主动式绿植墙对室内热环境和CO2浓度影响的实验研究

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随着城市化进程的加快,高密度建筑已成为城市发展的主旋律,城市化所衍生的环境问题给城市居民的生产生活带来众多负面影响,尤其是城市绿化资源的稀缺。建筑室内热环境以及空气质量是影响室内居住者健康和工作效率的两个关键因素,在现代社会,随着人类在室内环境下生活和工作时间的延长,室内热舒适以及室内空气质量降低会给居住者带来一系列负面影响。与此同时,将植物引入室内空间来装饰美化室内环境的做法由来已久,被引入室内的植物不仅可以提升室内环境热舒适并通过其净化修复室内空气的潜力来提升室内环境的品质,还可以通过心理影响对人类的身心健康产生积极影响。此外,将绿植墙技术引入室内空间,在克服传统室内水平绿化空间利用率低等问题的同时,还能够通过开发主动式绿植墙系统来提高植物生物过滤等方面的效率并提升室内环境品质。由此,本文的主要研究内容及结果总结如下:(1)首先,通过在线问卷调研大众居家室内环境中绿植的栽培现状及其对于绿植墙结合空调系统的接受度情况。经调研发现,受调研人群的居家环境中广泛种植植物且室内植物可以间接无意识地缓解受调研人员在COVID-19期间所产生的焦虑等负面情绪,同时,受调研人员表现出对室内绿植墙较高的接受度。(2)其次,通过模型实验,探究5种室内常见植物在3种光照条件下对于室内CO2浓度的影响规律。实验结果表明,光照条件是植物成活和光合作用的重要条件之一,适当照度控制有益于室内植物的光合作用。给予植物足够的光照时长能够使得室内CO2浓度维持在一个较低的水平,而与之相反的是当光照强度或光照时间不足时,室内会维持较高的CO2浓度,从而对人的健康产生负面影响。此外,综合对比所选取的5种植物在3种光照条件下对于室内CO2浓度的影响情况,其中最适宜在室内种植的是绿萝。(3)再其次,创新性地提出将传统空调复合绿植墙来改善室内热环境的方法,并建立了对比实验平台,对照组房间仅安装空调,实验组房间安装复合空调的绿植墙,以期通过热环境测试、志愿者皮肤温度监测及问卷调研来对复合空调的绿植墙进行有效的综合评价。(4)最后,通过对比实验和问卷调查来探究夏季与冬季两种工况下绿植墙结合空调对于室内热环境与热舒适的具体影响规律。通过对比分析发现,绿植墙结合空调可将室内空气温度、相对湿度、风速以及CO2浓度这些环境参数调节至舒适的范围,并且这些环境参数的均匀性随时间不断提高,从而使室内热舒适水平持续攀升。同时,通过对比志愿者的主观感受和生理反应的差异,可以观察到志愿者对于有绿植墙结合空调的室内环境热舒适的主观评价显著高于无绿植墙的室内环境,且随着在室内生活和工作时间的延长,绿植墙对于提升室内环境品质的贡献效率越发显著。此外,志愿者对于绿植墙结合空调表现出很高的接受度。本文的研究为主动式绿植墙能够提高室内环境质量与热舒适度提供理论依据,为室内绿化设计由水平绿化向垂直绿化转变提供理论与技术支撑,并有效地推动大众对室内绿植墙的技术发展与应用潜力的研究。
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