多因子协同调控下轻型屋顶绿化的热环境效应机制与优化策略研究

本文创新性地结合ENVI-met数值模拟与响应曲面法（RSM），系统研究了叶面积指数（LAI）、植被高度（VH）、基质厚度（ST）和绿化覆盖率（GAR）等多因子组合对轻型屋顶绿化（EGRs）热效应的影响。研究发现多因子交互作用呈现显著的季节和昼夜响应规律，其中LAI与GAR的协同增效（贡献度0.15-0.16%）和LAI与ST的季节性拮抗效应（夏季3.72% vs 冬季0.9%）尤为关键，最终提出"高GAR（>95%）+适中ST（25-30cm）"的稳定配置方案，为城市热岛缓解提供科学依据。

　　

Highlight

多因子组合对小时尺度ΔTa影响的时序规律

研究统计了四季不同情景下小时级室外降温幅度（ΔTa）的变化（如图4）。各情景间ΔTa的时序波动反映了多因子组合效应：夏季白天08:00起冷却效应增强，11:00-16:00出现显著降温潜力，其中LAI与GAR的"遮荫-蒸腾"协同作用使ΔTa峰值提升0.5°C；而冬季夜间多因子交互效应减弱至可忽略水平，印证了气象背景对调控机制的约束作用。

关键发现

1. 1.

   季节模式：多因子组合影响强度与EGRs冷却效应呈反向趋势，夏季交互贡献率达12.3%而冬季仅4.7%

2. 2.

   昼夜节律：ΔTa的日间同步响应显著（午后贡献度1.2%），而屋顶表面降温（ΔTs）仅夏季显现，其他季节保持稳定

3. 3.

   核心互作：LAI×GAR通过增强湍流标量传输产生稳定正协同（p<0.01），而LAI×ST因"蒸腾-隔热"竞争产生负拮抗，夏季效应强度达冬季4倍

优化策略

提出"静态+动态"双轨调控：

• •

  静态基础：维持GAR>95%与ST=25-30cm黄金配比

• •

  动态调节：依据物候组合动态调整LAI（推荐3-5）与VH（建议30-50cm），辅以人工修剪调控冠层密度

（注：完整结论部分因篇幅限制有所精简，核心机制阐释保留完整）