目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 生態(tài)種植屋面的概念 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 1
1.2.1 隔熱節(jié)能效應(yīng) 1
1.2.2 生態(tài)環(huán)境效應(yīng) 8
1.2.3 蒸發(fā)冷卻特性 10
1.2.4 架空通風(fēng)屋面 11
1.2.5 蓄水屋面 12
1.2.6 種植屋面 14
1.2.7 復(fù)合式種植屋面 15
1.3 生態(tài)種植屋面的隔熱機(jī)理及其評(píng)價(jià) 16
1.3.1 生態(tài)種植屋面的隔熱機(jī)理 16
1.3.2 生態(tài)種植屋面隔熱機(jī)理的復(fù)雜性 17
1.3.3 生態(tài)種植屋面存在的技術(shù)難點(diǎn) 19
1.4 建筑生態(tài)節(jié)能改造需求 19
1.5 種植屋面模塊化的應(yīng)用需求 20
1.6 現(xiàn)有屋面隔熱模式存在的問題 21
1.6.1 架空通風(fēng)屋面存在的問題 21
1.6.2 蓄水屋面存在的問題 23
1.6.3 種植屋面存在的問題 24
第2章 種植屋面隔熱材料性能測(cè)試研究 26
2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試模塊構(gòu)造及材料 26
2.2 材料基本性能測(cè)試 27
2.2.1 材料容重及比重 28
2.2.2 材料孔隙率 30
2.2.3 材料粒徑分布 32
2.2.4 飽和滲透系數(shù) 35
2.3 防護(hù)熱箱的研制 36
2.4 防護(hù)熱箱的標(biāo)定 37
2.4.1 實(shí)驗(yàn)標(biāo)定方案 37
2.4.2 標(biāo)定方法及設(shè)備 37
2.4.3 測(cè)點(diǎn)布置 38
2.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果及分析 39
2.5.1 含濕狀態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果 39
2.5.2 等效導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試結(jié)果 41
2.5.3 測(cè)試結(jié)果分析 45
2.6 熱工性能的對(duì)比測(cè)試 46
2.6.1 測(cè)試基本情況 46
2.6.2 模塊構(gòu)造及實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng) 46
2.6.3 測(cè)試環(huán)境及初始條件 49
2.6.4 傳熱特征分析與討論 50
2.6.5 傳熱參數(shù)計(jì)算分析 53
2.7 本章小結(jié) 55
第3章 種植模塊隔熱性能的實(shí)驗(yàn)研究 56
3.1 模塊化對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)試的特點(diǎn) 56
3.2 生態(tài)種植屋面的營造 56
3.3 對(duì)比試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的建立 57
3.3.1 第一期建立情況 57
3.3.2 第二期建立情況 58
3.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器及設(shè)備 59
3.4.1 溫度和熱流測(cè)量 59
3.4.2 空氣溫度和相對(duì)濕度測(cè)量 59
3.4.3 太陽輻射強(qiáng)度測(cè)量 60
3.4.4 室外風(fēng)速測(cè)量 60
3.4.5 土壤含水量測(cè)量 60
3.5 模塊構(gòu)造材料及測(cè)點(diǎn)布置 61
3.6 植被生長(zhǎng)情況 63
3.7 氣象參數(shù)及隔熱效應(yīng)分析 64
3.7.1 氣象參數(shù) 64
3.7.2 隔熱效應(yīng)分析 65
3.8 底面溫度及室外空氣溫度 71
3.8.1 增溫量對(duì)比分析 71
3.8.2 溫差特性分析 72
3.9 衰減特性及蒸發(fā)所引起的溫度降低效應(yīng)分析 78
3.9.1 衰減特性分析 78
3.9.2 蒸發(fā)所引起的溫度降低效應(yīng)分析 81
3.10 本章小結(jié) 85
第4章 種植模塊蒸發(fā)冷卻特性的實(shí)驗(yàn)研究 86
4.1 對(duì)比測(cè)試模塊的構(gòu)造及建立 86
4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法及儀器 87
4.3 初始條件的控制及誤差分析 88
4.3.1 初始條件控制 88
4.3.2 數(shù)據(jù)讀取問題 89
4.3.3 測(cè)試誤差分析 90
4.4 測(cè)試數(shù)據(jù)的選取及氣象參數(shù) 90
4.5 蓄水模塊蒸發(fā)冷卻及熱特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 91
4.5.1 蓄水模塊蒸發(fā)率結(jié)果與討論 91
4.5.2 蒸發(fā)熱流及計(jì)算模型討論 97
4.5.3 蒸發(fā)換熱系數(shù) 101
4.5.4 蓄放熱特性 104
4.5.5 對(duì)流換熱特性 106
4.6 種植模塊的蒸發(fā)冷卻特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果 108
4.6.1 蒸發(fā)率晝夜變化規(guī)律 108
4.6.2 植被對(duì)蒸發(fā)率的影響 111
4.6.3 初始含濕量對(duì)蒸發(fā)率的影響 113
4.6.4 蒸發(fā)系數(shù)與蒸發(fā)率 114
4.6.5 蒸發(fā)率逐時(shí)變化規(guī)律 117
4.6.6 蒸發(fā)率與氣象參數(shù)的關(guān)聯(lián)性 119
4.6.7 蒸發(fā)換熱系數(shù)測(cè)試 125
4.6.8 蒸發(fā)散熱的影響因素討論 128
4.6.9 蒸發(fā)冷卻效應(yīng)的貢獻(xiàn)率問題 132
4.7 表面熱平衡及熱特性分析 133
4.7.1 熱平衡方程的構(gòu)成 133
4.7.2 各熱流計(jì)算及比例 134
4.7.3 高輻射模擬環(huán)境下熱流分配特征 140
4.7.4 結(jié)果分析與討論 142
4.8 本章小結(jié) 143
第5章 種植模塊蒸發(fā)冷卻特性的理論計(jì)算分析 144
5.1 土壤水分運(yùn)動(dòng)機(jī)理及蒸發(fā)過程 144
5.1.1 水分在土壤中的存在形態(tài) 144
5.1.2 土壤中的水分蒸發(fā)過程及其控制模型 144
5.2 其他蒸發(fā)模型研究 147
5.2.1 Gardner模型 147
5.2.2 王康模型 147
5.2.3 趙鴻雁模型 148
5.2.4 張富倉模型 148
5.3 土壤模塊蒸發(fā)模型的建立及驗(yàn)證 149
5.3.1 蒸發(fā)機(jī)理分析 149
5.3.2 土壤模塊蒸發(fā)模型的建立 150
5.3.3 參數(shù)的確定及模型驗(yàn)證 152
5.3.4 模型誤差分析 155
5.4 種植模塊蒸發(fā)模型的建立及驗(yàn)證 156
5.4.1 蒸發(fā)機(jī)理分析 156
5.4.2 模型建立的思路 157
5.4.3 植被作用系數(shù)的確定 158
5.4.4 模型驗(yàn)證及分析 158
5.5 Penman-Monteith模型計(jì)算及比較 159
5.5.1 Penman-Monteith模型 159
5.5.2 土壤表面蒸發(fā)率及總蒸散率 162
5.5.3 理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值的對(duì)比 163
5.5.4 氣象因子及其他參數(shù)的影響 166
5.6 本章小結(jié) 168
第6章 足尺寸建筑模式下種植屋面隔熱性能實(shí)驗(yàn) 170
6.1 對(duì)比測(cè)試房間及植被構(gòu)造 170
6.1.1 對(duì)比測(cè)試房間情況 170
6.1.2 種植屋面構(gòu)造 171
6.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)點(diǎn)布置 172
6.2.1 測(cè)點(diǎn)布置 172
6.2.2 測(cè)試儀器及設(shè)備 173
6.3 天氣狀況統(tǒng)計(jì)分析 173
6.3.1 天氣狀況統(tǒng)計(jì)分析 173
6.3.2 室外空氣溫度分布特征 174
6.3.3 其他氣象參數(shù) 175
6.4 屋頂內(nèi)表面溫度 176
6.4.1 特征溫度分析 176
6.4.2 溫度分布頻譜及高溫率 179
6.4.3 降溫率特征分析 181
6.4.4 溫度峰谷差衰減比 182
6.4.5 增溫量特征分析 182
6.5 室內(nèi)空氣溫度 184
6.5.1 不同測(cè)點(diǎn)處溫度對(duì)比 184
6.5.2 不同高度溫度分布特征 186
6.5.3 測(cè)試結(jié)果分析 187
6.6 屋面?zhèn)鳠崃糠治?189
6.6.1 屋面構(gòu)造及熱工性能參數(shù) 189
6.6.2 傳熱量對(duì)比分析 189
6.6.3 傳熱量的降低效應(yīng) 193
6.7 足尺寸建筑模式下等效熱阻問題 194
6.7.1 等效熱阻的含義 194
6.7.2 存在的問題 195
6.7.3 等效熱阻的計(jì)算方法 196
6.7.4 計(jì)算結(jié)果及分析 197
6.8 溫度的衰減效應(yīng)分析 199
6.8.1 問題的提出及評(píng)價(jià)指標(biāo) 199
6.8.2 計(jì)算結(jié)果及分析 199
6.9 本章小結(jié) 200
第7章 復(fù)合式種植屋面經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益分析 202
7.1 經(jīng)濟(jì)效益分析 202
7.1.1 投資成本分析 202
7.1.2 節(jié)能減排分析 205
7.2 環(huán)境效益分析 206
7.2.1 蓄積雨水及降低雨水污染分析 207
7.2.2 固碳釋氧和凈化空氣分析 207
7.2.3 減碳效應(yīng)分析 208
7.3 本章小結(jié) 209
第8章 種植屋面熱性能預(yù)測(cè)模型 210
8.1 預(yù)測(cè)模型介紹 210
8.1.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 210
8.1.2 長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 213
8.1.3 麻雀搜索算法 215
8.2 SSA-CNN-LSTM 模型 216
8.3 預(yù)測(cè)模型構(gòu)建及參數(shù)設(shè)置 218
8.3.1 數(shù)據(jù)獲取 218
8.3.2 歸一化處理 219
8.3.3 參數(shù)設(shè)定 219
8.3.4 誤差評(píng)價(jià)指標(biāo) 220
8.4 預(yù)測(cè)結(jié)果分析 221
8.4.1 全年預(yù)測(cè)結(jié)果分析 221
8.4.2 各季節(jié)預(yù)測(cè)結(jié)果分析 223
8.4.3 消融實(shí)驗(yàn) 227
8.4.4 與其他模型對(duì)比分析 228
8.5 相關(guān)性分析 229
8.6 本章小結(jié) 231
參考文獻(xiàn) 233