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垂直绿化立面可持续设计中的被动方法
摘要：
为了克服热带气候国家白天的高温，皮肤或外墙的类型在调节建筑物的温度和热量传递方面起着至关重要的作用。进行这项研究以评估两个建筑样品的降温百分比，一个带有“垂直绿化”，另一个没有。结果证明，具有绿色立面系统的建筑物的降温高于没有绿色立面系统的建筑物。因此，这证明垂直绿化立面确实是可持续设计可接受的被动方法。
关键词：外立面、垂直绿化、被动式方法、可持续设计
简介
绿色建筑是减少新建建筑物对自然的影响的众多方法之一。绿色架构一词不仅可以通过现场保护和保存树木来实现，还可以作为一部分来实现建筑物组成部分。。在建筑上实现自然的一种方法是使用立面上的“呼吸墙”或我们所谓的垂直绿化。
垂直绿化立面是外墙，上面种植的植物主要用于美学和生态目的。要创建垂直的绿化外墙，植物必须具有某些特征，并且墙壁或支撑结构必须被土壤和水系统占据。通常，用于垂直绿化立面的植物是气生根植物，藤本植物和攀缘植物。支撑结构用于植物能够爬升或下降的结构。
根据（Sunakorn和Yimprayoon，2011年），垂直花园或绿色立面也正在成为住宅和建筑的流行景观设计。众所周知，植物会吸收来自太阳的热和光，以进行光合作用，并且是在某些地方改善空气质量的最佳解决方案，因为它白天会吸收二氧化碳。根据这些标准，我们可以得出结论，垂直绿化系统可以减少热量和温度，还可以改善建筑物的空气质量。
最后，根据新加坡国立大学的研究，如果建筑物的温度降低1°C，则可以减少5％的电力。这有力地支持了（Sheweka和Mohamed，2012）进行研究之前的证据。垂直绿化系统可以使建筑物的温度在白天降低2度，在夜间降低0.4度。
问题陈述
大部分电力用于通过空调和人工照明提供热和视觉舒适的建筑环境。Goulding等人的早期研究。（1992）和Krarti（2000）在能源审计和商业场所调查中发现，空调和人工照明分别占总用电量的40-60％和20-30％。减少能耗的方法之一是通过实施被动设计方法。被动设计方法是在不使用任何机械能源的情况下提供建筑物的供暖和制冷系统，而生物气候设计是将气候研究应用于设计和建筑物的技术中，主要是调节热量的传递。因此，这两种方法的结合对于促进节能建筑以及确保建筑物居住者的热舒适性至关重要。
在基于生物气候方法设计建筑物时，建筑物最重要的部分是皮肤或外墙。它充当通过建筑物的任何力量的控制媒介。因此，办公楼的表皮或信封的设计在保持建筑物乘员的气候舒适度方面起着至关重要的作用。在世界各地都能看到许多使用垂直绿化系统作为立面的项目。但是，这些设计并未充分利用垂直花园本身的优点。例如，在雅加达，大多数具有垂直花园立面的建筑物都是由于其美学价值而实施的。这是由于缺乏有关垂直花园的热效应和温度降低的确切百分比的研究。
学习目的
项研究的目的是确定使用垂直绿化系统的办公楼中的温度和湿度，从而证明该方法可以在热带气候国家中最好地实施。通过观察办公室中的温度差和建筑物中的湿度百分比，可以获得立式绿化立面的有效性。这项调查是通过记录白天同一地点的两处办公室（一个有垂直绿化立面，一个没有使用垂直绿化立面系统）的温度，并观察两座建筑物在工作时间内的能耗而进行的。
研究目的
进行这项研究以评估两个建筑样品的降温百分比，一个带有“垂直绿化”，另一个没有。该研究的目的是调查白天两座办公楼中的温度和湿度是否存在差异。这项研究的目标如下。
bull; 获取两个办公室的温度和湿度差异
bull; 确定垂直绿化立面系统的有效性、
文献总结
热舒适
实现适当的环境条件的基本原则是使建筑物的居住者适应令人满意的温度条件。根据英国标准BS EN ISO 7730（2005），热舒适度是指人们对周围环境当前的热状况感到满足的状态。简而言之，就是人的大脑刺激太热或太冷的感觉。
影响工作区域热舒适性的因素
术语热舒适性很难定义，因为它取决于某些标准并且会根据人体而变化。但是，影响工作场所热舒适性的因素可以分为两大类：环境因素和个人因素（McMullan，1998）。
环境因素
bull; 气温
bull; 辐射温度
bull; 风速
bull; 湿度
个人因素
bull; 服装保温
bull; 代谢速率
环境因素是评估热舒适性时要考虑的热状况。可以使用某些设备和测量来获得该因子。但是，由于人的心理不同，个人因素很难衡量。麦克穆兰（McMullan，1998）对此主张提供了支持，据此，居住者很难说他们办公室的当前内部环境足够好。
热带气候
热带气候是赤道或热带地区的气候。属于该热带气候区的国家包括马来西亚，印度尼西亚，新加坡和菲律宾。这些国家/地区不会经历冬季，并且最有可能在全年高温（25°C及以上）。
热带气候下的建筑特征
根据Nedhal等。（2013年），热带气候被认为是设计中最困难的气候之一。全年高温和高湿导致夏季舒适度超过温度。根据ASHRAE（2013），适合夏季实现热舒适的室内温度为26°C。但是，此温度限制已不再适用于热带气候国家。为了调节高温和高湿度以获得热舒适性，可以采取许多策略。
对于热带气候，建筑设计应更多地集中于控制热量的转移和通风。简而言之，在这里，建筑物的热量得以散发出去，同时又吸收了冷空气。
热带气候国家/地区的建筑特征基于以下几个因素：
bull; 取向
bull; 开场
取向
根据Syed Fadzil等在马来西亚槟城进行的研究。（2004年），在阳光直射的建筑物中，热带气候对建筑物的定向程度最低，位于方位角为0°的海湾，而进入建筑物的阳光最多的方向是在方位角为240度的海湾。 °。为了降低建筑物的温度并节省用于维持热舒适性的能量，建筑物的方向很重要。如果建筑物的设计方向正确，则大约可减少43％的能源。
开场
热带气候建筑中的开口应尽可能大，以使交叉通风发生。
垂直花园
垂直花园有两种类型。一种垂直花园是绿色立面，另一种是活动墙。人们误以为垂直的绿化立面系统或活动墙是绿色立面。两种类型的垂直花园可能看起来相同，但是系统不同。
绿色外墙
绿色立面墙是一种垂直绿化系统，在该系统上，攀援植物生长在建筑物上（Hunter等，2014）。作为植物生长的媒介，土壤被放在墙的底部或有时放在顶部。这种方法可能需要3-5年的时间才能使植物完全生长并最终覆盖整个立面。该系统中常用的攀援植物是英国常春藤。然而，当使用这种类型的植物时存在缺点。英国常春藤的坚强根基会造成结构损坏，并在以后将其从立面上移除时变得更加困难。
客厅墙
活壁由不止一种植物组成。使用这种方法，可以将地被植物垂直种植在墙面上。它由塑料或金属的种植或植被模块化结构组成，这些结构垂直连接到结构框架。与其他系统相比，这种垂直花园通常需要更多的维护，因为它必须支持多种植物。客厅墙的系统根据设计和功能的不同而不同。
- 模块化客厅墙（绿屏）
模块化活动墙的灵感来自绿色屋顶系统，该系统使用模块作为媒介来支持植物的生长。在此系统中，工厂由正方形和矩形形状的多个面板支撑。每个面板均由生长介质组成，该介质包含不同的土壤和养分成分，具体取决于所用植物的类型。该系统的灌溉通常放置在模块的顶部，以利用重力将水分配到生长介质中。
- 植被墙垫
Mur Vegetal是一种独特的绿色外墙系统，由法国植物学家Patrick Blanc设计。在该系统中，植物由两层带口袋的合成纤维支撑。该织物壁随后连接至位于壁表面顶部的较大框架，该框架上铺有防水膜，以防止由于其高水分含量而对现有壁造成任何损坏。类似于模块化活动墙的灌溉系统，利用重力将水和养分均匀分布在整个织物上。
- 生物过滤
这种类型的绿色外墙系统充分利用了植物墙的优势。生物过滤系统的基本原理是提供热量调节，并使用风扇作为发电机机制过滤建筑物外部的污染空气。向植物提供养分和水的灌溉系统类似于种植园的水培技术，在该技术中，水从位于墙体系统顶部的养分溶液池中再循环。为了支撑植物的根部和微生物，在天沟顶部放置了两层合成织物，以灌溉营养液。合成织物中微生物的功能是将空气中的挥发性有机化合物（VOC）从其他建筑材料中排出，使其进入建筑物并影响人体健康。
在办公室中选择系统的因素考虑
在选择最佳系统以确保成功的垂直绿色外墙时，应考虑很少的因素。、
规模
较大的建筑物外墙将需要三维系统或模块化网格面板系统，因为它需要大量维护，并且需要在短时间内覆盖建筑物。在大型建筑立面中使用二维系统将需要不间断的维护，因为它没有特定的系统输送水和营养。攀爬植物完全覆盖建筑物的时间可能长达5至6年（Hunter等，2014）。
空间
在为垂直花园选择最佳系统时，应考虑建筑物的位置和大小。考虑到植物在封闭或室内空间中不会接收任何水的事实，因此，三维系统更适合位于建筑物内部的绿色立面。但是，如果立面位于建筑物外部，则两种系统都可以应用于立面。
概念考量
二维系统更适合用于低成本绿色建筑的设计立面，该系统使用100％垂直花园进行立面和遮蔽，而三维系统最好在正立面或任何立面设计中实施。
热舒适
由于不能通过其温度简单地测量热舒适度，因此还应考虑办公楼的湿度水平，以确定建筑物中确切的热舒适度。其背后的原因是因为湿度水平极大地影响了人的热舒适度。如果湿度水平高，则人出汗的趋势会更高。如果空气太干燥或太潮湿，人的热舒适度就会降低。
工人的热舒适度根据他们的办公桌位置而变化。由于位置靠近窗户的工人将从办公室外的温度中吸收最多的热量，因此决定将温度计保持在最靠近立面窗户的墙壁上。然后从早上到晚上每小时记录一次温度。当温度不太高（25°C及以上）或太低（18°C及以下）时，将获得热舒适性。两座建筑物的温差差异的比较将根据根据收集的数据计算出的温度百分比来确定。
研究方法
研究方法
为了进行研究，使用了定量测量。用于记录两座建筑物的温度和湿度的仪器分别是温度计和湿度计。这项研究中的变量是其中一个样本中存在垂直绿化立面系统。
研究设计
在一天中的同一时间在同一方向上对两座建筑物进行现场测量，以确保它们接收到的热量相同。研究地点在印度尼西亚雅加达举行。为了获得温度和湿度数据，选择了位于同一位置的两座建筑物。一家专门从事垂直花园开发的公司。印尼绿墙将是在有垂直花园的情况下获取湿度和温度数据的位置，而没有绿色外墙的建筑物将由PT旁的CIMB建筑物表示。
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时间 |
温度（°C） |
湿度％ |
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室内 |
户外 |
室内 |
户外 |
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8.00 a.m. |
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9.00 a.m. |
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10.00 a.m. |
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11.00 a.m. |
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12.00 p.m. |
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1.00 p.m. |
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2.00 p.m. |
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3.00 p.m. |
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4.00 p.m. |
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5.00.p.m. |
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分别使用湿度计和温度计每小时从8.00 am到5.00 pm每小时测量两个建筑物的室内和室外的湿度和温度。图5。显示了研究期间湿度计和温度计在两座建筑物中的放置情况。
数据分析
没有垂直绿化的建筑物室外和内部温度的差异
根据图6a，在CIMB建筑物的室内和室外记录的最低温度为9.00 am，室内温度为28.5°C，室外温度为28.7°C。随后，记录的最高温度为上午10.00。建筑物内部的最高温度为33.45°C，而建筑物外部的最高外部温度为35.3°C。可以得出结论，建筑物内部和外部的温度差相对较小。这可能是由于使用的外墙效率低下，并且无法调节进入建筑物的热量。还有其他因素可能会影响温度结果。 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
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