淺談節能建筑屋面

涂小云

【摘要】能源的過度消耗逐漸被越來越多的人重視，節約能源已成為國家發展中不可或缺的一部分，而建筑節能則又是節能的重中之重.通過對建筑外部圍護結構中最容易被人們忽視的屋頂結構的分析、對比，從中得出不同屋面形式在節能、構造上的優勢與劣勢，對今后建筑設計屋面形式的選擇有因地制宜、取長補短之效。

【關鍵詞】建筑屋面節能；屋面形式；適用范圍；節能效果

在影響建筑節能的各因素中，建筑圍護結構的保溫無疑是最重要的因素之一。建筑圍護結構包括墻體、門窗和屋面。改善建筑圍護結構的熱工性能是保證室內熱舒適條件的關鍵問題之一，而屋面節能技術是其中的重要組成部分；屋面節能技術又與建筑屋頂的構造形式息息相關。一、構造式保溫隔熱屋面

構造式保溫隔熱屋面，也就是我們常說的板材式保溫隔熱屋面，這類建筑屋面多以在屋頂構造中增加保溫材料層，通過低傳熱系數和大熱惰的材料來阻擋外部熱量的進入和內部能量的流失。這類形式的屋面大致分為傳統保溫隔熱屋面和倒置式屋面。

1、傳統保溫隔熱屋面

傳統屋面構造做法，即正置式屋面。其構造一般為隔熱保溫層在防水層的下面。因為傳統屋面隔熱保溫層的選材一般為珍珠巖、水泥聚苯板、加氣混凝土、陶粒混凝土、聚苯乙烯板（EPS）等材料。這些材料普遍存在吸水率大的通病，如果吸水，保溫隔熱性能大大降低，無法滿足隔熱的要求，所以一定要使防水層做在其上面，防止水分的滲入，保證隔熱層的干燥，方能隔熱保溫。為了提高材料層的熱絕緣性，最好選用導熱性小、蓄熱性大的材料，同時要考慮不宜選用容量過大的材料，防止屋面荷載過大。屋面保溫隔熱材料不宜選用吸水率較大的材料，以防止屋面濕作業時，保溫隔熱層大量吸水，降低隔熱性能。設計人員可根據建筑的熱工設計計算確定其厚度。此種形式的屋面適用于寒冷地區和夏熱冬冷地區的新建和改造住宅的屋頂保溫，并能夠保證冬季屋頂內表面溫度和室外采暖環境的差值小于4℃。

2、倒置式屋面

倒置式屋面是將保溫層設計在防水層之上，大大減弱了防水層受大氣、溫差及太陽光紫外線照射的影響，使防水層不易老化，因而能長期保持其柔軟性、延伸性等性能，有效延長使用年限。倒置式屋面省去了傳統屋面中的隔氣層及保溫層上的找平層，施工簡化，更加經濟。即使出現個別地方滲漏，只要揭開幾塊保溫板，就可以進行處理，易于維修。同時倒置式屋面的構造要求保溫隔熱層應采用吸水率低的材料，如聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃、擠塑聚苯乙烯泡沫板等。且在保溫隔熱層上應用混凝土、水泥砂漿或干鋪卵石作為保護層，以免保溫隔熱材料受到破壞。在使用混凝土板或地磚等材料做保護層時，可用水泥砂漿鋪砌；采用卵石保護層，在卵石與保溫隔熱材料層間應鋪一層耐穿刺且耐久性的防腐性能好的纖維織物。此種形式的屋面適用于寒冷地區和夏熱冬冷地區的新建和改造住宅的屋頂保溫，并能夠保證冬季屋頂內表面溫度和室外采暖環境的差值小于4℃；可使防水層的使用壽命延長2～4倍。

二、建筑形式保溫隔熱屋面

通風屋頂就是一種典型的建筑形式保溫隔熱屋面，其屋蓋由實體結構變為帶有封閉或通風的空氣間層的雙層屋面結構形式，在我國夏熱冬冷地區廣泛地采用，尤其是在氣候炎熱多雨的夏季，更顯示出它的優越性。通風屋面通過空氣間層的空氣流動帶走太陽輻射熱量，大大地提高了屋蓋的隔熱能力。但在通風屋面的設計施工中應根據基層的承載能力，簡化構造形式，通風屋面和風道長度不宜大于15 m，空氣間層高度以200 mm左右為宜；架空隔熱板與山墻間應留出250 mm的距離；同時在架空隔熱層施工過程中，要做好完工防水的保護工作。帶可通風閣樓層的住宅，其原理與通風屋面相同，所不同的是閣樓的空間高大，通風效果比架空階磚的通風屋頂更好，且閣樓有良好的防雨防曬功能，能有效改善住宅頂部的熱工質量。此種形式的屋面適用于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的新建和改造住宅的屋頂保溫。

三、生態覆蓋式保溫隔熱屋面

生態覆蓋式保溫隔熱屋面是通過生態材料覆蓋于建筑屋頂，利用覆蓋物自身對周圍環境變化而產生的相應反應，來彌補建筑本身不利的能源損耗，其中以種植屋面和蓄水屋面較為典型。

1、種植屋面

利用屋頂種草栽花，甚至種灌木、堆假山、設噴泉，形成了“操場屋頂”或屋頂花園，是一種生態型的節能屋面。種植屋面的隔熱原理有3個方面：一是植被莖葉的遮陽作用，可以有效地降低屋面的室外綜合溫度，減少屋面的溫差傳熱量；二是植物的光合作用消耗太陽能用于自身的蒸騰；三是植被基層的土壤或水體的蒸發消耗太陽能。因此，種植屋面是一種十分有效的隔熱節能屋面。如果植被種類屬于灌木，則還可以有利于固化CO2，釋放氧氣，凈化空氣，能夠發揮出良好的生態功效。種植屋面相對施工要求較為復雜，結構層采用整體澆筑或預制裝配的鋼筋混凝土屋面板；防水層應選用設置涂膜防水層和配筋細石混凝土剛性防水層兩道防線的復合防水設防的做法，以確保其防水質量；在結構層上做找平層，找平層宜采用1∶3水泥砂漿，其厚度根據屋面基層種類（按照屋面工程技術規范）規定為15～30 mm，找平層應堅實平整。找平層宜留設分格縫，縫寬為20 mm，并嵌填密封材料，分隔縫最大間距為6 m；種植屋面栽培的植物宜選擇淺根植物，如各種花卉、草等，一般不宜種植根深的植物；種植屋面坡度不宜大于3%，以免種植介質流失。此種形式的屋面適用于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的住宅屋頂防熱。

2、蓄水屋面

蓄水屋面就是在屋面上儲一薄層水用來提高屋頂的隔熱能力。水在蒸發時要吸收大量的汽化熱，而這些熱量大部分從屋面所吸收的太陽輻射中攝取，所以大大減少了經屋頂傳入室內的熱量，相應地降低了屋面的內表面溫度。用水隔熱是利用水的蒸發耗熱作用，而蒸發量的大小與室外空氣的相對濕度和風速之間的關系非常密切。其中相對濕度的蒸發作用最強烈，從屋面吸收而用于蒸發的熱量最多，而這個時刻的屋頂室外綜合溫度恰恰最高，即適逢屋面傳熱最強烈的時刻。這時就是在一般的屋頂上噴水，亦會起到蒸發耗熱而削弱屋頂的傳熱作用。因此在夏季氣候干燥、白天多風的地區，用水隔熱的效果必然顯著。

蓄水屋頂也存在一些缺點，在夜里屋頂蓄水后外表面溫度始終高于無水屋面，這時很難利用屋頂散熱。且屋頂蓄水也增加了屋頂靜荷重，為防止滲水還要加強屋面的防水措施。防水層的做法是采用40 mm厚、200#細石混凝土加水泥用量0. 05%的三乙醇胺或水泥用量1%的氯化鐵，1%的亞硝酸鈉（體積濃度98%），內設Φ4@200雙向的鋼筋網，防滲漏性能最好。混凝土防水層應依次澆筑完畢，不得留施工縫，立面與平面的防水層應一次做好，防水層施工氣溫宜為5～35℃，應避免在負溫或烈日暴曬下施工，剛性防水層完工后應及時養護，蓄水后不得斷水。此種形式的屋面適用于夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的住宅屋頂防熱。