本文通过对屋顶花园的设计以及新能源系统的使用与架构进行分析，从理论入手，以优化改进屋顶花园灌溉系统和架构合理的太阳能能源系统为中心出发，创新屋顶花园能源的使用方法，旨在减少资源的浪费，增强屋顶花园对城市的环境改善效应。
关键词：屋顶花园；优化设计；新能源开发
1屋顶花园的概念与分类
从广义上讲，屋顶花园是指在屋顶，墙壁，桥梁，天花板，阳台和大型人造山上建造的绿色装饰和园艺设施，狭义的屋顶花园则指的是基于屋顶绿化的概念，将花园的设计方法用于创造丰富的景观之上，并提供观光、休闲和乘凉的场所。屋顶花园通常分为以下两种类型：
1.1 开敞式屋顶花园
开敞式屋顶花园一般建在单个建筑物的屋顶上。屋顶周围没有与其他建筑物的连接，将其独立为一个完整的空中花园。
开敞式屋顶花园基本上只建在高层建筑的屋顶上，具有视野良好、通风和光照充足的特点，这有利于植物的生长，并且结构设计方面十分的灵活。
1.2 半开敞式屋顶花园
半开敞式屋顶花园为最少有一个部分是封闭设计的屋顶花园。
半开敞式屋顶花园相较之下，通风与光照都受到一定限制，而其优点就是具有遮阴的功能，因此在半开敞式屋顶花园之中一般配置喜阴凉的植物。这种类型的屋顶花园有助于改善室内环境，还可以提供隔窗景观的观赏效果。
2 屋顶花园建设所存在的问题
2.1 低估气候差异带来的影响
虽然广泛建造屋顶花园具有很多优点，但是由于中国各地的气候差异很大，已经建设完成的屋顶花园许多效果不甚理想。屋顶花园是由许多植物组成的，所以气候对屋顶花园的效果影响很大。
我国北部地区温度低，寒冷的冬天中大量的绿色植被会枯萎，很容易出现整个冬天屋顶花园都毫无生气的情况，并且冬天土壤冻结和潮湿结冰等问题都会影响到屋顶花园的效果。 一般来说，灌溉设备在冬天还有可能会出现结冰的问题，并且在夏季和冬季交替更换时，屋顶结构、建筑材料因为温差的巨大变化，也会遭受很严重的损毁。
2.2 未能挑选合适的植物
关于国内屋顶花园中的植物选择，我们也必须充分考虑某些地区四个不同季节的不同特征：在北方寒冷的冬季气候中，大多数绿色植物会凋谢，这会很严重的影响不同植物的季节性变化。这些变化会对屋顶花园的浏览者与观赏者的视觉情绪产生比较大的负面影响，这就是为什么在设计屋顶花园时，要选择合适的季节性植物的原因。所以我们在设计过程中要考虑到所有的因素，做出明智选择，才能打造出一个四季有景的屋顶花园。
2.3 屋顶花园使用新能源的重要性
因为技术与材料的限制，屋顶花园的建设是一项十分耗费精力与金钱的活动，尤其是能源设备，如果继续使用传统的能源与能源系统，不仅十分容易造成能源浪费，而且还会导致建筑之中出现不可预料的环境污染，不合理的能源设备也会影响屋顶花园原本的功能与效益。所以，在屋顶花园的能源开发设计之中，要尽可能的利用天然资源，积极的使用高新技术来提高屋顶花园的生态价值，减少能源消耗并降低屋顶花园维护管理的成本。可以利用太阳能为园子里的照明和扬声设备供电，在能源系统设计之中贯穿循环利用的设计理念，可以通过雨水收集和处理来提供水资源供给，并且优化灌溉系统，通过水体的自清洁来促进屋顶花园环境净化功能的效益。
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3 灌溉技术的优化
3.1 引入自动化灌溉节水技术的必要性
在屋顶花园的建设过程中，若是植被种于屋顶表面并暴露在外部，容易在午间高温下产生高温胁迫和光合作用停罢的问题。 故建议在屋顶花园能源系统的设计中引入自动节水灌溉技术，以解决高温条件下土壤活性被破坏以及浇水效率低下等问题。
3.2 自动化灌溉节水系统相关技术
3.2.1 渗灌
所谓的渗灌，便是通过地下的管道输送水体，并通过埋在各个植物根系附近的微孔渗滤管设备，根据植物生长的需水量，使用地下微灌溉法将渗滤液通过固定的时间间隔与需求量输送到土壤之中。
该系统在灌溉水资源的过程中，将会充分的在水中溶解农药和化肥，让农药和化肥的可以直接进入作物的根部，减少了农药和化肥的挥发和污染，提高了农药和化肥的利用率。
3.2.2 喷灌
使用喷灌技术，能够有效改善屋顶绿色植被区域的微气候，降低区域内的温度，尤其是屋顶附近的温度，不过随着还把的升高，这种降温影响会迅速降低。
喷灌系统通常由水源，增压泵，水管，喷嘴，自动灌溉控制系统等组成。最好同时配备雨水回收系统，在保证水源温度适宜的同时减少水资源的浪费。增压泵可以有效增加水的雾化效果。喷嘴最好选取具有高质量的多孔喷嘴，水管的选择则取决于屋顶花园面积的大小。其中，自动灌溉控制系统是喷灌系统的核心，能够有效降低设备的耗损程度，降低维护成本。
4 太阳能的优化利用
4.1 引入太阳能技术的必要性
在社会发展的过程中，能源的使用对环境的变化产生了重大的影响。其实，在许多情况下，环境相比资源因素对人类社会的影响更加重大。
不可再生能源的生产和使用是造成环境恶化的主要原因，解决能源和环境问题的唯一方法是发展可再生能源，减少传统化石能源的使用比例，研究更有效的能源利用方法并减少能源消耗。减少社会能源的使用总量以及开发可再生的清洁能源，是解决能源和环境问题的有效途径。而太阳能就是当前清洁能源的不二之选。
中国拥有丰富的太阳能资源，全国2/3的地方年辐射量超过502万千焦/平方米，每年的日照时间超过2200小时，太阳能是当前国内最有价值、最有前途的可再生能源。
4.2 太阳能技术在屋顶花园能源系统中的应用
在我国屋顶花园的太阳能利用设备建设之中，应建立高效的太阳能全自动温湿灌溉系统。该系统可以实现由温度和湿度控制的、由阳光驱动的太阳能照明设备与灌溉系统。并且可以在太阳能电池电池板的第一层中使用纳米涂层，在不设置电线的情况之下，减少电力消耗与设备的损耗。并且这一太阳能设备可以根据植物的节水灌溉需求自动测量土壤湿度和植物表面温度，根据需要进行全自动灌溉。
参考文献
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论文作者:智媛
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷22期
论文发表时间:2020/3/10
标签：屋顶花园论文; 屋顶论文; 能源论文; 太阳能论文; 系统论文; 植物论文; 技术论文; 《建筑实践》2019年38卷22期论文;