我國主要屋頂綠化工程及太陽能集熱器施工規(guī)范比較研究

上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所 ■ 常烜宇 李勇 代彥軍 王如竹

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速、人民生活水平提高，中國建筑能耗呈現(xiàn)剛性增長趨勢。而在工業(yè)化的推動(dòng)下，工業(yè)行業(yè)能效水平提升較快，工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能潛力下降，因此，建筑領(lǐng)域?qū)⒊袚?dān)越來越多節(jié)能減排的任務(wù)[1]。通過在屋頂安裝太陽能集熱器和綠化工程不僅能給建筑提供生活熱水，同時(shí)也能降低建筑空間內(nèi)對空調(diào)的能源需求、降低雨水徑流、減緩城市熱島效應(yīng)等。因此，屋頂太陽能集熱器和綠化工程安裝在促進(jìn)建筑節(jié)能減排和改善城市生態(tài)環(huán)境方面具有明顯的優(yōu)勢。

太陽能集熱器主要給建筑提供生活熱水，其在建筑屋頂?shù)陌惭b已較為成熟，但是在與屋頂綠化結(jié)合方面，需要更多注意安裝位置、防水層設(shè)置、防凍養(yǎng)護(hù)等問題，并盡量避免與綠化之間相互遮擋從而影響各自功能。

屋頂綠化主要側(cè)重于改善生態(tài)環(huán)境和建筑節(jié)能。屋頂綠化在安裝過程中要考慮到建筑的原有結(jié)構(gòu)，并且在承載、防水等方面應(yīng)與太陽能集熱器的安裝相契合。因此，城市建筑的屋面綠化需要有針對性的專項(xiàng)設(shè)計(jì)及施工，以達(dá)到預(yù)期的效果。

可見，建筑屋頂同時(shí)安裝太陽能集熱器和屋頂綠化有較大需求。然而，迄今為止，關(guān)于這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合研究和關(guān)注較少。我國的不少城鎮(zhèn)已有大量屋頂太陽能集熱器安裝及屋頂綠化建設(shè)要求，其中包括：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安裝規(guī)范、驗(yàn)收及養(yǎng)護(hù)方面的相關(guān)規(guī)范，但缺少兩者相結(jié)合的規(guī)范和具體要求。為探討在建筑屋頂綠化及太陽能集熱器結(jié)合安裝的具體實(shí)施要求，本文針對現(xiàn)有的屋頂綠化及太陽能安裝規(guī)范進(jìn)行對比分析研究，重點(diǎn)分析在安裝施工、檢查驗(yàn)收及維護(hù)方面兩者的相同及不同之處，總結(jié)建筑屋頂安裝中的建筑防水層、承載負(fù)荷、工程檢查驗(yàn)收的注意事項(xiàng)及屋頂植物的養(yǎng)護(hù)、太陽能集熱器的安裝維修方面等基本要求。為屋頂綠化結(jié)合太陽能集熱器的安裝施工、工程驗(yàn)收及維護(hù)提出建議和改進(jìn)的依據(jù)。

1 研究的規(guī)范內(nèi)容

本文主要參考研究的規(guī)范從層次上包括國家及主要城市的地方規(guī)范，重點(diǎn)研究了規(guī)范中的安裝施工、工程驗(yàn)收及維護(hù)部分，如表1所示。

表1 本文所研究的規(guī)范

其中，《城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》[2]適用于公共綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地，以及其他綠地綠化工程及其附屬設(shè)施的施工及驗(yàn)收；《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》[3]規(guī)定了太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝要求及工程驗(yàn)收的技術(shù)規(guī)范；《屋面工程技術(shù)規(guī)范》[4]能加強(qiáng)建筑工程的質(zhì)量管理，統(tǒng)一屋面工程質(zhì)量的驗(yàn)收，保證工程質(zhì)量。

2 施工安裝

2.1 太陽能集熱器安裝規(guī)范

根據(jù)《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》[5]和《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》[3]的要求，在太陽能設(shè)備施工方面應(yīng)注意幾方面內(nèi)容，具體見表2。

由表2可看出，太陽能集熱器安裝時(shí)必須做好屋面防水工作，各零件部分載荷必須符合設(shè)計(jì)要求。

表2 太陽能集熱器安裝注意事項(xiàng)

2.2 綠化安裝規(guī)范

對于已建建筑的綠化屋面改造，應(yīng)按簡單式屋頂綠化施工流程進(jìn)行，其流程示意圖如圖1所示。

施工時(shí)，不能損壞屋面已有的設(shè)施，屋面增設(shè)綠化設(shè)備時(shí)不能打開和破壞原有的防水層。由圖1可看出，綠化的施工流程和太陽能集熱器的安裝類似點(diǎn)在于首先要確保防水層的處理安全可靠。

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圖1 簡單式屋頂綠化施工流程示意圖

2.3 太陽能集熱器與綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，太陽能集熱器與綠化結(jié)合安裝主要有兩種結(jié)合方式，即平行布置和立體布置，如圖2所示，在完成屋頂構(gòu)造層的建設(shè)后，進(jìn)行太陽能集熱器支架的安裝。根據(jù)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》，太陽能集熱器與屋頂綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)總結(jié)見表3。

圖2 太陽能集熱器與屋頂綠化不同的結(jié)合方式

表3 太陽能集熱器與屋頂綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)

總之，通過以上分析表明，在屋頂綠化和太陽能集熱器的安裝過程中，屋頂負(fù)載、給水排水及防水工作十分重要，這兩方面影響到整個(gè)工程的施工進(jìn)度和成果。應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行細(xì)致的施工，以免造成不必要的麻煩和損失。建議先進(jìn)行找平層的鋪設(shè)，避免原結(jié)構(gòu)面因存在高低不平或坡度而影響防水層的制作。屋頂構(gòu)造層如圖3所示。

圖3 屋頂構(gòu)造層

3 工程驗(yàn)收

3.1 太陽能集熱器驗(yàn)收規(guī)范

根據(jù)《太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》，太陽能工程的檢驗(yàn)工作分為太陽能試運(yùn)行、驗(yàn)收兩個(gè)階段。各階段的具體任務(wù)見表4。

表4 太陽能熱水系統(tǒng)驗(yàn)收注意事項(xiàng)

太陽能熱水系統(tǒng)的驗(yàn)收包括集熱器、貯水箱、支架等。安全性能系統(tǒng)應(yīng)有可靠的使用安全性能，其中內(nèi)置加熱系統(tǒng)必須帶有保證使用安全的裝置。可靠性能系統(tǒng)應(yīng)有抗擊各種自然條件的可靠性能，其中包括應(yīng)有可靠的防凍、防過熱、防雷、抗雹、抗風(fēng)、抗震等技術(shù)措施。

在太陽能熱水系統(tǒng)驗(yàn)收前，應(yīng)在安裝施工中完成屋面防水層和屋頂載荷的合格驗(yàn)收，同時(shí)也要注意下列隱蔽工程的現(xiàn)場驗(yàn)收：1)預(yù)埋件或后置錨栓連接件；2)基座、支架、集熱器四周與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)；3)基座、支架、集熱器四周與主體結(jié)構(gòu)之間的封堵；4)系統(tǒng)的防雷、接地連接節(jié)點(diǎn)。

3.2 綠化工程驗(yàn)收規(guī)范

由屋頂綠化的設(shè)計(jì)階段研究可知，屋頂綠化種類分為嵌入式屋頂綠化和模塊式屋頂綠化兩類。對于選擇嵌入式屋頂綠化的，則根據(jù)《城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，達(dá)到表5所示要求。

表5 綠化工程驗(yàn)收注意事項(xiàng)

竣工驗(yàn)收時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：新種植的喬木、灌木、攀緣植物，在一年生長周期滿后方可驗(yàn)收；花壇種植的一、二年生花卉及觀葉植物，應(yīng)在種植15日后進(jìn)行驗(yàn)收；春季種植的宿根花卉、球根花卉應(yīng)在當(dāng)年發(fā)芽出土后進(jìn)行驗(yàn)收，秋季種植的應(yīng)在第二年春季發(fā)芽出土后驗(yàn)收。

綠化工程質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)滿足無雜草、無枯黃，各種花卉生長茂盛，種植成活率達(dá)到85%；種植的植物材料的整形修剪應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；綠地附屬設(shè)施工程的質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GBJ 300-88《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。

對于選擇模塊式屋頂綠化的，在進(jìn)行安裝前就必須按照規(guī)范進(jìn)行種植，在驗(yàn)收時(shí)也應(yīng)達(dá)到上面提到的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于在規(guī)定中對綠化的驗(yàn)收要求較高，建議在實(shí)際驗(yàn)收時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r、氣候狀況等不可控因素綜合考慮決定。

3.3 太陽能集熱器與綠化結(jié)合驗(yàn)收注意事項(xiàng)

對于太陽能集熱器與屋頂綠化相結(jié)合的工程驗(yàn)收，應(yīng)分別滿足各自的規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn)，并注意驗(yàn)收的時(shí)間要求和順序。需要強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行太陽能集熱器和綠化驗(yàn)收前必須先做好屋頂載荷和屋頂防水工程的驗(yàn)收工作。

4 運(yùn)行維護(hù)

在屋頂安裝了太陽能集熱器和綠化工程并進(jìn)行工程驗(yàn)收后，運(yùn)行的同時(shí)應(yīng)注意對整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作。

4.1 太陽能集熱器養(yǎng)護(hù)規(guī)范

在太陽能設(shè)備養(yǎng)護(hù)方面，根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，應(yīng)注意表6中所列要求。

由表6可看出，太陽能集熱器的養(yǎng)護(hù)工作主要是進(jìn)行污垢的處理及防曬、防凍等，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

表6 太陽能集熱器養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

4.2 屋頂綠化工程養(yǎng)護(hù)規(guī)范

對于屋頂?shù)木G色植物，只有注意養(yǎng)護(hù)，才能保證其良好的生長，繼而發(fā)揮其理想功效。各地屋頂綠化植物不同，同時(shí)綠化植物的養(yǎng)護(hù)工作也有所不同。根據(jù)《上海市屋頂綠化技術(shù)規(guī)范(試行)》[6]和《北京市屋頂綠化規(guī)范》[7]對綠化植物的養(yǎng)護(hù)提出建議，見表7。

表7 綠化植物的養(yǎng)護(hù)建議

本文選取了上海市和北京市的規(guī)范進(jìn)行對比分析，兩個(gè)規(guī)范在屋頂綠化養(yǎng)護(hù)方面均從灌溉、修剪、有害生物控制、防寒、施肥、設(shè)施維護(hù)和養(yǎng)護(hù)人員養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)應(yīng)采取必要的安全措施等方面進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。但由于兩地氣候、空氣環(huán)境、綠化植物類型選擇等差異，養(yǎng)護(hù)方式也有所差別，在展開具體工作時(shí)值得注意。

4.3 太陽能集熱器與綠化結(jié)合運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)

通過對比可看出，對于屋頂綠化和太陽能設(shè)備的維護(hù)，防凍和排水工作是重點(diǎn)。若為平面布置的結(jié)合類型，屋頂綠化和太陽能的擺設(shè)相對較為獨(dú)立，維護(hù)時(shí)幾乎不會(huì)造成相互之間的影響；若為立體布置的結(jié)合類型，在進(jìn)行綠化的灌溉和修剪等維護(hù)時(shí)，可能對太陽能集熱器造成遮陽等影響。綠化植物的維護(hù)除應(yīng)根據(jù)園林綠地養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)外，必須嚴(yán)格控制植物高度、疏密度，尤其是立體布置時(shí)應(yīng)注意綠色植物的及時(shí)修剪來保證屋頂綠化的安全性，以免對載荷超過設(shè)計(jì)規(guī)范。值得一提的是，在植物的澆灌時(shí)，應(yīng)該注意避免污染太陽能集熱器設(shè)備，影響集熱效果。太陽能集熱系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)防止泄漏，避免熱水燙傷植物。

5 結(jié)論

本文對我國主要屋頂綠化工程及太陽能集熱器安裝工程的各項(xiàng)規(guī)范進(jìn)行了分析研究，為既有建筑及新建建筑的屋頂設(shè)置太陽能集熱器和綠化工程的安裝驗(yàn)收維護(hù)流程提出了合理化的要求和建議。

1) 通過分析屋頂綠化和太陽能集熱器各自的施工安裝規(guī)范，梳理了太陽能集熱器、儲(chǔ)水箱、支架及綠化工程的安裝程序，安裝過程中達(dá)到防水要求。防水層的制作是太陽能集熱器及綠化施工的關(guān)鍵步驟，太陽能和綠化施工均有防凍、抗風(fēng)、抗震等技術(shù)措施。但太陽能集熱器施工還包括防過熱、防雷、抗雹等技術(shù)措施，而綠化施工不包含這些措施。

2) 在屋頂綠化和太陽能集熱器結(jié)合工程的驗(yàn)收前必須進(jìn)行屋頂載荷和防水層的驗(yàn)收，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收階段，太陽能工程和綠化工程驗(yàn)收內(nèi)容差別較大，可分別驗(yàn)收。太陽能工程包括試運(yùn)行及驗(yàn)收兩個(gè)步驟，著重于系統(tǒng)的組裝和系統(tǒng)的技術(shù)性能。綠化工程驗(yàn)收包括工程中驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收，太陽能集熱器和屋頂綠化主要看綠化的成活率和效果。

3) 屋頂綠化和太陽能集熱器結(jié)合工程的維護(hù)方面，除了按各自要求進(jìn)行維護(hù)以外，也要注意同時(shí)維護(hù)時(shí)相互間的影響，保證綠色植物不遮擋集熱器，灌溉不影響集熱器運(yùn)行。確保不發(fā)生熱水泄漏損傷植物的情況。太陽能集熱器注意系統(tǒng)及各部件的養(yǎng)護(hù)，綠化工程注意對綠化植物的養(yǎng)護(hù)，兩者均要注意防曬、防凍等季節(jié)性預(yù)防措施。

[1]蔡偉光. 中國建筑能耗影響因素分析模型與實(shí)證研究[D].重慶: 重慶大學(xué), 2011.

[2] CJJ/T82-99, 城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] GB-T18713-2002, 太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB 50345-2012, 屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50364-2005, 民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 上海[2008]25, 上海市屋頂綠化技術(shù)規(guī)范(試行)滬綠[S].

[7] DB11/T 281-2005, 北京市屋頂綠化規(guī)范[S].