綠屋頂覆土層溫度變化

為瞭解綠屋頂覆土層的土壤溫度變化，以下是一些國內外相關研究與案例資料的整 理分析的說明。

嘉義市 228 紀念館其建築物表面有 75％是採取覆土式設計，覆土厚度 30cm，表面 種植假儉草。由於是採用開挖土方就地回填的方法，完工後的基地仍保持原本的坡地地 形。這種覆土建築類似黃土高原之窯洞民居，具有冬暖夏涼之特色。紅外線影像實測結 果顯示，在夏日其覆土屋頂之低莖野草地表面的溫度低於水泥地表面溫度約 5～9℃。

很明顯的，屋頂以覆土式設計具有降低熱島效應的功效。實測結果也顯示，當夏季室外 溫度為 35~36℃時，室內溫度約可維持在 28～29℃，室內外溫度差約 5～6℃，具有極 佳之隔熱防暑功能。（資料來源：文獻 C-2）

屋頂覆土植栽對日射熱能的控制機制可區分為植物層及土壤層。例如，由鵝掌藤植 物提供的熱控制機制有三種：一為樹冠對日射熱能的反射作用、二為樹冠葉片的水分蒸 散和潛熱作用、三為樹冠對日射熱能的消耗作用。另外，由土壤層形成的熱阻機制也能 減少熱傳遞量。張簡宏裕（2002）對屋頂綠化植栽隔熱效果的實驗結果顯示，植物層所 提供之隔熱效果約佔總日射熱能的 80%，土壤層提供的熱阻機制約 20%，只有約 0.4％

的總日射熱能夠穿透土壤層到達樓板。

許瑞銘（2006）對於屋頂綠化改善屋頂熱環境的研究成果，果摘述如下。

一、 屋頂綠化可降低裸露混凝土平屋頂的表面溫度約 9.4～11.5℃。

對於裸露平屋頂表面溫度降低的方式有三種：

(一) 在裸露混凝土平屋頂表面覆蓋 15cm 培養土之後，可有效降低表面溫度，

平均約 10.3℃。

(二) 若在培養土上方種植台北草，可降低之表面溫度約 9.4℃。

(三) 在培養土上方種植桂花時，可降低的表面溫度約 11.5℃。

在植栽方法中，以種植桂花的效果最好，可使平屋頂表面溫度從最高溫 53.3℃降 至 35.2℃。

二、 裸露混凝土平屋頂表面溫度全日變化量高達 21.2℃。

若在其上方覆蓋 15cm 培養土後，表面溫度全日變化量降為 10.6℃。

種植台北草可使表面溫度全日變化量降為 10.5℃。

種植桂花更讓表面溫度全日變化量大幅的下降為 5.1℃。

很明顯的，降低裸露平屋頂表面溫度的方法是以種植中密度的桂花最佳，其次為 草坪綠化。

圖 2-3-1 顯示，在中午 13:30，比較屋頂綠化表面溫度與在土壤深度 50mm 處的溫 度曲線，二者之溫度差約 20℃。由此可知，屋頂綠化有隔熱降溫功效。在下午 18 時以 後，屋頂綠化表面溫度降低，並與當時的氣溫相近。但是，在綠屋頂覆土層深度 50mm 處的土壤溫度明顯高於氣溫，此時的屋頂覆土層提供保溫功效。

圖 2-3-1 綠屋頂表面溫度的逐時分佈（資料來源：文獻 B-18）

依據 Liu（2003）的研究結果，裸露混凝土屋頂表面溫度與屋頂綠化表面溫度的逐 時溫度變化，請看圖 2-3-2。在中午，裸露混凝土屋頂的表面溫度約 60℃，屋頂綠化的 表面溫度約 25℃，兩者溫度差約 35℃。此實驗數據顯示，在夏季屋頂綠化可大幅降低 裸露混凝土屋頂之表面溫度。由圖 2-3-3 可知，裸露混凝土屋頂在白天是熱獲得行為，

反之，在夜間是熱損失行為。二者相較之下，綠屋頂的熱獲得明顯很小，也使綠屋頂覆 土層內土壤溫度維持在一定的範圍內。

（a）混凝土屋頂 (b)綠屋頂

圖 2-3-2 在夏天量測之混凝土屋頂與綠屋頂的表面溫度逐時分佈（資料來源：文獻 B-9）

（a）混凝土屋頂 (b)綠屋頂

圖 2-3-3 在夏天量測之混凝土屋頂與綠屋頂逐時熱流模式（資料來源：文獻 B-9）

圖 2-3-4 說明，以全年長期觀測不同性質土壤在不同深度之溫度變動情形，在土壤 表面年平均溫度的變化量約 4～40℃，隨著土壤深度愈深，土壤年平均溫度有趨近於穩 定的現象。

圖 2-3-4 隨土壤深度而變化的不同性質土壤溫度曲線年變動範圍（資料來源：不詳）