植物墻的節(jié)能效果依賴于它們對(duì)建筑內(nèi)部和外部間環(huán)境熱傳導(dǎo)影響的能力。主要影響建筑立面熱量傳遞的外部因素有(i)大氣和地表的太陽熱輻射，(i)氣溫，(ii)相對(duì)濕度，(ⅳ)風(fēng)速。植物墻上的植物和其他部件，例如種植基質(zhì)和支撐結(jié)構(gòu)，削弱了這些氣候因素對(duì)建筑外墻表面的影響，并由此減少了通過立面的熱量傳導(dǎo)，已達(dá)到減低供熱制冷能耗的目的。

理解植物墻和個(gè)體熱物理過程間的能量平衡，對(duì)于評(píng)估植物墻對(duì)建筑熱性能和節(jié)能潛力是至關(guān)重要的。下圖展示了覆蓋植物層的建筑立面表面的能量平衡和通過立面的熱量流動(dòng)(蓋茨,2003)，(坎貝爾,1998)，(瓊斯,1992)。植物覆蓋的立面的能量平衡包括多種熱量流動(dòng)，接受的太陽輻射，立面和天空地表、植物層間的紅外線輻射交換，傳向和傳出立面的對(duì)流，植物層的水分蒸發(fā)量，立面材料的蓄熱量以及通過立面的熱傳導(dǎo)。

總之，植物層作為一個(gè)附加的隔熱層，通過以下幾點(diǎn)提高了建筑立面的熱性能

遮蔽外墻使之免受太陽輻射使外墻不暴露在風(fēng)中

為外墻周邊空氣降溫

沿植物立面布置種植基質(zhì)層(土壤或無機(jī)介質(zhì))，增加外墻的隔熱值，例如生命墻。

植物遮陰

建筑外墻的植物層通過葉片攔截了全部輻射的一部分，反射了一部分，將剩下的傳導(dǎo)進(jìn)后方的外墻。由于這種遮蔽效果，植物層后方的建筑外墻立面表面的溫度和溫度梯度(內(nèi)表面和外表面的溫度差異)通常比無遮蔽的立面低(狄，199)，(伊維莫夫保羅,2009)，(保屋野,1988)，(N。H。,2010)，(佩里尼,2011)，(佩雷茲,2011)(斯特恩伯格,2011)，(蘇索洛娃，2013)，(蘇索洛娃,2014)。因此，由立面表層溫度梯度驅(qū)動(dòng)的，通過植物墻的熱傳導(dǎo)也相應(yīng)減少。這種影響可以通過一張拍攝于溫暖正午、攀爬于磚墻的常春藤藤蔓的紅外圖像說明。裸露的墻體與覆蓋植物的立面間

的溫度差約為129(20°F)。

傳導(dǎo)到外墻表面的太陽輻射量，隨著葉片密度以指數(shù)方式遞減，葉片密度通常用葉面積指數(shù)(LAI)表示(坎貝爾，1998)。葉面積指數(shù)是立面或平面單位面積上的葉面積，同時(shí)與其他植物參數(shù)有關(guān)，如葉片尺寸，植物層厚度和密度。

葉面積指數(shù)是單位表面積上葉片的總投影面積，隨植物葉片大小、密度和植物年齡的不同而變化。對(duì)于那葉片松散，沒有完全覆蓋墻面的年輕植物，到3~5年的葉片稠密的成熟植物，這個(gè)比值在小于1的范圍內(nèi)變化(于，06)，(卡梅倫,2014)。

植物陰影幫助減少通過外墻的熱傳導(dǎo)，因此降低了建筑的熱吸收和制冷負(fù)荷狄,1999)，(蘇索洛娃2013)，(蘇索洛娃2014)。制冷負(fù)荷的減少，降低

了全年空間調(diào)節(jié)的能源使用量和最高電量需求。

只有在外墻暴露在陽光下時(shí)，植物遮光對(duì)建筑立面熱性能才有顯著的影響，在夜間、陰天或是植物墻立面永久籠罩在周圍物體的陰影中時(shí)不起作用(保屋野，1988)，(伊維莫夫保羅,2009)，(N。H。王,2010)，(蘇索洛娃2014)。事實(shí)上，由于葉子濃密，通常立面的表面溫度在夜間更高，因?yàn)橹参锒嗌僮璧K了立面向夜空的熱輻射，從而影響了立面的自然降溫。暴露于陽光下最大的立面朝向，自然表面溫度和通過立面的熱傳導(dǎo)減少最多。事實(shí)上，在北半球，東側(cè)和西側(cè)墻上的植物對(duì)立面熱力性能的提升最高(伊維莫夫保羅,2009)，(佩里尼,2011)，(蘇索洛娃,2014)。植物遮陽主要作為一種減少熱能吸收和滿足降溫需求的方法，它只在熱帶氣候地區(qū)才能全年發(fā)揮作用，在溫帶和寒帶氣候地區(qū)只在夏天有效。如果在冬季使用，植物層實(shí)際上降低了暴露于陽光下的外墻的熱性能(東側(cè)、西側(cè)、南側(cè))，因?yàn)樗璧K了對(duì)墻體的太陽輻射，增加了室內(nèi)空間的熱量損失(黃,1987)。在陽光照射的立面方向上使用落葉植物可以解決這一問題。這些植物在夏季提供遮陽，寒冷的月份葉子脫落。

室內(nèi)植物墻

降低風(fēng)速

外墻的植物層減少了通過葉片的風(fēng)。在植物后面的立面表面周圍空氣流動(dòng)減慢的情況下，這層幾乎靜止的圍繞著植物葉片和枝干的空氣，充當(dāng)一層附加的保溫層。例如德瓦爾和馬丁利的研究，評(píng)估了植物防風(fēng)墻的安裝對(duì)建筑的影響，觀察結(jié)果是寒冷氣候下一排在小型建筑前的樹木，對(duì)立面上風(fēng)速的削減達(dá)29~48%(德瓦爾,1983)，(馬丁利,1977)。這些研究的結(jié)果表明，多孔的景觀元素(例如喬木、灌木、植物)對(duì)于減少空氣流速，同樣比固體阻礙物更有效，而且有助于阻斷渦流，使立面上的風(fēng)壓分布更均勻。另一項(xiàng)研究，測(cè)試了在荷蘭一座兩層的磚混建筑西北側(cè)立面上覆蓋的20厘米厚的常春藤層中心的空氣流速，結(jié)果顯示，植物覆蓋的墻體附近的空氣流速比那些無遮蔽的墻體附近的空氣流速低84%。