作者：趙定國(guó) 1 ， 薛偉成 2

　　1　上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所， 上海 201106

　　2　上海世源屋頂綠化有限公司， 上海 200245

　　ZHAO Ding-guo1, XUE Wei-cheng2

　　(1Environmental Science Research Institute, SAAS,Shanghai 201106,China;

　　2　Shanghai Shi-yuan Roof Greening Co.,Ltd., Shanghai 200245,China)

　　摘要:研究表明：有屋頂綠化的比沒(méi)有屋頂綠化的房間用電量減少0.1066kWh·d m或0.0333kWh·dm；白天減少 20.9%，夜間減少 15.3%，全天減少 18.4%。室外溫度越高，屋頂綠化的節(jié)電效果越大，兩者呈顯著直線關(guān)系。按上海市區(qū)高溫時(shí)段100d，上海市現(xiàn)有屋頂綠化面積40×10m估計(jì)，節(jié)約用電量426.4×10kWh，相當(dāng)于一座日發(fā)電16×10kWh的小型發(fā)電廠26.7天發(fā)電量；假設(shè)上海市平屋頂面積2億m的1%（200×10m）推廣屋頂綠化，可以節(jié)約用電量2132×10kWh，相當(dāng)于上海市每年購(gòu)進(jìn)外來(lái)電量的2.92倍。

　　Abstract: An experiment of light roof greening was carried out in drder to study the effect on saving electricpower consumption during summer.The results showed that compared with bare roof, greening roof couldeffectively reduce indoor electric power consumption by 0.1066kWh·d-1m -2 or 0.0333kWh·d-1m-3 , 20.9% in thedaytime, 15.3% at night，and 18.4% all day.The higher the outdoor air temperture ,the greater the electric powersaved by roof greening.

　　關(guān)鍵詞:屋頂綠化 節(jié)約電量

　　Key words: Roofgreening ; Saving electri power consumption

　　屋頂綠化具有景觀效果和生態(tài)效應(yīng)[1~5]，可以節(jié)約能源，降低城市用電壓力[6~7]。前人的研究很少涉及輕型屋頂綠化，也未從屋頂綠化對(duì)降低屋面溫度進(jìn)而影響室內(nèi)溫度進(jìn)行分析。上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所進(jìn)行的試驗(yàn)反映出：夏季高溫時(shí)段，輕型屋頂綠化屋面可以比裸屋面的溫度降低 20℃以上，從而可以降低室內(nèi)溫度 2℃左右（趙定國(guó) 2006）[8]。但是上述研究也未能對(duì)溫度降低后的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行定量分析。為考察屋頂綠化的節(jié)電效果，特進(jìn)行本次試驗(yàn)。

　　1 材料與方法

　　1.1 時(shí)間和地點(diǎn)

　　試驗(yàn)時(shí)間：2007 年 7 月 21 日-2007 年 8 月 1 日

　　試驗(yàn)地點(diǎn)：上海世源屋頂綠化有限公司（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院屋頂綠化實(shí)驗(yàn)基地）

　　1.2 材料

　　松下掛壁式空調(diào)機(jī) 2 臺(tái)，功率 1500W；指針式溫度計(jì) 2 架；電表 2 個(gè)；面積相等的輕型平屋頂房間 2 間，其中 1 間為裸屋面（沒(méi)有綠化），1 間為綠化屋面（采用植草盤，盤內(nèi)有生長(zhǎng)基質(zhì)和景天科植物）；保護(hù)區(qū)房間 2 間。

　　1.3 屋頂布置

　　屋頂結(jié)構(gòu) 自上而下為①混凝土 5cm；②水泥 5 孔樓板；③石灰保護(hù)層 3mm。房間結(jié)構(gòu) 房間內(nèi)凈長(zhǎng) 6.9m、寬 3.4m、高 3.2m；房間墻為磚墻，隔墻為 28cm，前后墻為 16cm；沒(méi)有窗，南墻有一扇門。門為塑鋼門，寬 1.2m、高 2.5m。試驗(yàn)房間內(nèi)物件 每間房空間內(nèi)堆放長(zhǎng) 3.5m、寬 2.9m、高 1.5m 的圓木料?？照{(diào)機(jī)位置 各掛在試驗(yàn)房?jī)?nèi)北墻，高 2.5m 處。

　　屋面布置方案如圖 1。

　　1.4 試驗(yàn)步驟

　　1.4.1.預(yù)備試驗(yàn) 空調(diào)機(jī)統(tǒng)一設(shè)定 26℃后運(yùn)行 1d，開始正式試驗(yàn)。

　　1.4.2.溫度記錄

　　室內(nèi)溫度記錄 正式試驗(yàn)開始，早上 6：00 和下午 18：00 各一次。

　　室外溫度記錄 早上 6：00、中午 13：00 和下午 18：00 各一次。

　　1.4.3.電表讀數(shù)記錄 與室內(nèi)溫度記錄相同

　　1.5 數(shù)據(jù)整理

　　白天用電量 當(dāng)天下午 18：00 電表讀數(shù)減去早上 6：00 電表讀數(shù)。

　　夜間用電量 后一天早上 6：00 電表讀數(shù)減去當(dāng)天下午 18：00 電表讀數(shù)。

　　2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　2.1．試驗(yàn)場(chǎng)所室外溫度情況

　　試驗(yàn)場(chǎng)所室外溫度每日 13：00 的溫度最高，6：00 的溫度最低， 18：00 的溫度處于 13：00 和 6：00 的中間。如果設(shè) 13：00 的溫度為 x，18：00 的溫度為 y，那么兩者的關(guān)系為：y= 15.2991+0.50669x (n =12,r =0.8368*)

　　每日 13：00 的溫度逐漸升高，6：00 的溫度比較平衡，2007 年 7 月 24 日后 18：00 的溫度相對(duì)平衡（圖 2）。

　　2.2．試驗(yàn)的耗電量比較

　　白天用電量：白天試驗(yàn)房間內(nèi)有綠化用電量 5.93kWh·d-1，比無(wú)綠化用電量 7.50 kWh·d-1減少 1.57kWh·d-1，減少 20.9%。 夜間用電量：夜間試驗(yàn)房間內(nèi)有綠化用電量 5.09kWh·d-1，比無(wú)綠化用電量 6.01kWh·d-1 減少 0.92kWh·d-1，減少 15.3%。

　　全天用電量用：全天用電量，有綠化房間 11.02kWh·d-1，比無(wú)綠化房間 13.51kWh·d-1減少 2.49kWh·d-1，減少幅度為 18.4%（表 1）。

　　表 1，試驗(yàn)房間用電量　　kWh·d-1

　　2.3．節(jié)電量與室外溫度的關(guān)系

　　如果設(shè) 18：00 的溫度為 x，全天房間內(nèi)電量有綠化比無(wú)綠化減少%為 y，那么兩者的關(guān)系為：y = -34.3945+1.5372x (n =12,r =0.7270*)，室外溫度越高，屋頂綠化的節(jié)電效果越大。

　　2.4．屋頂綠化節(jié)電的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

　　2.4.1.屋頂綠化節(jié)電的單位效應(yīng)

　　按試驗(yàn)房間75.072m，屋頂面積23.46m計(jì)，在試驗(yàn)期間，屋頂綠化每日節(jié)電2.49Wh·d-1，因此單位屋頂綠化面積可節(jié)電 0.1066Wh·d-1m-2，房間內(nèi)可以減少 0.0333Wh·d-1m-3。按上海市城區(qū) 30℃以上溫度的天氣約有 100d 計(jì)算，單位屋頂綠化面積用電量可節(jié)電 10.66kWh·m-2（表 2）。

　　表 2 屋頂綠化對(duì)用電量的影響

　　2.4.2.大面積屋頂綠化節(jié)電的估算

　　2.3.2.1.上海市現(xiàn)有屋頂綠化面積節(jié)電的效應(yīng)分析

　　上海市現(xiàn)有屋頂綠化面積40×10m，按表2數(shù)據(jù)100d·m的推算，已經(jīng)節(jié)約用電量426.4×104kWh，相當(dāng)于一座小型發(fā)電廠（日發(fā)電 16×104kWh）26.7 d 的發(fā)電量。

　　2.3.2.2.上海市推廣屋頂綠化節(jié)電的前景分析

　　上海市政府新聞發(fā)布會(huì)宣布電力迎峰度夏工作，從 6 月 15 日開始，到 9 月 23 日結(jié)束，歷時(shí) 100d，電力公司將購(gòu)進(jìn)外來(lái)電力 729×104kWh，以彌補(bǔ)高溫時(shí)段的電力缺口。上海市現(xiàn)有平屋頂面積約 2×108m2，如果其中的 1%（200×104m2）推廣屋頂綠化，若按照上海 30℃以上溫度的天氣 100d 計(jì)，可以節(jié)約用電量 2132×104kWh（相當(dāng)于 0.86×104t標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)電量），是購(gòu)進(jìn)外來(lái)電力(729×104kWh)的 2.92 倍。

　　3 結(jié)論

　　3.1.有屋頂綠化的房間比沒(méi)有屋頂綠化的房間用電量，白天減少 20.9%，夜間減少15.3%，全天減少 18.4%。

　　3.2.有屋頂綠化的房間比沒(méi)有屋頂綠化的房間用電量，按 屋頂面積計(jì)算可減少0.1066kWh·d-1m-2，按房間內(nèi)空間計(jì)算可減少 0.0333kWh·d-1m-3。若按上海市城區(qū)高溫時(shí)段 100d計(jì)，單位屋頂綠化面積的用電量可以減少 10.66kWh·m-2。

　　3.3.室外溫度越高，屋頂綠化的節(jié)電效果越大。如果設(shè) 18:00 的溫度為 x，全天房間內(nèi)電量有綠化比無(wú)綠化減少%為 y，那么兩者的關(guān)系為：y= -34.3945+1.5372x (n =12, r=0.7270*)，呈顯著直線關(guān)系。

　　3.4.上海市現(xiàn)有屋頂綠化面積40×10m，高溫時(shí)段100d，可以節(jié)約用電量426.4×104kWh，相當(dāng)于一座小型發(fā)電廠（日發(fā)電 16×104kWh）26.7 d 的發(fā)電量。

　　3.5.如果按上海市現(xiàn)有屋頂面積 2×108m2 的 1%（200×104m2）推廣屋頂綠化，上海市城區(qū)高溫時(shí)段 100d，可以節(jié)約用電量 2132×104kWh（合 0.86×104t 標(biāo)準(zhǔn)煤），是購(gòu)進(jìn)外來(lái)電力(729×104kWh)的 2.92 倍，可以在很大程度上緩解上海城市夏季用電的矛盾。