植被屋面蒸發(fā)隔熱模塊熱濕傳遞特性的實驗研究.pdf

1、本論文針對屋面輕型植被模塊的隔熱性能及蒸發(fā)冷卻特性進行了實驗研究和理論分析。在此基礎(chǔ)上進行植被模塊構(gòu)造的優(yōu)化研究。目的在于研制出適用于南方建筑及氣候特點的被動式屋面蒸發(fā)隔熱模塊，為其工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并為被動式蒸發(fā)冷卻技術(shù)的實現(xiàn)提供切實可行的路徑。
　　 首先采用模塊化對比實驗測試裝置對輕型種植土加濕模塊、輕型種植土干模塊、佛甲草植被模塊和蓄水模塊的隔熱性能進行了實驗研究，獲得了其隔熱性能、散放熱性能、蒸發(fā)冷卻特性和熱流分配

2、特征。并從種植土厚度和蓄排水板高度兩個因素進行模塊的構(gòu)造優(yōu)化研究，獲得了最優(yōu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)。
　　 隔熱性能:在實驗室測試條件下，植被模塊底面平均溫度比干模塊降低3.5℃～5.9℃，比濕模塊降低2.1℃～2.4℃，比蓄水模塊降低0.9℃～1.7℃;植被模塊底面平均傳熱熱流比干模塊降低1.9 W/m2～4.1 W/m2，比濕模塊降低1.1 W/m2～1.3 W/m2，比蓄水模塊降低0.5 W/m2～2.3 W/m2。
　　 散放

3、熱性能:植被模塊的散放熱性能與濕模塊、蓄水模塊相近，劣于干模塊。植被模塊底面平均溫度比干模塊高0.7℃～1.4℃，比蓄水模塊高0.4℃～0.9℃，比濕模塊降低0.1℃～0.6℃;植被模塊底面平均傳熱熱流比干模塊升高1.0 W/m2～1.3 W/m2，比濕模塊升高1.1 W/m2，比蓄水模塊降低0.9 W/m2～1.1 W/m2。
　　 蒸發(fā)冷卻特性:蒸發(fā)散熱熱流植被模塊＞蓄水模塊＞濕模塊＞干模塊。植被模塊蒸發(fā)散熱熱流與初始含濕量

4、的回歸方程為qevaporation=-0.2648(φ)2+16.347(φ)-107.53，相關(guān)系數(shù)為0.875;濕模塊蒸發(fā)散熱熱流與初始含濕量的回歸方程為qevaporation=3.6697(φ)+26.713，相關(guān)系數(shù)為0.9293。
　　 熱流分配特征:實驗室模擬太陽輻射條件下傳熱熱流占總輻射熱流的比例分別為，濕模塊1.3％，干模塊2.0％，植被模塊1.0％，蓄水模塊1.5％;對流換熱熱流濕模塊13.7％，干模塊25

5、.3％，植被模塊0.3％，蓄水模塊0.7％;蒸發(fā)散熱熱流濕模塊27.0％，干模塊14.1％，植被模塊48.2％，蓄水模塊42.5％;蓄熱熱流濕模塊30.4％，干模塊17.4％，植被模塊22.3％，蓄水模塊30.7％。
　　 種植土厚度的優(yōu)化:最佳種植土厚度為75mm。各模塊底面溫度與75mm厚植被模塊相比，25mm厚植被模塊高6.7℃，50mm厚植被模塊高2.5℃，125mm厚植被模塊高0.4℃。
　　 蓄排水板高度的優(yōu)

6、化:最佳蓄排水板高度為25mm。與100mm植被模塊底面溫度相比，100mm種植土模塊增溫1.0℃～1.2℃、75mm植被模塊增溫1.0℃～2.0℃、125mm植被模塊增溫0.1℃～0.2℃。
　　 初始含濕量與隔熱性能:植被模塊與濕模塊相比，在加熱階段植被模塊基質(zhì)初始含濕量在23.8％左右，其溫度降低效應(yīng)最佳;且溫度降低效應(yīng)的差值與初始含濕量的回歸公式為:Δt=-0.0079(φ)2+0.3483(φ)-1.2157，相關(guān)系數(shù)