енергію

Жерно мінке

З цієї причини в Центрі екологічно свідомого будівництва (ZUB) у Касселі проводили вимірювання на п'яти різних зелених дахах у період з листопада 2007 р. По лютий 2009 р. З метою визначення відповідної поведінки теплової ізоляції. Проект фінансувався Німецьким фондом навколишнього середовища (Minke/Gross 2010).

Зелені дахи здатні значно зменшувати тепло, яке виробляється сонячною радіацією влітку, і втрати тепла, випромінюваної дахами взимку.

На малюнках 1 і 2 наведені результати авторських вимірювань температури в Касселі на злегка похилому зеленому даху. Цей дах був покритий густою рослинністю диких трав/дикорослих трав, утворюючи легкий субстрат товщиною 16 см. При полуденній температурі близько 30 ° C у вересні температура на даху під шаром підкладки піднялася до максимального значення 17,5 ° C. При температурі -14 ° C у січні температура під землею (підкладкою) ніколи не опускалася нижче 0 ° C. Криві демонструють особливо сильне зниження різниці температур, таким чином показуючи потенціал економії енергії в кондиціонерах будівлі.

Тести (див. Таблиці 1, 2 та 3)

Полігон був розташований приблизно в 14 метрах у центрі міста Кассель. Він складався з нагрітого та сильно ізольованого приміщення для експериментів, на якому було влаштовано шість випробувальних полів, площею 1,00 м х 1,20 м кожне, з відповідною бічною ізоляцією товщиною 25 см.

У кліматичній камері була температура 20 ° C з максимальними коливаннями 10%.

Еталонним полем була покрівля, обладнана теплоізоляцією (λ = 0,04 Вт/(мК) товщиною 20 см і із синтетичною обшивкою даху для відводу води, без підкладки або рослинного шару. У таблиці 2.8 наведено схему випробувальних полів. субстратів та рослинних видів були обрані, щоб мати можливість окремо реєструвати відповідний вплив субстрату та рослинності.

У кожному полі вимірювань було введено 12 детекторів Pt 100, а також зонд для вимірювання теплового струму. Кожні 6 хвилин реєстрували значення вимірювань відповідних датчиків.

Вимірювання результатів

Графік 3 показує температури, виміряні під основою (тобто температури, що переважають у будівельному елементі) п’яти зелених дахів протягом одного тижня влітку, порівняно з відповідними температурами, виявленими нижче гідроізоляції дахів у полі. . Вони були на 25 ° C - 45 ° C вищими, ніж у зелених дахів, хоча температура повітря, виміряна над еталонним полем, була лише на 7 ° C (максимальна) вищою через сильну сонячну радіацію. Для порівняння, вночі температура на поверхні еталонного поля була на 7ºC нижчою за температуру повітря, що свідчить про нічний ефект втрат тепла, що передаються у даного типу даху.

Порівнюючи поля V і VI, було встановлено, що субстрат товщиною 15 см на полі V з густою рослинністю сортів трав дав більший спад діапазону температур, ніж у полі VI, субстрат якого був товщиною лише 8 см, і рослинним покривом якого був, перш за все, Седум (див. графік 3), це також показує, що завдяки ефекту зеленого даху коливання зовнішніх температур зменшуються в середньому на 50%, у полі IV та на 70%, у полі V.

Зменшення коливань температури через зелені покрівлі взимку є особливо ефективним, як показують значення, виміряні на даху (див. Таблицю 3). Протягом січневого тижня максимальне значення температури зовнішнього повітря становило 18º C, а відповідний максимум еталонного поля становив 15º C. Тим часом на полях із субстратом товщиною 15 см без коливань, тоді як на полях з підкладкою товщиною 8 см були максимальні коливання лише 3º C. Часи, коли температура повітря постійно була нижче 0º C, опускаючись навіть до -18º C, через що температури в еталонному полі коливались між + 3º і –12º С, температура на полях із субстратом 15 см ніколи не була нижче замерзання. Однак на полі з субстратом товщиною 8 см земля замерзла.

Графік 5 показує щомісячні втрати (або виграш) тепла при передачі чотирьох полів з теплоізоляцією товщиною 20 см протягом 2008 року. Це показує, що еталонне поле за три літні місяці зазнає значного збільшення тепла, яке склало 960 Вт/м 2 у червні, тоді як на інших полях він досяг лише п’ятої частини цього значення. Графік 6 показує щомісячні втрати (або виграш) тепла від передачі протягом місяців з червня по серпень 2008 року.

Незважаючи на те, що протягом зимового тижня з 2 по 8 січня 2009 року температура повітря від 0 ° C до -17 ° C постійно переважала, температура нижче 15 см товстої основи покритого зеленого даху з травами вона постійно підтримувалася на рівні + 1 ° C. Цей факт можна пояснити, перш за все, ефектом прихованого накопичення тепла через вологість основи.

З таблиці 2 випливає, що, порівняно з еталонною стелею, зимові тепловтрати у випадку стелі з основою 15 см злакових трав у грудні були на 25% нижчими, досягнувши в середньому на 18,2%, протягом усього опалювального періоду.

З таблиці 3 видно, що покрівля з трав’яною рослинністю і підкладкою товщиною 15 см показала на 10% менше втрат тепла протягом опалювального періоду в порівнянні з відповідними значеннями покрівлі, обладнаної підкладкою товщиною лише 8 см і рослинністю Sedum.

Результати випробувань підтверджують, що навіть у порівнянні з теплоізоляцією товщиною 20 см, зелена покрівля має значну теплоізоляцію влітку, а також значний додатковий теплоізоляційний ефект протягом усього опалювального періоду. Крім того, було очевидним, що доцільно використовувати густу рослину дикої трави з легким субстратом товщиною 15 см, а не рослинність Sedum, менш товсту, з легким субстратом товщиною лише 8 см. Потрібно буде взяти до уваги лише те, що додаткові 7 см легкої основи перетворюються у своєму насиченому водою стані на збільшення ваги приблизно на 70 - 80 кг/м 2 .

Висновки

Тепловий ефект зелених дахів обумовлений наступними явищами:

Крім того, фотосинтез та дихання допомагають згладити коливання температури між днем ​​та ніччю:

  • При фотосинтезі на кожну продуковану молекулу C6H12O6 (глюкоза) витрачається 2,83 кДж енергії. У літні дні, коли переважає фотосинтез, виникає охолоджуючий ефект. Вночі, коли не відбувається процес фотосинтезу, тепло утворюється завдяки диханню.
  • Ефект накопичення прихованого тепла в легкій підкладці призводить до зменшення різниці температур: коли вода у верхньому шарі підкладки замерзає, перетворення грама води в грам льоду призводить до їх вивільнення приблизно приблизно 80 теплових калорій. Субстрат в процесі заморожування залишається дуже довго при температурі 0 ° C, хоча зовнішня температура значно нижча. Під час танення льоду відповідна кількість енергії близько 80 кал/г льоду знову витрачається на перетворення агрегатного стану; однак майже вся ця енергія витягується з повітря. Дивлячись на весь процес, ефект прихованого зберігання тепла призводить до теплового виграшу для даху.

У будинках старої забудови та в мансардних кабінетах теплозахист влітку, досягнутий зеленими дахами, має значне значення. У кількох випадках у будинках, розташованих у Касселі, було підтверджено, що при зовнішніх температурах 30 ° C температура під шаром землі зеленого даху ніколи не перевищувала 20 ° C (див. Також рисунок 2.6), і що Внутрішня температура ніколи не перевищувала 25º C. На фотографії показаний приклад Берлін-Кройцберг, де завдяки розширенню на даху було отримано додаткову житлову площу. Під садовим дахом був створений комфортний клімат.