Основная цель исследования, проведенного Мадридским политехническим университетом (UPM) и Политехническим университетом делле Марке (UNIVPM), заключалась в демонстрации энергоэффективности зеленых крыш. Исследователи разработали численную модель, которая смогла проверить влияние изменения плотности растительности на зеленых крышах на пассивное охлаждение зданий. С погрешностью всего от 5% до 7% эту модель можно использовать для изучения экономии энергии, обеспечиваемой этими архитектурными элементами.
Несмотря на то, что зеленые крыши используются в течение долгого времени, растущий интерес к упомянутым крышам увеличился только за последние 20 лет из-за их энергетических и экологических преимуществ как для зданий, так и для городов. Фактически, в последние годы многочисленные исследования охватили эти вопросы, хотя сложность явлений, связанных с теплофизическими свойствами зеленых крыш, препятствует разработке модели анализа, которую можно легко включить в процесс проектирования здания.Хотя технология зеленой крыши считается зрелой технологией и является конкурентоспособным решением, ее использование еще не получило широкого распространения в большинстве стран из-за отсутствия стимулирующего регулирования.Многочисленные исследования энергоэффективности зеленых крыш основаны на разработке сложных математических методов, включающих понимание характеристик растительности и субстрата, которые обычно выходят за рамки технических знаний большинства архитекторов.
Кроме того, исследования, основанные на наблюдении экспериментальных данных, обычно относят к краткосрочным периодам анализа. В этих случаях результаты, хотя и представляют большой интерес для понимания анализируемого поведения крыши, трудно экстраполировать на другие контексты или решения.В большинстве исследований зеленые крыши рассматриваются как единое целое, состоящее из растений и изученных субстратов, как если бы они имели максимальную плотность растительности, без учета того, что, если это не система зеленых крыш с предварительно засаженной растительностью, растительности требуется время для роста после установки и крыша может не иметь растительности в течение определенного периода времени.Это исследование сосредоточено на трех конкретных аспектах: оценить влияние плотности растительности на энергоэффективность крыши, расположенной в прибрежном средиземноморском климате; разработать упрощенную цифровую модель, которая может оценить значения термического сопротивления, эквивалентные растениям и субстратам, и, наконец, проверить численную модель с использованием экспериментальных данных.
Результаты показывают, что при высокой плотности растительности поступающее тепло в здание через крышу на 60% ниже, чем поступающее тепло без растительности. Кроме того, исследователи обнаружили, что крыша с густой растительностью работает как пассивная система охлаждения, фактически, энергия, выделяемая из здания через крышу летом, составляет 9% поступающей энергии за тот же период.
Наконец, это исследование свидетельствует о том, что разработанная численная модель имеет подходящую степень точности, поскольку она воспроизводит тепловое поведение крыши с погрешностью от 5% до 7%. Это позволило бы нам использовать эту модель для изучения энергосбережения, обеспечиваемого растительными крышами в регионах с климатом средиземноморского побережья.