复合式生态蓄水种植屋面隔热性能检测标准

TestingStandardforThermalInsulationPerformancEcologicalWaterStorageandPlanti3本标准规定了复合式生态蓄水种植屋面的范围、规范性引用文件、术语和定义、热工性能指标、测量参数和方法以及附录。《建筑环境通用规范》GB55016《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015《民用建筑热工设计规范》GB50176《公共建筑节能设计标准》GB50189《工程结构通用规范》GB55001《屋面工程技术规范》GB50345《蓄水覆土种植屋面工程技术规范》（DB51/5010.94）《屋顶绿化规范》DB11/T281《建筑隔热屋面隔热性能现场检测技术规程》DB32/T4107下列术语和定义适用于本标准。3.1复合式生态蓄水种植屋面compositeecologicalwaterstorageplantingroof集种植、蓄水、通风和光伏发电于一体的绿化屋面结构。3.2植被层vegetationlayer用于种植草本植物和木本植物的构造层。3.3基质层matrixlayer满足植物生长条件的轻质材料结构层。3.4排（蓄）水层waterdrainage/retainlayer能排出种植土中多余的水分（或具有一定蓄水功能）的结构层。3.5防水层waterprooflayer防止雨水和浇灌植被时水分渗透进屋面的结构层。3.6过滤层filterlayer防止基质材料流失的结构层。3.7通风层（Ventilationlayer）设置于种植土壤层或蓄水层中的通风结构，以降低种植土壤层和蓄水层的蓄热量，提高屋面的隔热性能。43.8导热系数coefficientofthermalconductivity在稳态条件和单位温差作用下，通过单位厚度、单位面积匀质材料的热流量。3.9蓄热系数coefficientofheataccumulation当某一足够厚度的匀质材料层一侧受到谐波热作用时，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值。3.10热阻thermalresistance表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。3.11传热阻heattransferresistance表征围护结构本身加上两侧空气边界层作为一个整体的阻抗传热能力的物理量。3.12传热系数heattransfercoefficient在稳态条件下，围护结构两侧空气为单位温差时，单位时间内通过单位面积传递的热量。传热系数与传热阻互为倒数。3.13表面换热阻surfaceresistanceofheattransfer物体表面层在对流换热和辐射换热过程中的热阻，是表面换热系数的倒数。3.14表面换热系数surfacecoefficientofheattransfer围护结构表面和与之接触的空气之间通过对流和辐射换热，在单位温差作用下，单位时间内通过单位面积的热量。3.15热惰性thermalinertia受到波动热作用时，材料层抵抗温度波动的能力，用热惰性指标(D)来描述。3.16太阳辐射强度intensityofsolarradiation表示太阳辐射强弱的物理量。4.1单一匀质材料层的热阻，应按下式计算：式中：R——材料层的热阻(m2·K／W)；δ——材料层的厚度(m)；λ——材料的导热系数[W／(m·K)]，应按本规范附录A表A.1的规定取值。4.2种植屋面的热阻，应按下式计算：（4.2）式中：R——种植屋面热阻(m2·K／W)；5A——种植屋面的面积(m2)；Rgreen,i——种植屋面各种绿化植被层的附加热阻(m2·K／W)，应按本规范附录A表A.2的规定取值；Ai——种植屋面各种绿化植被层在屋面上的覆盖面积(m2)；Rsoil,j——绿化构造层各层热阻(m2·K／W)，其中：种植材料层的导热系数应按本规范附录A表A.3取值计算，蓄水层的导热系数应按本规范附录A.4取值计算；Rroof,k——屋面构造层各层热阻(m2·K／W)。4.3屋面材料的蓄热系数，应按下式计算：（4.3）式中：S——材料的蓄热系数[W／(m2·K)]，应按本规范附录A表A.1的规定取值；λ——材料的导热系数[W／(m·K)]；c——材料的比热容[kJ／(kg·K)]，应按本规范附录A表A.1的规定取值；ρ——材料的密度(kg／m3)；T——温度波动周期(h)，一般取T＝24h；π——圆周率，取π=3.14。4.4单一匀质材料层的热惰性指标应按下式计算：D=R∙S式中：D——材料层的热惰性指标，无量纲；R——材料层的热阻(m2·K／W)，应按本规范第3.4.1条的规定计算；S——材料层的蓄热系数[W／(m2·K)]，应按本规范第3.4.7条的规定计算。4.5种植屋面的热惰性指标，应按下式计算：D=ΣjDsoil,j+ΣkDroof,k（4.5）D——种植屋面热惰性指标，无量纲；Dsoil,j——绿化构造层各层热惰性指标，无量纲，其中：种植材料层的蓄热系数应按本规范附录表B.7.2-1取值计算，蓄水层的蓄热系数应按本规范附录A表A.4取值计算；Droof,k——屋面构造层各层热惰性指标，无量纲。4.6屋面的传热阻，应按下式计算：R0=Ri+Re+R式中：R0——屋面的传热阻(m2·K／W)；6Ri——内表面换热阻(m2·K／W)，应按本规范附录A表A.5-1的规定取值；Re——外表面换热阻(m2·K／W)，应按本规范附录A表A.5-2的规定取值；R——种植屋面的热阻(m2·K／W)，应根据不同构造按本规范第4.1～4.2条的规定计算。4.7屋面的传热系数，应按下式计算：（4.7）式中：K——屋面的传热系数[W／(m2·K)]；R0——屋面的传热阻(m2·K／W)，应按本规范第4.6条的规定计算。4.8室外综合温度应按下式计算：（4.8）式中：tSe——室外综合温度(℃)；te——室外空气温度(℃)；I——投射到围护结构外表面的太阳辐射照度(W／m2)；PS——外表面的太阳辐射吸收系数，无量纲，应按本规范附录A表A.6的规定取值；αe——外表面换热系数[W／(m2·K)]，应按本规范附录A表A.5-1节的规定取值。4.9冬季屋面的内表面温度应按下式计算：（4.9）式中：θi——围护结构平壁的内表面温度(℃)；ti——室内计算温度(℃)；te——室外计算温度(℃)；R0——屋面的传热阻(m2·K／W)；Ri——内表面换热阻(m2·K／W)。4.10夏季屋面的内表面温度应按本规范附录A.8的规定计算。5.1检测要求5.1.1屋面绿化等非传统隔热措施需通过测量法验证隔热效果，通常在最不利气候条件下（如连晴天）检测内表面温度及热流。5.1.2检测需在施工完成后12个月（人工浇水管理）或夏季完整周期（天然降雨管理）进行，要求环境温度5-35℃、风速≤5.4m/s，并同步测量太阳辐射、内外表面温度等参数。75.2测量参数5.2.1表面温度降低值：表面温度降低值：绿化隔热性能的量化指标，指屋面绿化区域的表面温度应比裸露屋面低20℃以上（需通过现场实测验证）。5.2.2复合式屋面各构造层的温度：植被层应测量植被处、土壤层表面和土壤层底部温度，蓄水层应测量蓄水池表面和底部温度。5.2.3室外气象参数：应测量室外干球温度、相对湿度、空气风速及太阳辐射强度。5.2.4通风机风量和风速。5.2.5屋面种植土壤层含水率及其变化值。5.3检测方法5.3.1复合式屋面各构造层的温度1.测点布置：在植被处、土壤层表面、土壤层底部、蓄水表面和蓄水底部分别布置热电偶测点。2.测量仪器：采用AT4532和JK-16UC多路温度测试仪测量各构造层的温度，两种多路温度测试仪应符合以下规定：（1）采用K型热电偶的温度传感器；（2）仪器测量范围为-100～1350℃,测量精度为±0.1℃;（3）温度数据采集时间为10分钟采集一次；（4）为避免雨天等特殊天气对数据的影响，应采集连续七天以上晴天的数据为有效数据。5.3.2室外气象参数测量仪器：采用TRM-ZS2小型自动气象站测量室外干球温度、相对湿度、空气风速及太阳辐射强度，小型自动气象站应符合以下规定：（1）可实时记录室外气象参数；（2）仪器应放置在屋面周围空旷，无遮挡物处；（3）仪器各项数据测量范围及测量精度应符合附录A表A.7规定；（4）数据采集时间为10分钟采集一次。5.3.3通风机风量和风速1.测量仪器：采用TM856风速仪测量通风机风量和风速，仪器风量的测量范围为0~999900m3/min，精度为±0.m3/min；风速测量范围为0.3～45m/s，精度为±0.1m/s。2.散热量计算5.3.4屋面种植土壤层含水率1.测点布置：在屋面种植土壤层表面布置测点。2.测量仪器：采用PC-2QS土壤水分监测仪测量土壤层含水率，仪器测量范围为0～100%，精度为±0.1%。8A.1常用屋面材料的热物理性能计算参数应按表A.1选用。表A.1常用屋面材料的热物理性能计算参数材料名称干密度ρ0（kg/m3计算参数导热系数λ[W/(m∙K)]蓄热系数S[W/C[kJ/(kg∙K)]普通混凝土钢筋混凝土25000.92碎石、卵石混凝土23000.9221000.92轻骨料混凝土膨胀矿渣珠混凝土20000.770.960.639.050.960.537.870.96A.2植被层附加热阻应按表A.2选用。表A.2植被层附加热阻适用季节植被特征Rgreen(m2夏季叶面积指数不小于4的草本、地被植物，如佛甲草等0.4一般草本、地被植物0.3灌木茂密，被其覆盖的屋面无光斑面0.5灌木较茂密，被其覆盖的屋面光斑面小于30%0.4灌木较稀疏，被其覆盖的屋面光斑面大于50%0.3乔木树冠茂密，爬藤棚架茂密0.4乔木树冠较茂密，爬藤棚架较茂密0.3冬季覆盖种植曾上所有植被层0.1A.3种植屋面热工参数应按表A.3选用。表A.3种植材料热工参数类别导热系数λ[W/(m∙K)]蓄热系数m3）S[W/(m2∙K)]夏季冬季改良土750-13000.510.617.289无机复合种植土（基质）450-6500.250.304.42A.4.1排（蓄）水层热工参数应按表A.4选用。表A.4排（蓄）水层热工参数类别湿密度ρ（kg/m3）导热系数λ[W/(m∙K)]蓄热系数S[W/(m2∙K)]热阻R[(m2∙K)/W]凹凸型排（蓄）水板--00.1500-7000.325.78-A.4.11设计规范：《屋面工程技术规范》GB50345-2019。主要内容：明确屋面绿化的设计原则和技术要求，包括植物选型、种植层结构、防水排水等。对隔热性能提出量化指标：屋面绿化区域的表面温度应比裸露屋面低20℃以上（需通过现场实测验证）。检测方法：使用红外热像仪或温度传感器测量绿化区域与裸露区域的表面温差。测试周期建议在夏季高温时段连续观测3天以上。A.5.1检测要求1.《建筑节能工程施工质量验收标准》GB50411明确要求屋面绿化等非传统隔热措施需通过测量法验证隔热效果，通常在最不利气候条件下（如连晴天）检测内表面温度及热流。2.评价标准：《节能建筑评价标准》GBT50668-2011将围护结构传热系数（K值）和隔热性能（D值）作为核心指标，要求屋面绿化需满足内表面温度波动小、夏季隔热效果显著等要求。《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019，内容要点：屋面绿化面积占比≥40%时，可获节能分项加分。需提交隔热性能计算报告，证明绿化措施使屋面传热系数降低至K≤0.5W/(m²·K)（参考值）。3.配套规范：《绿色建筑施工技术规程》中规定了绿化施工的质量验收标准。设计规范：《屋面工程技术规范》GB50345-2019。主要内容：明确屋面绿化的设计原则和技术要求，包括植物选型、种植层结构、防水排水等。对隔热性能提出量化指标：屋面绿化区域的表面温度应比裸露屋面低20℃以上（需通过现场实测验证）。4.检测方法：使用红外热像仪或温度传感器测量绿化区域与裸露区域的表面温差，测试周期建议在夏季高温时段连续观测3天以上。A.5.1.2《建筑隔热屋面隔热性能现场检测技术规程》DB32/T4107-2021规定：检测需在施工完成后12个月（人工浇水管理）或夏季完整周期（天然降雨管理）进行，要求环境温度5-35℃、风速≤5.4m/s，并同步测量太阳辐射、内外表面温度等参数。A.5典型工况屋面内表面换热系数和内表面换热阻应按表A.5-1的规定取值，外表面换热系数和外表面换热阻应按表A.5-2的规定取值。表A.5-1内表面换热系数αi和内表面换热阻Ri适用季节表面特征αiW/(m2.K)]Ri(m2.K/W)冬季和夏季墙面、地面，表面平整或有肋状突出物的顶棚，当h/s≤0.3时8.7有肋状突出物的顶棚，当h/s>0.3时7.60.13注：表中h为肋高，s为肋间净距。表A.5-2外表面换热系数αe和内表面换热阻Re适用季节表面特征αe[W/(m2.K/W)冬季屋面与空气直接接触的地面23.00.04夏季屋面0.05A.6屋面表面太阳辐射吸收系数ps值应按表A.6选用。表6屋面表面太阳辐射吸收系数ps值面层类型表面性质表面颜色太阳辐射吸收系数ρs值红褐陶瓦屋面旧红褐0.65～0.74灰瓦屋面旧浅灰0.52水泥屋面旧素灰0.74水泥瓦屋面-深灰0.69绿豆砂保护屋面-浅黑色0.65白石子屋面粗糙灰白色0.62浅色油毡屋面不光滑、新浅黑色0.72黑色油毡屋面不光滑、新深黑色0.86A.7TRM-ZS2小型自动气象站各项参数应按表A.7选用。表A.7TRM-ZS2小型自动气象站各项参数测量参数测量范围精度温度−50～50℃相对湿度0～100%±2%RH风速0.0～75.0m/s±0.3方向0～360°太阳辐射强度0~±2500W/m2<5