Ένα από τα πολυλειτουργικά οφέλη των πράσινων στεγών είναι η βελτίωση της θερμοδυναμικής του κτηρίου.
Ταυτοχρόνως, η έρευνα έχει δείξει ότι η θερμική συμπεριφορά της πράσινης στέγης και η αποτελεσματικότητά της επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον κλίμα.
Οι πράσινες στέγες μπορούν να μετριάσουν το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας, ενώ το στρώμα βλάστησης μπορεί να επηρεάσει τις θερμικές συνθήκες των εσωτερικών χώρων.
Μελέτες έχουν καταδείξει ότι οι διαφορετικές περιοχές, τα στιλ πρασίνου, τα φυτά και οι συνθέσεις υποστρωμάτων επηρεάζουν τη θερμική συμπεριφορά των πράσινων στεγών.
Για παράδειγμα, οι θερμικές ιδιότητες μιας πράσινης στέγης ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με την υγρασία, η οποία εξαρτάται από την περιοχή.
Γενικά, όμως, μια πράσινη στέγη ελέγχει τη θερμοκρασία ολόκληρου του κτηρίου και δημιουργεί πιο σταθερές συνθήκες, διατηρώντας το δροσερό το καλοκαίρι και μειώνοντας την απώλεια θερμότητας το χειμώνα.
Ωστόσο, για τη βέλτιστη θερμική άνεση και τη βιωσιμότητα, συνιστάται η εφαρμογή τόσο συστήματος με βλάστηση (πράσινη στέγη) όσο και ελάχιστης συνθετικής μόνωσης.
Η πράσινη στέγη μειώνει τις θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού μέσω της εξατμισοδιαπνοής, της φωτοσύνθεσης και της σκίασης.
Μελέτες έχουν δείξει ότι… Οι πράσινες στέγες παρουσιάζουν μειωμένη θερμοκρασία επιφάνειας κατά 18 °C το μέγιστο σε σύγκριση με τις συμβατικές. Η αύξηση της επιφάνειας της πράσινης στέγης αυξάνει τη μείωση της θερμοκρασίας. Οι πράσινες στέγες μπορούν να σταθεροποιήσουν την καθημερινή μεταβολή της θερμοκρασίας.
Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, οι πράσινες στέγες μειώνουν την απώλεια θερμότητας λόγω μεταφοράς, καθώς η ροή θερμότητας είναι μικρότερη από τη στέγη.
Σε ακραίες καιρικές συνθήκες θερμοκρασιών υπό το μηδέν, ανέμου και βροχής, τα οφέλη από τις πράσινες στέγες αυξάνονται, παρά το γεγονός ότι η βλάστηση είναι αδρανής.
Τα θερμικά οφέλη τον χειμώνα εξαρτώνται από τον τύπο της βλάστησης και τις ιδιότητες των υλικών των στρωμάτων (πάχος, φυσική δομή και θερμική αγωγιμότητα).
Το στρώμα βλάστησης είναι καλύτερο μονωτικό από το υπόστρωμα.
Μια περίπτωση όπου η αποτελεσματικότητα της πράσινης στέγης μειώνεται είναι η διείσδυση του πάγου, η οποία οδηγεί σε μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας καθώς επηρεάζεται η θερμική συμπεριφορά του χώματος.