定量研究。本文以垂直绿化中的模块式活墙为研究对象,以植物冠层与太阳辐射的相互作用为切入点,研究着重于植物冠层对入射太阳辐射的衰减作用,以及植物参数对遮阳效益的影响。通过实地调研、实验测量、理论分析,剖析垂直墙面冠层结构对遮阳效益的影响。总结了武汉市现有活墙的植物选取、构造类型、养护机制及空间效果;实测多种活墙植物结构参数及对太阳辐射的衰减作用,量化不同植物的遮阳效益;在初步建立的活墙太阳辐射模型的基础上进行修正并用实测数据验证模型的精确性与普适性,建立常用活墙植物数据库,以评估各种输入参数（不同植物特征、季节情况）下植物冠层遮阳效益的异同。以期最大限度提高活墙能耗模拟中太阳辐射传输的计算精度,并为未来活墙植物的选择提供一定的参考。研究结果表明,不同植物的遮阳效益有显著不同,植物在正午时段拥有较高的遮阳效益。不同的环境参数与冠层结构参数导致了植物冠层遮阳效益的差异,其中叶面积指数与太阳高度角对冠层遮阳效益影响较大。使用实测数据对优化后的模型进行验证,均方根误差在0.08-0.12之间,调整后R~2在0.657-0.883之间,相比优化前分别减少了0.02-0.05,增加了0.021-0.192,证明模型具有更高的精确度。
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