[讨论]屋顶绿化创新测试(GRIT)实验室--2013ASLA研究类杰出奖

发表于2016-05-17    845人浏览    1人跟帖    总热度:74  

这是目前为止最严格也最为全面的屋顶测试研究。事实上,它也许是唯一一个对屋顶绿化的实证研究。特别值得注意的是研究基于北方气候环境。
——2013专业奖评审团

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绿色屋顶创新测试实验室(GRIT实验室)拥有最先进的研究设施,也是北美唯一一所研究屋顶绿化效果最优化的实验室。GRIT实验室包括实时数据监
测和持续的的实地观测,研究与“绿色”技术相关的指标,空前地、全面地、动态地和具有实践性的解释了水-能源-生态三者在特定地域和背景下
的关系。

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在4000平方英尺的屋顶上布置了33个凸起的矩形模块(4英尺x8英尺),中间有一块矩形的镂空,阳光和风可以从四周进入。 

问题研究

      在2009年多伦多市为屋顶绿化细则立法后,屋顶绿化方面还是出现了一些技术性问题,这些技术问题有关于绿化屋顶及与其相关的环保成效,即降水管理、蒸发冷却和生物多样性。造成这些技术问题的原因在于缺乏在安大略省南部的气候环境下对建设标准的测试。尽管现在已经有大量的研究和测试,但多年来规范屋顶绿化业的标准是在欧洲气候区环境下发展起来的,与多伦多更为极端的特点不尽相同。

      现在的多伦多市已经别无选择,只能依靠模拟模式和从其他气候区获取的指标以确定其屋顶绿化建设的成功标准。部分原因在于不能将以监控屋顶绿化的持续性以及量化环保成效为目的而进入别人私有财产的行为合法化。在无法验证环保成效的情况下,越来越多的屋顶绿化项目在没有提供使用后的定量评价的情况下就申报成功了。

      GRIT实验室致力于解决以下几个问题:如何做屋顶绿化?建设标准的制定、教学和实践有效吗?建设标准仅适用于特定的气候区域吗,还是需要过段时间才能体现出优化的作用?

关系调查

      研究机构首先对4个测试参数进行评估——1)培养介质类型 (无机/高有机),2)培养机制深度(4英寸 / 6英 寸),3)植物类别(非本地景天属植物/当地天然草和非禾本草本植物),和4)灌溉方法(无/定时/土壤传感器控制),还有4种主要环境标准——1)雨水滞留、2)蒸发冷却、3)生物多样性,和4)寿命周期成本。假设是:高有机培养介质能提供比无机培养介质更高的保水性,且土壤的有效性能促进植物持续茁壮生长,在土壤水分蒸发损失量增加的情况下,能保持相对较低的环境温度。还假设加大深度能在安大略省南部漫长而寒冷的冬季里为植物提供热质量,以确保一年生植物能在春天复苏。最后, 认为与景天属植物相比,草地和非禾本草本植物种植会产生较高的蒸散率;且随着时间的推移,相较于景天属植物的单一功能,本地草和非禾本草本植物因其功能生物多样性而具有更强的韧性。

与过去研究的对比
       屋顶绿化研究的领域通常是生物学、水文学、建筑科学,并倾向于关注与特定研究领域相关的单个成分或功能。GRIT实验室方法独特,采用多学科合作结构并同步检测植物生长、土壤学、水文学和能源之间相互影响蒸散能力和减少热岛效应的能力;调节水流并减少径流和灌溉需求;随着时间推移保持植物茁壮生长。因此,研究小组的成员包括景观设计学、工程-水文学和能源建模与生物部门的全体教师和研究生。

调查方法
      研究地点在一个面积为4000平方英尺的屋顶上。33个模块(4英尺×8英尺)用以比较上述测试参数。每个模块都安装了8个传感器:土壤水分传感器、测量径流流量的雨量计测量器、5个沿热剖面垂直轴的热传感器,和一个记录平均表面温度的有三英尺直径圆的红外辐射计。从264个传感器获得的数据用于分析与植物生长有关和与现场气象站获得的基本气候数据(太阳辐射、温度、降水、相对湿度、风速和风向)有关的问题。

研究结果
      该设施的建设和仪器仪表化是从2010年开始的,完成于2012年的冬天。植物生长数据将在其后三年内收集起来。初步结果是基于实地观察植物在过去两个生长季的生长情况得出的数据,包括植被清单、种类多样性和每个试验台上的植物高度—-反映植物的生长条件。调查结果显示,保持植物样的需要补充灌溉,当地草和阔叶杂草数量和生物量在有机培养介质中更大。无机培养介质如果缺乏灌溉会导致当地草和宽叶杂草大量减少;灌溉和培养介质对景天属植物没有任何影响。

结果的意义
      GRIT实验室建立了广泛的伙伴关系,与学术机构、行业合作伙伴和政府机构分别在教育和知识传播、创新和商业化及政策与指导方针方面取得了巨大的成效。预计研究成果将补充现有的多伦多屋顶绿化建筑标准、行业标准和GRP认证程序。增加城市多伦多的绿色屋顶建筑标准以及行业标准和GRP认证程序。

交流
      GRIT实验室的门户网站对外开放源数据,这些数据目前包括一组原始技术图纸、植物数据表、动画、视频以及一个网络链接,实时提供有关于实验设计、实验进程和实验室的活动的信息。研究结果、报告和期刊文章也将定期更新。

景观建筑实践与教育的应用
      该研究结果是针对安大略省南部地区的,但其研究方法和实验设计可以广泛应用于不同地区。景观建筑师可能更了解该如何因地制宜的根据地域和气候特定优先顺序定义屋顶绿化系统的环保成效目标,能更好地与材料供应商和下级顾问讨论这些优先顺序。

      最后,GRIT实验室的主要目标之一是为景观设计学生提供时间机会,直接在最新的材料和数码科技的环境中工作,还能接触到各领域的行业专家和学者。不同学科之间的结合能产生新的想法,与工业和政府机构的联系便于工作的实施。

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↑ Four testing parameters include: 1) growing media type (inorganic/ high organic), 2) growing media depth (4 in./ 6 in.), 3) plant mix (sedum/ 
grass and forb), and 4) irrigation regimes (none/ timed/ soil-moisture sensor activated)
4个测试参数包括:1)培养介质类型(无机/高有机),2)培养介质深度(4英寸/ 6英寸),3)植物种类(景天科/草及杂类草),和4)灌溉方法
(无/定时/土壤水分传感器控制)。

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每个模块模拟了绿化屋顶的建设,包括屋顶膜、泡沫绝缘体、矮围墙、防雨板、排水器、土工布、过滤层、培养介质和植物。

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模型中有15个栽种安大略省当地的草和宽叶杂草,以期随着时间变化能提高蒸散率和自我调节力。

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当地草和杂草的概况介绍都共享在GRIT实验室网站上。

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一个模块的特写照片(2012年夏),展示了杂草类的生物多样性,这是种植在6英尺厚的有机培养介质中,且使用传感器灌溉的模块。

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景天属植物概况介绍共享在GRIT实验室网站上。

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一个模块的特写照片(2012年夏),是种在6英尺厚的有机培养介质中定时灌溉的景天属植物。

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每个模块都安装了8个传感器:土壤水分传感器、雨量计测量器、5个热传感器,和一个红外辐射计,每5分钟记录一次水文和热学数据。

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2012年拍摄的照片,展示了不同模块中不同生长条件导致植物生长的明显差异。

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景观设计学生直接用最细的材料和数码技术工作,对绿化屋顶技术有了实际理解。

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景观学毕业生与生物学博士候选人一同工作,对植被进行月度调查与分析。

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GRIT实验室网站开放源数据共享,提供有关于研究目的和数据、学术-行业-政府合作和实验室正在进行的活动的信息。

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网站会定期更新,网站中共享了一组原始技术图、植物数据表、动画、视频以及一个网络链接,实时更新研究报告和期刊文章。

转载自谷德

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 发表于2016-05-17   |  只看该作者       筑龙币+5

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屋顶花园是一个很时髦的景观发展方向,并且是和建筑有很好的协调性

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