Thermal Impacts of Vertical Greenery Systems in the Conditions of Lower Silesia

• Autorzy: Skarżyński D. , Pęczkowski G. , Pływaczyk A. , Szawernoga K.

Warianty tytułu

PL

Termika pionowych systemów roślinnych w warunkach Dolnego Śląska

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The formation of thermal relations in the systems of the plant walls was assessed on the basis of field studies conducted in 2009-2012 at an experimental facility located in Wrocław. The original experimental models were made in the form of free-standing structures - wooden houses with dimensions of 1.5 x 1.5 x 2.0 m and plant panels with an area of 1 m². The work compared the retention model with the substrate and the economic one with the subsurface irrigation mat to the reference model without vegetation. Analysis of the temperature distribution during 24 hours in the summer half-year at exposures of the retention model, economic model and reference model showed that during the night hours the temperature of the walls and surroundings was similar. During the day, the highest temperature occurred at the southern exposure on the reference model without plants, surpassing the average air temperature. On both models with plant panels, significantly lower temperatures were recorded on all facades during the day compared to the air temperature and temperatures on the reference model. Depending on the model's exposure, the average temperature reduction on the wall surface of the model with substrate during the day was 2.1-4.0°C, and the maximum 8.7-17.0°C. On the construction with the subsurface irrigation mat, obtained the result of reduction of the average temperature on the wall surface in the range of 1.4-3.1°C and the maximum during the day of 5.9-11.7°C. Comparison of the insulating efficiency of plant walls showed that in the local climatic conditions in Wrocław the best insulating properties were obtained by plant panels with a substrate. The analysis of maximum temperature reduction in models with vegetation and the control surface showed the possibility of the temperature limitation within 21-47% depending on the exposure and the type of applied system.

PL

Kształtowanie się stosunków termicznych w systemach roślinnych ścian oceniono na podstawie badań terenowych prowadzonych w latach 2009-2012, na obiekcie doświadczalnym zlokalizowanym we Wrocławiu. Autorskie modele doświadczalne wykonano w formie wolnostojących konstrukcji – domków drewnianych o wymiarach 1,5 x 1,5 x 2,0 m oraz paneli roślinnych o powierzchni 1 m². W pracy porównano model retencyjny z substratem i ekonomiczny z matą podsiąkową względem modelu referencyjnego bez roślinności. Analiza rozkładu temperatur w ciągu doby w okresie półrocza letniego na wystawach modelu retencyjnego, ekonomicznego i referencyjnego wykazała, że w godzinach nocnych temperatura ścian i otoczenia była zbliżona. W ciągu dnia najwyższa temperatura występowała na wystawie południowej na modelu referencyjnym bez roślin, przewyższając średnią temperaturę powietrza. Na obydwu modelach z panelami roślinnymi odnotowano znacznie niższe temperatury na wszystkich elewacjach w ciągu dnia w porównaniu z temperaturą powietrza oraz temperaturami na modelu referencyjnym. W zależności od wystawy modelu średnia redukcja temperatury na powierzchni ściany modelu z substratem w ciągu dnia wyniosła 2,1-4,0°C, a maksymalna 8,7-16,0°C. Na konstrukcji z matą podsiąkową uzyskano wynik redukcji średniej temperatury na powierzchni ściany w przedziale 1,4-3,1°C i maksymalnej w ciągu dnia wynoszącej 5,9-11,7°C. Porównanie sprawności izolacyjnej roślinnych ścian wykazało, że w lokalnych warunkach klimatycznych Wrocławia najlepsze właściwości izolacyjne uzyskały panele roślinne z substratem. Analiza maksymalnej redukcji temperatur w modelach z roślinnością oraz powierzchnią kontrolną wykazała możliwość ograniczenia temperatur w granicach 21-47% w zależności od wystawy i zastosowanego systemu.

Słowa kluczowe

EN

green walls; insulation efficiency; temperature reduction; efficiency of plant systems

PL

roślinne ściany; sprawność izolacyjna; redukcja temperatury; wydajność systemów roślinnych

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Tom 20, cz. 2
• Strony: 989--1006
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Skarżyński D.

• Wroclaw University of Environmental and Life Sciences

autor

Pęczkowski G.

• Wroclaw University of Environmental and Life Sciences

autor

Pływaczyk A.

• Wroclaw University of Environmental and Life Sciences

autor

Szawernoga K.

• Wroclaw University of Environmental and Life Sciences

Bibliografia

• 1. Alexandri, E., Jones, P. (2008). Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates. Building and Environment. 43(4). 480-493.
• 2. Berge, A., Johansson, P. (2012). Literature review of high performance thermal insulation. Report in Building Physics. Chalmers University of Technology.
• 3. Bass, B., Baskaran B. (2003). Evaluating rooftop and vertical gardens as an adaptation strategy for urban areas. Institute for Research and Construction. NRCC-46737. Project no. A020, CCAF Report B1046. Ottawa. Canada: National Research Council.
• 4. Cuce, E. (2017). Thermal regulation impact of green walls: An experimental and numerical investigation. Applied Energy, 194, 247-254. 8p.
• 5. Egea, G., Perez-Urrestarazu, L., Gonzalez-Perez, J., Franco-Salas, A., Fernandez- Canero, R. (2014). Lighting Systems Evaluation for Indoor Living Walls. Urban Forestry & Urban Greening 13(3), 475-483.
• 6. Fernandez-Canero, R., Perez-Urrestarazu, L., Franco-Salas, A. (2012). Assessment of the Cooling Potential of an Indoor Living Wall Using Different Substrates in a Warm Climate. Indoor and Built Environment 21(5), 642-650.
• 7. Francis, R.A., Lorimer J. (2011). Urban Reconciliation Ecology: The Potential of Living Roofs and Walls. Journal of Environmental Management, 92, 1429-1437.
• 8. Franco-Salas, A., Fernandez-Canero, R., Perez-Urrestarazu, L., Valera, D.L. (2012). Wind Tunnel Analysis of Artificial Substrates Used in Active Living Walls for Indoor Environment Conditioning in Mediterranean Buildings. Building and Environment, 51, 370-378.
• 9. Holm, D. (1989). Thermal improvement by means of leaf cover on external walls - a simulation model. Energy and Buildings, 14(1), 19-30.
• 10. Hopkins, G., Goodwin, Ch. (2011). Green roof and walls. Living architecture. USA, 1- 287.
• 11. Hunter, A.M., Williams, N.S., Rayner, J.P., Aye, L., Hes, D., Livesley, S.J. (2014). Quantifying the Thermal Performance of Green Facades: A Critical Review. Ecological Engineering, 63, 102-113.
• 12. Maslauskas, T. (2015). Green Walls. The vertical Planting system. Via University Collego Denmark, 49.
• 13. Mazzali, U., Peron, F., Romagnoni, P., Pulselli, R.M., Bastianoni, S. (2013). Experimental investigation on the energy performance of living walls in temperate climate. Building and Environment, 64, 57-66.
• 14. Martensson, L.M., Wuolo, A., Fransson, A.M., Emilsson, T. (2014). Plant Performance in Living Wall Systems in the Scandinavian Climate. Ecological Engineering, 71, 610-614.
• 15. McPherson, E.G. (1994). Preserving and restoring urban biodiversity: cooling urban heat islands with sustainable landscapes. In: Platt RH, Rowntree RA. Muick PC. The ecological city. Amherst. US. University of Massachusetts Press. 151-72.
• 16. Meier, K. (2010). Strategic Landscaping and Air-conditioning Savings: A Literature Review. Energy and Buildings, 15-16, 479-486.
• 17. Papadakis, G., Tsamis, P., Kyritsis, S. (2001). An experimental investigation of the effect of shading with plants for solar control of buildings. Energy and Buildings, 33(8), 831-836.
• 18. Pawłowski L. (2011). Role of Environmental Monitoring in Implementation of Sustainable Development. Rocznik Ochrona Środowiska, 13, 333-346.
• 19. Peck, S.W., Callaghan, C., Bass, B., Kuhn, M.E. (1999). Research report: greenbacks from green roofs: forging a new industry in Canada, Ottawa, Canada: Canadian Mortgage and Housing Corporation (CMHC).
• 20. Pęczkowski, G. (2017). Walory mikroklimatyczne zielonych ścian na podstawie badań w strefie Dolnego Śląska. Wiadomości Melior. i Łąk, 1, 10-16.
• 21. Pérez, G., Rincón, L., Vila, A., González, J.M., Cabeza, L.F. (2011). Green vertical systems for buildings as passive systems for energy savings. Applied Energy, 88(12), 4854-4859.
• 22. Perini, K., Ottele, M., Haas, E.M., Raiteri, R. (2013). Vertical Greening Systems, a Process Tree for Green Fac.ades and Living Walls, Urban Ecosystems, 16, 265-277.
• 23. Price, A., Jones, E., Jefferson, F. (2015). Vertical Greenery Systems as a Strategy in Urban Heat Island Mitigation. Water, Air & Soil Pollution, 226(8), 1-11.
• 24. Safikhani, T., Abdullah, A., Aminatuzuhariah, M., Ossen, D., Baharvand, M. (2014). Thermal Impacts of Vertical Greenery Systems. Environmental & Climate Technologies, 14, 5-11.
• 25. Santamouris, M. (2001). Energy and climate in the urban built environment, London. UK: James and James Publishers, 410.
• 26. Serra, V., Bianco, L., Candelari, E., Giordano, R., Montacchini, E., Tedesco, S., Larcher, F., Schiavi, A. (2017). A novel vertical greenery module system for building envelopes: The results and outcomes of a multidisciplinary research project. Energy & Buildings, 146, 333-352.
• 27. Strzeszewski, M. (2005). Straty ciepła od pary przewodów C.O. prowadzonych w posadzce. Air & Heat.
• 28. Susorova, I., Angulo, M., Bahrami, P., Stephens, B. (2013). A Model of Vegetated Exterior Facades for Evaluation of Wall Thermal Performance. Building and Environment, 67, 1-13.
• 29. Szczeniowski Sz. (1964). Fizyka doświadczalna cz. II. Ciepło i Fizyka Drobinowa. PWN Warszawa.
• 30. Wiśniewski, K., Teterycz, H., Żyromski, A., Siemaszko, W. (2008). Mikroprocesorowy miernik rozkładu temperatury w profilu gleby. Elektronika, 6, 270-272.
• 31. Wong, N. H., Chen, Y. (2009). Tropical Urban heat islands. Climate, building and greenery. New York

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).