作者：趙定國 1 ， 薛偉成 2

　　1　上海市農業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護研究所， 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，屋頂綠化的節電效果越大，兩者呈顯著(zhù)直線(xiàn)關(guān)系。按上海市區高溫時(shí)段100d，上海市現有屋頂綠化面積40×10m估計，節約用電量426.4×10kWh，相當于一座日發(fā)電16×10kWh的小型發(fā)電廠(chǎng)26.7天發(fā)電量；假設上海市平屋頂面積2億m的1%（200×10m）推廣屋頂綠化，可以節約用電量2132×10kWh，相當于上海市每年購進(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 節約電量

　　Key words: Roofgreening ; Saving electri power consumption

　　屋頂綠化具有景觀(guān)效果和生態(tài)效應[1~5]，可以節約能源，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，也未從屋頂綠化對降低屋面溫度進(jìn)而影響室內溫度進(jìn)行分析。上海市農業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護研究所進(jìn)行的試驗反映出：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，從而可以降低室內溫度 2℃左右（趙定國 2006）[8]。但是上述研究也未能對溫度降低后的節能指標進(jìn)行定量分析。為考察屋頂綠化的節電效果，特進(jìn)行本次試驗。

　　1 材料與方法

　　1.1 時(shí)間和地點(diǎn)

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

　　試驗地點(diǎn)：上海世源屋頂綠化有限公司（上海市農業(yè)科學(xué)院屋頂綠化實(shí)驗基地）

　　1.2 材料

　　松下掛壁式空調機 2 臺，功率 1500W；指針式溫度計 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(pán)，盤(pán)內有生長(cháng)基質(zhì)和景天科植物）；保護區房間 2 間。

　　1.3 屋頂布置

　　屋頂結構 自上而下為①混凝土 5cm；②水泥 5 孔樓板；③石灰保護層 3mm。房間結構 房間內凈長(cháng) 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(mén)。門(mén)為塑鋼門(mén)，寬 1.2m、高 2.5m。試驗房間內物件 每間房空間內堆放長(cháng) 3.5m、寬 2.9m、高 1.5m 的圓木料?？照{機位置 各掛在試驗房?jì)缺眽?，?2.5m 處。

　　屋面布置方案如圖 1。

　　1.4 試驗步驟

　　1.4.1.預備試驗 空調機統一設定 26℃后運行 1d，開(kāi)始正式試驗。

　　1.4.2.溫度記錄

　　室內溫度記錄 正式試驗開(kāi)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.電表讀數記錄 與室內溫度記錄相同

　　1.5 數據整理

　　白天用電量 當天下午 18：00 電表讀數減去早上 6：00 電表讀數。

　　夜間用電量 后一天早上 6：00 電表讀數減去當天下午 18：00 電表讀數。

　　2 試驗結果與分析

　　2.1．試驗場(chǎng)所室外溫度情況

　　試驗場(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 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 的溫度相對平衡（圖 2）。

　　2.2．試驗的耗電量比較

　　白天用電量：白天試驗房間內有綠化用電量 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：夜間試驗房間內有綠化用電量 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，試驗房間用電量　　kWh·d-1

　　2.3．節電量與室外溫度的關(guān)系

　　如果設 18：00 的溫度為 x，全天房間內電量有綠化比無(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，屋頂綠化的節電效果越大。

　　2.4．屋頂綠化節電的經(jīng)濟效應

　　2.4.1.屋頂綠化節電的單位效應

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

　　表 2 屋頂綠化對用電量的影響

　　2.4.2.大面積屋頂綠化節電的估算

　　2.3.2.1.上海市現有屋頂綠化面積節電的效應分析

　　上海市現有屋頂綠化面積40×10m，按表2數據100d·m的推算，已經(jīng)節約用電量426.4×104kWh，相當于一座小型發(fā)電廠(chǎng)（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(kāi)始，到 9 月 23 日結束，歷時(shí) 100d，電力公司將購進(jìn)外來(lái)電力 729×104kWh，以彌補高溫時(shí)段的電力缺口。上海市現有平屋頂面積約 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，可以節約用電量 2132×104kWh（相當于 0.86×104t標準煤的發(fā)電量），是購進(jìn)外來(lái)電力(729×104kWh)的 2.92 倍。

　　3 結論

　　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 屋頂面積計算可減少0.1066kWh·d-1m-2，按房間內空間計算可減少 0.0333kWh·d-1m-3。若按上海市城區高溫時(shí)段 100d計，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，屋頂綠化的節電效果越大。如果設 18:00 的溫度為 x，全天房間內電量有綠化比無(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(zhù)直線(xiàn)關(guān)系。

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

　　3.5.如果按上海市現有屋頂面積 2×108m2 的 1%（200×104m2）推廣屋頂綠化，上海市城區高溫時(shí)段 100d，可以節約用電量 2132×104kWh（合 0.86×104t 標準煤），是購進(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。