绿化屋顶的产流规律及雨水滞蓄效果模拟研究

建筑物屋顶作为城市的"第五面",是城市立体化绿化的重要方面。通过屋顶绿化植被和土壤层的蓄滞作用,可在一定程度上延缓产流时间,减少城市径流,并改善局地微气候条件。开展了绿化屋顶的人工降雨径流观测实验,通过对降雨、径流的观测分析了绿化屋顶的雨水滞蓄效果。建立了描述绿化屋顶降雨产流过程的一维入渗模型HYDRUS-1D,利用实验数据进行了模型的率定和验证;并应用模型模拟分析了降雨频率、土层厚度和土壤类型等因素对绿化屋顶雨水滞蓄效果的影响。实验和模拟结果表明,绿化屋顶具有较好的雨水滞蓄效果,10cm土层厚度的绿化屋顶在不同降雨条件下的蓄滞量可达到16.1～21.6mm;随着土层厚度的增加,蓄滞效果更明显;就雨水蓄滞效果而言,壤土比砂土和粉粘土更适合于绿化屋顶。本研究成果可为城市屋顶绿化的推广应用提供参考。

热反射涂料老化盐蚀对建筑外墙节能的影响

在我国海南省的部分地区,建筑的围护结构通过增加立体绿化与反射隔热涂料均可以较为有效地提升建筑的节能性能,但高层住宅的外立面墙面由于其建筑高度过高与表面积过大等原因,使得其实施绿化难度较大,建筑围护结构的反射隔热涂料在长期盐雾侵蚀下的节能效益并不清晰。本研究通过采用实验测试和软件模拟分析相结合的方式,对建筑屋顶的绿化措施和不同类型的隔热涂料在长期状态下的节能性能衰减情况进行了科学的量化分析。本研究通过对典型案例研究表明,耐盐雾型的涂料长期使用条件下的反射率衰减为3.7%时,绿化屋顶具有较好的隔热功能,两者结合能够实现空调系统节能约为10.26%,并在长期的使用中使建筑的节能率逐渐降低至6.61%。

三聚氰胺脲醛树脂发泡体应用于绿色屋顶基质的效果

选用自制的三聚氰胺脲醛树脂发泡体(MUF发泡体)加入红壤中作为绿色屋顶营养基质层,珍珠岩、蛭石、沸石和活性炭作为吸附基质层,构建4种不同配比的绿色屋顶模拟装置,选择3种不同降雨强度,通过监测绿色屋顶径流总氮、氨氮、硝氮、总磷浓度随降雨时间的变化规律,探讨其中氮磷迁移转化关系。结果表明:MUF发泡体添加后,绿色屋顶表现为氨氮、总磷的汇,总氮、硝氮的源;不同条件下各装置径流氮磷浓度与降雨时间整体呈负相关;不同基质配比下各装置总氮、氨氮平均浓度差异显著,而硝氮和总磷平均浓度无显著性差异。MUF发泡体添加量与各装置径流氨氮浓度呈显著正相关,与总磷呈负相关;降雨强度与各装置径流氨氮平均浓度呈正相关,与硝氮呈负相关。MUF发泡体基质不仅是高效除磷基质,还可以作为绿色屋顶植物的氮源,适合应用于绿色屋顶基质,同时解决了常用的基质容重较大和吸水保水性能差所造成屋顶荷载较大、截流减污效果差等问题。

绿色屋面径流量控制效果评估方法研究

由于降雨的随机性,次降雨的绿色屋面径流量控制率存在较大差异,若干场次降雨的径流削减实测无法反映绿色屋面长期的径流削减效果。为客观评估绿色屋面径流量控制能力,基于绿色屋面装置实验,提出了根据蒸发蒸腾特征分段的绿色屋面水量平衡模型。在此基础上,根据15年的降雨资料,建立降雨特征参数概率分布模型,通过蒙特卡洛随机抽样方法进行不同降雨下绿色屋面径流量控制率计算,从而建立了绿色屋面径流量长期控制效果与能力的评估方法。通过对杭州市绿色屋面的评估表明:杭州市绿色屋面在10~3月和4~9月的径流量控制率分别为50.9%、69.2%。该评估方法能有效避免随机降雨与季节对绿色屋面性能的影响,评价结果具有全面性和科学性。

水力负荷和回流比对屋顶绿化技术处理厕所黑水的影响

运用生态处理技术搭建生物滤池-屋顶绿化系统联合处理厕所黑水。为提高屋顶绿化系统对经生物滤池处理后黑水的处理效果,分别考察了不同水力负荷和回流比对黑水中污染物去除的影响。结果表明:屋顶绿化在0.60 m^3/(m^2·d)的水力负荷条件下处理黑水的效果最好;在50%的回流比条件下去除TN、TP效果最好,在70%的回流比下去除NH4^+-N、COD的效果最好。当NH4^+-N、TN、TP及COD(Cr)的进水平均浓度分别为60.99、88.09、16.50、179.42 mg/L时,屋顶绿化系统对黑水污染物的平均去除率分别达到60.75%~85.72%、19.88%~23.05%、42.72%~75.33%和33.62%~54.04%。改变水力负荷对系统NH4^+-N、TP的去除效果影响显著,改变回流比对系统NH2^+-N、TP及COD的去除效果影响显著。

绿色建筑标准下光伏发电系统屋面敷设面积比例分析

在绿色建筑标准要求下,对太阳能光伏发电系统提供电量比例进行了分析,结果表明λ(组件安装面积与标准层面积比值)与Q_(0)(单位建筑面积用电负荷)、η_(i)(组件转换效率)及n(标准层楼层数)相关。在屋面面积有限的情况下,研究结果可为屋面光伏系统的敷设比例提供设计指导。

基于SWMM的大型地下建筑绿色屋顶低影响开发应用研究

【目的】探寻海绵城市建设中大型地下建筑绿色屋顶蓄截雨水和减缓暴雨径流的调控依据与低影响开发应用思路。【方法】基于定性分析与定量计算相结合的方法,梳理了大型地下建筑绿色屋顶径流调控系统的核心影响因子并给出开发应用研究的思路,借助暴雨洪水管理模型(SWMM)软件建模,通过点式案例量化分析了不确定因子的调控效应。【结果】绿色屋顶率对径流调控具有决定作用,应对短期、中短期和中长期暴雨强度设计的临界指标分别为40%、50%和60%。土体厚度对短期暴雨灾害设计的径流削减效应更显著,该数值的增加会在一定程度上削减径流,但1年一遇与多年一遇暴雨强度设计对应的拐点数值存在差异,分别为300 mm和400mm。土壤孔隙率对径流削减影响甚微,但在开发应用中应注意规避径流削减效应最低的土壤孔隙率(0. 30)。【结论】种植植被、覆土属性和降雨强度是影响地下建筑绿色屋顶径流调控效果的主要因素,在实际开发应用中应妥善配置可控因子的安全设计及不确定因子的率定参数,以此作为提升大型地下建筑绿色屋顶径流调控性能的有效性和低影响开发应用实践的参考依据。

绿色屋面不同基质组分对降雨径流水质和水量的影响

通过模拟降雨强度50~80 mm的降雨实验,研究了3种常用基质(商业基质、火山岩基质和田园土基质)绿色屋面的径流滞留率和径流水质的特点.结果表明:商业基质的径流滞留率最高,达到48.6%,火山岩基质和田园土基质的滞留率分别为33.6%和30.4%;随着降雨历时的延长,3种基质屋面径流中各水质参数浓度呈现出逐渐降低的趋势,但是,随着降雨强度的加大,商业基质径流中TN浓度和COD呈现出逐渐升高的趋势,而火山岩和田园土基质径流水质参数未呈现出明显变化;田园土基质屋面径流EC、TN、COD、TP和TSS的浓度均值高达3973.54、36.96、503.67、2.64和92.02 mg·L^(-1),显著高于商业基质屋面和火山岩基质屋面;商业基质屋面能够有效地中和模拟降雨的pH,且径流中EC、TP和TSS浓度与火山岩基质屋面径流无明显差异.但是,这2种基质屋面径流中TN和COD的浓度(商业基质:17.47 mg·L^(-1)和87.99 mg·L^(-1),火山岩基质:10.95 mg·L^(-1)和157.85 mg·L^(-1))均超出国家地表水环境质量V类标准;通过综合分析3种屋面基质径流滞留率和径流水质,认为商业基质是我国北方地区较为适宜的绿色屋面基质.研究结果可为绿色屋面的科学构建和城市暴雨径流管理提供科学依据,并为我国海绵城市的建设提供重要的理论依据.

生态控规指标在建筑设计阶段的落实与探讨——以北京长辛店生态城B53居住地块为例

以北京长辛店生态城B53居住地块项目为例,回顾了生态控规指标在建筑设计阶段的落实情况,对部分指标落实过程中遇到的问题进行分析,并提出相应的措施和建议。希望相关经验能够有助于今后工作的提升,为同业提供借鉴,促进生态城市规划、绿色建筑设计和实施更好地衔接,为生态城市规划的编制和管理提供参考。

绿色屋顶径流减控效果的监测分析

基于3年的连续试验监测与数据分析,揭示绿色屋顶的产流规律,定量识别实际运行过程中绿色屋顶的径流减控效果。结果表明,绿色屋顶的年径流总量控制率为77%,在174场降雨中,绿色屋顶发生产流的有33场,产流多发生在大雨及大雨以上等级降雨中;随着降雨量的增加,绿色屋顶的径流系数逐渐增加,对于暴雨和特大暴雨,绿色屋顶的径流系数分别为0. 35和0. 44;绿色屋顶的场次径流总量控制率普遍在50%以上,且随着降雨总量的增加而逐渐减少,两者呈幂函数关系;绿色屋顶同样具有较好的洪峰流量削减效果,洪峰流量削减率与场次径流总量控制率存在较高的一致性,两者的相关系数为0. 95;绿色屋顶的初损过程对降雨的滞蓄起到重要作用,典型场次的初损占比(初损量与降雨控制总量的比例)最高可达90%,且随降雨总量的增加而减少,两者呈对数函数关系。初损过程对应的年径流总量控制率约为51%,大致相当于10 mm的设计降雨量,即绿色屋顶具有10 mm的调蓄容积。