前言

植物活墻作為一種新型的垂直綠化技術(shù)，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和急速發(fā)展。不同于傳統(tǒng)的攀援植物綠化，植物活墻使用多樣的植物和花卉，在美化建筑墻面的同時(shí)也改善墻面熱工性能、提高建筑能效。然而，市場(chǎng)中植物活墻技術(shù)和實(shí)施方法參差不齊、缺乏技術(shù)指導(dǎo)和設(shè)計(jì)參考的現(xiàn)狀給植物活墻的發(fā)展帶來(lái)較大阻礙。另一方面，學(xué)術(shù)領(lǐng)域還未得出關(guān)于植物活墻的熱工指標(biāo)或傳熱計(jì)算方法，現(xiàn)有的能耗分析軟件無(wú)法計(jì)算植物活墻對(duì)建筑的能耗影響，給植物活墻的生態(tài)效益評(píng)估帶來(lái)困難。植物本身是生命體，也是高效的太陽(yáng)能收集器，會(huì)隨外界環(huán)境變化調(diào)節(jié)自身能量收支水平。這是植物活墻特有的生命力的體現(xiàn)，也是其物理性質(zhì)不定、熱工性能難以估量的原因。

本書第1章首先提出，在城市化的進(jìn)程中，發(fā)展城市立體綠化對(duì)城市整體綠化水平及生態(tài)環(huán)境的重要性。而現(xiàn)有的基于綠地率的城市綠化指標(biāo)體系無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估城市綠化水平和其生態(tài)效益�；�于綠量率的指標(biāo)體系能更精確的表達(dá)城市綠化水平。垂直綠化是增加城市綠量率的有效途徑；第二章對(duì)綠化的演變進(jìn)行概述，將當(dāng)代的垂直綠化分為九種類型，其中植物活墻為重要的一種，也是未來(lái)城市綠化的發(fā)展趨勢(shì)。然后對(duì)植物活墻的發(fā)展歷史、當(dāng)代行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行概述，提出其投資成本高、維護(hù)難、缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、與節(jié)能評(píng)估體系脫節(jié)等問(wèn)題。第三章運(yùn)用類型學(xué)方法對(duì)植物活墻進(jìn)行了全面的梳理：收集并整理植物活墻發(fā)展中出現(xiàn)過(guò)的重要設(shè)計(jì)理念，提煉出植物活墻的基本原型，再由此原型衍生出三大類型的植物活墻并總結(jié)其構(gòu)造方法。第四章對(duì)植物活墻的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)述，如降溫增濕作用、調(diào)節(jié)風(fēng)速、緩解雨洪、改善空氣質(zhì)量、促進(jìn)城市生物多樣性等。

本書第五章對(duì)植物活墻的熱工性能進(jìn)行探討。建立了植物活墻的傳熱模型，對(duì)其能量活動(dòng)進(jìn)行分析，對(duì)太陽(yáng)輻射、長(zhǎng)波輻射、對(duì)流換熱以及蒸騰作用等分別進(jìn)行計(jì)算；再對(duì)植物活墻和建筑墻體的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程進(jìn)行求解，得出墻體內(nèi)部溫度的瞬時(shí)分布場(chǎng)。討論了在外界氣候環(huán)境變化的情況下，植物生命活動(dòng)、基質(zhì)水分變化帶來(lái)的動(dòng)態(tài)熱工變化，提出了植物活墻的一系列動(dòng)態(tài)熱工指標(biāo)。

第六章使用實(shí)驗(yàn)研究和模擬研究?jī)煞N方法對(duì)植物活墻的熱工性能進(jìn)行定量研究：在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量植物活墻對(duì)建筑墻體溫度的影響，評(píng)估植物活墻在夏季和冬季對(duì)建筑的熱工作用；再使用第五章建立的數(shù)值模型對(duì)植物活墻的傳熱過(guò)程進(jìn)行模擬，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的精確性。

實(shí)驗(yàn)研究表明，模塊式植物活墻在夏季對(duì)制冷和非制冷建筑物墻體均有顯著的降溫作用；在冬季對(duì)采暖建筑物墻體有顯著的保溫效果，對(duì)不采暖建筑物僅在夜晚的保溫效果較好，在白天則有一定的消極影響。植物活墻與建筑之間的空氣層是一個(gè)夏涼冬暖的微氣候區(qū)，可起到良好的夏季隔熱和冬季保溫作用。在夏季，植物活墻與建筑墻體之間的空氣層在封閉狀態(tài)下的降溫效果優(yōu)于開(kāi)敞狀態(tài)；在30～600mm范圍內(nèi)，植物活墻與建筑墻面的距離越小，植物活墻的降溫效果越好。在本實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，植物活墻在夏季可節(jié)約13%建筑制冷能耗。

本書建立的植物活墻傳熱模型可計(jì)算不同植物、不同基質(zhì)厚度、不同氣候下的模塊式植物活墻對(duì)建筑墻體傳熱量的影響。將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該數(shù)值模型可較精確的模擬植物活墻真實(shí)傳熱情況。