生态设计是一种关注环境影响和能源消耗的设计方式。种植屋顶作为一种建筑屋顶生态设计形式,缓解了城市用地和绿化用地的矛盾,实现了人与自然环境的共生,对改善城市环境有着积极意义。但在寒冷地区,种植屋顶对建筑能源消耗的影响并没引起足够的关注。 本文首先从分析寒冷地区的气候对种植屋顶的影响入手,分析了种植屋顶冬季热过程,通过对西安某种植屋顶冬季测试和计算,定性分析和定量比较了种植屋顶的保温性能,进一步揭示了种植屋顶的保温机理,提出对种植屋顶冬季热工计算时,草坪叶面指数为7时,按0.05(m~2·K)/w计算附加草坪热阻。 然后,研究寒冷地区种植屋顶的夏季隔热性能。分析夏季种植屋顶热过程和隔热机理,对西安某种植屋顶进行了测试,应用热平衡法进行热工计算,对各构造层次的隔热性能进行了量化。分别按《夏热冬冷地区建筑节能设计规范》中种植屋顶考虑附加0.5(m~2·K)/w热阻等效蒸发散热的影响和实际蒸发散热量验算其隔热性能。两种情况下内表面温度相差0.5℃,说明附加0.5(m~2·K)/w热阻等效蒸发散热趋于保守,应根据实际蒸发散热量计算。 最后,分析对比现行种植屋顶构造和传统民居种植屋顶构造,明确构造的问题,结合园林设计和建筑设计要求,进行种植屋顶构造优化设计,提出经济、合理,适应寒冷地区气候要求,满足节能50%要求的种植屋顶构造设计。