屋顶绿化在缓解城市热岛效应作用的气象观测与分析

1、屋顶绿化在缓解城市热岛效应作用的气象观测与分析贾立人（浙江红欣园林艺术有限公司）屋顶作为建筑的第五立面，是城市建设与美化城市空间环境不可忽视的环节。随着城 市“热岛效应”的日益突出以及城市绿化用地日趋紧张，屋顶绿化具备的生态功能和景观 功能越来越引起人们的重视。屋顶绿化不仅是增加城市绿量最经济有效的途径，而且作 用还是多方面的，尤其是屋顶绿化在缓解城市热岛效应、改善城市环境已经成为目前国内 外普遍关注的热点问题。我们是在完成“温州屋顶绿化的配套技术研究”的基础上，继而承担了 “屋 顶绿化在 缓解城市热岛效应作用的研究” O研究中我们认真做好：气象观测标准仪器的选购，坚持 一周年不间断的定时观测

2、和认真的气象观测数据的统计分析，从而为屋顶绿化技术的应用 推广及深层次的研究提供了颇具价值的参考数据。一.观测内容和方法的确定1. 设立固定的观测点，进行定点、定时的观测记录。设置屋顶绿化气象观测区（简 称A区）和非绿化屋面气象观测区（简称B区或对照区）。并在A、B两区相对应的屋 顶平台以下的室内设立温湿度定时观测记录。2. 观测的具体内容：空气温度、湿度观测；日最高、最低气温观测；周自记温湿度记录；地面温度观测；地面日最高、最低温度观测；屋顶 绿化区植被地下10厘米处地温观测；室内温湿度观测；室内棚顶温湿度测定；室 内棚顶以下10厘米处温湿度测定。3. 观测时间的规定。本课题所设立的观测属于

3、小气候观测范畴，为了便于 数据对比 分析，遵照气象观测的规定来确定观测的时间和方法。 1 -6项为主要观测内容，每日8时和14时定时观测、记录两次。 7-9项为辅助观测内容，每天14时观测记录一次。 周自记温湿度计，每周更换一次自记纸，每日8时和1 4时分别记录一次。 观测开始和结束时间。我们于2004年2月试观测，2004年3月1日正 式观测记录，到2005年2月28日结束外业观测工作，总计观测时间为一周年。二.确保 观测质量的措施1、标准气象观测专用仪表设备的选购 标准观测仪器是国家专控的物资，对质量有严 格的要求标准。温州市场上买不到，我们专程赴上海，找到了专营气象仪器设备的国家气象局上

4、海物资处，采购到由 定点厂家生产的符合国家标准的百叶箱、干湿球温度计、地温表和地下曲管温度计等， 同时又购买了两台数据可靠、使用方便的ZJ1-2B型温湿度周自记计（可以自动记录每天的温湿度 变化，以补 充每天8时和14时观测的数据），一台FYJH-1便携式数字温湿仪。上述仪器均具有生产 厂家产品的质量“鉴定证书”和“订正值检验证”，以及配套的附件。2、新建屋顶绿地气象对照观测试验地在红欣花园内新建一处专供本课题研究和对照 观测的屋顶试验地。屋面总面积约110M。屋顶绿化区和对照区各占一半，屋顶绿化区按要求在屋面铺设了 SQ高分子多 层复合防水卷材、塑料夹层板排水层和无纺布过滤层。栽培土壤厚30

5、厘米，采取复层式绿 化：即上层乔木（桂花、梔子花、红花、继木等），下层种 植地被植物（水带草）。对照 区则是水泥地面。在A、B两区分别安装了一个百叶箱，设置一处地面观测点。3、编制了 “各种气象仪器观测要求”气象观测是一项专业性知识很强的工作，观测人员必须懂得应知应会的专业知识，要 有一丝不苟，认真负责的敬业精神，能做到自觉地遵守定时观测，准确 无误地记录有关观 测数据尤为重要。我们编制了 “各种气象仪器观测要求”，为统一观测标准和保证质量起到了较好的作用。三观测数据的对比分析1编制了 “炎热夏天观测主要数据对比分析”，见下表1炎热夏天观测主要数据对比分析；/171测、项区份自记实测温湿度地温

6、室温（14 时）气 温uc相对温度气温相对湿度地面温度10厘米地 温室内温度棚顶温度081408140814日最0814八月屋顶绿 化25.4:85.224.927.680.868.024.728.533.724.426.226.0284对照区24.980.825.028.677.268.528.534.339.527.128.8相差值+0.5+4.4-0.1-10+3.6-0.5_38-58-5.8-1.1-0.4七 月屋顶绿 化27.978.729.033.578.960.028.835.140.628.1 730.830.530.1对照区26.478.828.733.277.560.73

7、4.242.647.132.431厂1相差值+1.51 h+0.3+0.3+1.4-0.7-5.4一75-6.5-1.9-1.0八 月屋顶绿 化28.584.428.532.784.774.629.136.442.228.530.929.0对照区26.780.628.332.083.975.432.840.843.630.5相差值+1.8+3.8+0.2+0.7+0.8-0.8_374.4-1.4-1.52. 编制了 “屋顶绿化冬天增温效果分析表”，见下表2V观X测项 E1年区月空气温湿度（自记）地面温度温度ro相对湿度地温14最高最低平均气 曰皿nF、4L最高 极艮宜碾数零下天04 年12

8、月屋顶 绿化11. 721.60.0081. 716.819. 79. 714.9八、区9.919.9-1.9177.618.420. 68.314.5相差 值+1.8+1.7+1.9-1+4. 1-1. 6-0.9+1.4+0.405 年1 月屋顶 绿化6. 315.8-2. 3381.89.912.53.99.3对昭 八、区4.315. 1-4.0778. 711. 113.53. 19.2相差 值+2.0+0. 7+1. 7-5天+3. 1-0. 2-1. 0+0.8+0. 105 年2 月屋顶 绿化7. 317. 11.0088.211. 315.86.310.6对昭 八、区5.214

9、.9-0.6285.212. 014.85.59.5相差 值+2. 1+2.2+1.6-2天+3.0-0. 7+1. 0+0.8+1. 13绘制了 “温差变化曲线图”（见图1、图2）图（1）冬天绿化屋顶地下厘米地温与对照区气温*地温的比较图（2）夏天绿化屋顶地下10厘米地温与对照区气温、地温的比较图（1）和图（2）以寒冬和酷夏期屋顶绿化区地下10厘米处温度变幅与对照 区气温、地温的温差进行比较4编制了 “周自记与实测年平均数据相差值统计表”，见表3表3周自记与实测年平均数据 相差值统计表观测目方屋顶绿化区对照区气温(C)湿度()气温(C)湿度()08 ，14最咼最低08140814最咼最低08

10、14周自记16.821.422. 115. 786.870.315.419.820.314.484.268. 3实测17.822. 123.815.982.569. 717.822.223. 716. 181. 168. 2相差值-1. 0-0. 7-1. 7-0.2+4. 3+0.6-2.4-2.4-3.4-1. 7+3. 1+0. 1四研究小结屋顶绿化有“天然空调”之称，它像一个温暖罩保护着建筑物，能起到“酷暑降温， 严冬保暖”的良好效果，同时可以大大缩小屋面与室内的温差，赋予人们一个比较舒适的生 活环境。本项研究通过一周年的对比观测，记录数据的分析，证实了屋顶绿化能改善城市生 态环境，具

11、有缓解城市“热岛效应”的作用。1. 寒冷冬天保暖升温效果显著参看表2 “屋顶绿化冬天增温效果分析”，屋顶绿化后冬季气温平均增温近2.0 0 Co出现零下气温的天数由对照区的10天减少到3天，下降率达70 %,其地 面和室 内的温度也略有提高。2005年1月出现了历史以来最低温，根据“温湿 度自记”记录：对 照区的日平均气温为-15 C,最低气温为-4.0 C,日最高气温 为1.0 ;而绿化区的记录数据 是：日平均气温0. 3 C,最低气温为-23 C,最高温度为3. 1 Co其寒冬保暖、节能升温的 功能显而易见。2. 炎热夏天，屋顶绿化后能降低屋面温度，提高空气湿度参看表1 “观测数据的对比分析表”，以夏季每天14时观测的地面温度平均 值做比 较：绿化区比对照区平均温度降低6C；7月13日最炎热的一天，对照区的屋顶地面温度高达50. 5 C,而绿化区地温只有35. 4 C,使楼顶屋面温度降低 近15. 1 C。绿化区对应屋顶 的室内温度平均降低1. 5 C,棚顶温度降低0. 4-1. 0 Co屋顶绿化区空气湿度增加3%左右。观测数据的统计数字中，气温无明显变化，而屋顶绿化区还略高于对照区。其原因与2 个观测点距离太近以及大树遮荫和通风条件差异有关。3. 隔热和缩小冷热温差的作用见图1、图2,植被下10厘米处的地温与对照区