导语：当前 ,人们对于建筑的要求不再停留在单一的功能,而是在满足功能需求的同时还要满足低能耗和高舒适的要求。良好的绿化环境一方面可以愉悦使用者的心情，提高舒适度；另一方面通过绿化改善建筑周围的微气候，可降低建筑能耗。那么垂直绿化对建筑能耗的影响、有没有实际应用案例、到底效果如何？基于此，骏绿网邀请到张磊老师，张磊老师主要从事建筑遮阳、建筑蒸发降温、建筑绿化等被动式建筑节能技术的研究，这次将围绕垂直绿化对建筑能耗的影响进行线上直播分享。

主讲人介绍：

张磊

华南理工大学副研究员

中国建筑学会建筑物理分会会员

近年来，随着城市建设的飞速发展，城市用地矛盾日益突出，人们越来越重视城市生态环境的建设，可持续发展成为人们关注的重要话题。绿色建筑是可持续发展战略在建筑领域内的具体应用和实践，这使得不占平面空间的垂直绿化成为城市立体绿化重要方式。

城市建筑立体绿化是应对高密度城市开发所带来的问题的最为直接和有效的方式之一，同样也是城市建筑产品创新和品质提升的重要方向。无论是从城市层面还是建筑层面，建筑立面垂直绿化都能为我们带来很多益处。

在垂直绿化的分类上，我们简单分为两大类：一是垂直绿化表皮类，二是垂直绿化墙体类。

垂直绿化表皮类的绿化种植层在墙体的底部，一般使用攀缘植物作为绿化主体植物，而绿化表皮类又分为两小类：直接绿化表皮和间接绿化表皮。然而直接绿化表皮可能会使墙体的表面遭受破坏。所以设计人员就会让植物在墙体外的钢筋或是网格面上攀爬，以免墙体遭受破坏，这就是间接绿化表皮。

而绿化墙体类的种植层是贴附在墙体表面的，这就对墙体的承重能力有一定要求，且由于绿化墙体建造成本过高，目前更多使用的是绿化表皮。

为了探究垂直绿化对建筑能耗的影响，张磊老师在节能中心建立了一项对绿化表皮与空调能耗以及室温关系的研究，建立了有绿化房间和无绿化房间，由对比实验中得出数据，从而观测垂直绿化对建筑能耗的影响。

本次实验测试中，张磊老师首先观察了垂直绿化对空调耗电量的影响，从图中数据可以看到，由于墙体的蓄热效果，有绿化房间和无绿化房间空调耗电量峰值的出现时间均比最大入射太阳辐射的出现时间有所延迟。在连续测试的48小时内，有绿化房间的空调耗电量为5.5kWh，比无绿化房间的空调耗电量低17.1%。

由此可以看出垂直绿化主要的节能效益是来自于遮阳，在被阳光直射的情况下，节能效益会高一些。但若是长期计算来看，垂直绿化相对于无绿化来说，节能效果还是很显著的，一年下来，节省的电费十分可观！

接下来在连续两天无空调，对自然室温的测试中，无绿化房间的操作温度峰值为38.8 °C 。对于有绿化的房间，由于绿化降低了西墙内表面的温度，使得房间操作温度峰值和平均值比无绿化房间低3.6°C和1.6°C 。由此可以看出，垂直绿化对室温的影响，主要集中在最热的时间段，可对室内温度峰值造成较大影响。

经由这些实验得出数据后，张磊老师开始分析垂直绿化产生降温效果及节能效果的物理过程。

张磊老师通过分析垂直绿化太阳辐射吸收率、透过率、反射率和叶面积指数之间的函数关系，将消光系数逐时响应方程和叶面积指数逐月拟合曲线应用到垂直绿化太阳辐射吸收率、透过率和反射率的计算过程中，从而建立用于全年建筑能耗模拟的垂直绿化光热传递模型。

通过建立模型及开发软件，张磊老师将此应用在案例中。模拟夏热冬暖地区搭建室外足尺寸对比实验房，进行四项不同环境下的实验对比。

从图中可以看到，西向冷负荷数据按照地域由北往南呈现一个上升的趋势。而在同一个城市内，西向的冷负荷数据明显比其他朝面更高。这也说明了朝西的方位，空调能耗会相对比其他方位要多。

而从同一方位墙面建造差异上看，单独保温材料墙面的节能效益很明显没有绿化的节能效益高。而对一些地区而言，保温加绿化反而比单独绿化节能率要低一点，那么我们就可以得出一个结论：对于既有建筑的节能改造来说，无论是从造价方面还是节能方面来说，单独垂直绿化就是最利的一项节能改造措施。

通过本次研究，张磊老师得出以下几点结论：

1、垂直绿化除了有很明显的节能效益果以外，还可以改善室内以及室外的热环境；

2、对垂直绿化蒸腾效果和遮阳效果计算模型进行了改进，同时获得了有垂直绿化外立面对流换热系数修正模型；

3、初步实现了垂直绿化光热传递过程与建筑能耗仿真平台的合模拟，可以分析垂直绿化对室内人员热舒适的影响规律。

张磊老师：可能会有一些影响，垂直绿化对建筑是有一些要求的，需要为绿化排水系统作出一定预留位置，若是排水系统没有处理好，容易导致建筑外墙出现青苔及水渍，这是垂直绿化排水方面可能会对周围环境所造成的影响。

张磊老师：国内的造价成本的话，按照估算，一平方米大概一千块钱左右。而后期维护的确是比较麻烦的一件事情，而后期维护的成本我们还没有相关数据的支持，这也是我们后期还要研究的方向之一。

张磊老师：无论是绿化表皮还是绿化墙体，如果固定得不牢固的话，那么过高的风速的确会使其产生危险性，适当的风速反而对垂直绿化的生长有促进作用，不过目前我并没有涉及到这一方面的研究。

张磊老师:主要是因为保温层起到一个延迟热量的作用，反而使夜晚室内温度比室外要高，保温层阻止了向外散热，就导致了保温层加绿化的冷负荷比单独垂直绿化要高。

张磊老师：垂直绿化墙体的话会需要考虑墙面的承载力，垂直绿化表皮的话，对建筑结构影响不会很大，但是对既有建筑改造的话，需要在原有的建筑结构上加上屋檐及放置种植盆的一个构造，就会对建筑结构产生一点影响，

编者云：通过张磊老师的分享，让我们了解到在冬暖夏热地区，垂直绿化对建筑能耗的影响远比我们想象中要大，垂直绿化不仅能大幅降低空调能耗，还能使周围环境得到改善。若是未来我们能大区域使用垂直绿化，那城市的绿化呼吸问题也将得到解决！

（编辑：七九 审核：seven）

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