屋面建筑工程節(jié)能設(shè)計探析

任佳穎

摘 要：隨著建筑節(jié)能技術(shù)不斷的發(fā)展，將建筑外圍護(hù)的節(jié)能措施與手段逐漸地生態(tài)化、環(huán)保化的呼聲也越來越大。屋面是繼門窗之后另一個保溫隔熱性能比較薄弱的環(huán)節(jié)，約占房屋能耗的10%。屋頂?shù)墓?jié)能熱工性能好壞將直接影響到頂層人們的生活質(zhì)量，以及整個房屋熱環(huán)境的好壞。

關(guān)鍵詞：屋面；建筑；節(jié)能設(shè)計；對策

1 前言

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能已經(jīng)成為我國實施經(jīng)濟(jì)、社會、資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。本文探討了屋面建筑節(jié)能設(shè)計的對策。

2 屋面空間綠化

屋面空間綠化指利用綠色植物具有的光合作用能力，在不同的地區(qū)，針對太陽輻射的差異，選擇不同品種的植物進(jìn)行屋面種植。綠色植物的種植不僅可以避免太陽光直接照射屋面，而且由于植物本身對太陽光的吸收利用、轉(zhuǎn)化和蒸騰作用，大大降低了屋頂?shù)氖彝饩C合溫度。同時利用植物培植基質(zhì)材料的熱阻與熱惰性，可以降低內(nèi)表面溫度，從而減輕了對頂樓的熱傳導(dǎo)。有資料顯示，種植屋面的內(nèi)表面溫度比其他屋面低2.8℃～7.7℃。在炎熱的夏季，從屋面進(jìn)入室內(nèi)的熱量占總圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱量的70%以上，實施綠化的屋面外表面最高溫度可以比不綠化的屋面外表面最高溫度低20℃以上。同時，屋面綠化若在城市中大量應(yīng)用，可以使整個城市成為高低錯落的大花園，降低噪聲，提高節(jié)能率，改善生態(tài)環(huán)境。

針對屋面綠化荷重較地面綠化小的特點，宜采用輕質(zhì)材料作為種植土，目前一般采用草炭腐殖土、珍珠巖、蛭石等。覆土層厚度必須嚴(yán)格按照設(shè)計執(zhí)行，種植層容器材料也可采用竹、木、工程塑料、PVC等以減輕荷重，防止覆土荷重超過允許值使屋面鋼筋混凝土板產(chǎn)生塑性變形裂縫，從而造成滲漏。由于屋面綠化的特殊性，種植層的厚度受到限制，植物的配植要求以耐熱、抗風(fēng)、耐旱、耐貧瘠且淺根系的多年生草本、匍匐類、矮生灌木植物為宜，如彩葉草、三色堇、假連翹、鴨跖草、麥冬草等。還要注意保護(hù)屋面防水層：（1）選擇根系不發(fā)達(dá)的植物；（2）選擇耐根系穿刺的防水層，如鋁合金卷材高密度聚乙烯土工膜等。同時防水層應(yīng)上翻超過土層15cm以上，且屋面應(yīng)形成適當(dāng)?shù)钠露龋岳诩皶r排除積水。高大的樹木和水池等集中荷載應(yīng)放在柱子或承重墻的位置上，有利于荷載的直接傳遞。

3 太陽能屋面

3.1 太陽能熱水器

太陽能熱水器節(jié)約能源、安裝快捷、使用方便，其性能也在不斷改進(jìn)和提高，可以大大節(jié)省電能，越來越多的被用戶安裝使用。

（1）建筑設(shè)計要考慮太陽能熱水器的安裝位置等問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮太陽能熱水器對屋面結(jié)構(gòu)承載能力的要求。譬如平頂樓房設(shè)計要有足夠的安裝太陽能熱水器的平臺，并將屋面設(shè)計成剛性防水；鋼筋混凝土屋面板要整體現(xiàn)澆，有足夠的承載能力，并綜合考慮冷熱水管線的布置，便于接入各戶管道井內(nèi)。（2）開發(fā)商可以在房屋交付住戶之前統(tǒng)一安裝太陽能熱水器，使屋面整潔有序，安全可靠，方便住戶，這樣，不僅有利于進(jìn)行規(guī)范化管理而且還能促進(jìn)房屋的銷售。

3.2 太陽能屋面發(fā)電系統(tǒng)

它是將太陽能這一清潔能源轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保產(chǎn)品，國外正迅猛發(fā)展，綜合采用了當(dāng)前微電子、化工、建材等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)而成光電新型建材及屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)。目前該新型建材主要有3種：（1）太陽能瓦式電池組件，一般選用6個太陽能晶體硅電池片，串聯(lián)或并聯(lián)之后，配以玻璃表面和鋁箔底面經(jīng)特殊工藝壓片制成面板，再將這種面板與高強(qiáng)水泥壓力板粘合制成太陽能屋面平板瓦；（2）雙層玻璃面板式組件，即兩層玻璃之間夾硅片組成的太陽能板，這種玻璃太陽能板安放在金屬托架和支架上，具有透光性好等特點，適用于作幕墻、天窗或窗玻；（3）薄膜式電池組件，即薄膜無定形硅光電板，可以做成質(zhì)輕、柔軟、像常見的卷材那樣，使用時將這種材料直接粘貼到屋面上，不需要支架或托架。目前與建筑結(jié)合最為緊密的光電新型建材是太陽能瓦式電池組件，即太陽能屋面平板瓦。用該產(chǎn)品組成的發(fā)電系統(tǒng)大大改變了過去在屋頂上裝一些又厚又重太陽能電池板且很難普及的局面，首次將太陽能電池與房屋的屋面瓦結(jié)合在一起。

4 倒置式屋面

倒置式屋面是與傳統(tǒng)屋面相對而言的。所謂倒置式屋面，就是將傳統(tǒng)屋面構(gòu)造中的保溫層與防水層顛倒，把保溫層放在防水層的上面.倒置式屋面的定義中，特別強(qiáng)調(diào)了“僧水性”保溫材料，工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛙石、礦棉巖棉等都是非僧水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導(dǎo)熱系數(shù)將陡增，所以才出現(xiàn)了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加了造價，使構(gòu)造復(fù)雜化。其次，防水材料攀露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資。再次，對于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排汽屋面的話，則由于屋面上伸出大量排汽孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排汽孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內(nèi)。倒置式屋面與普通保溫屋面的比較如下表，由表可知，倒置式屋面的優(yōu)越性顯而易。

5 采暖供熱系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計措施

在建筑采暖節(jié)能的設(shè)計實踐中我們可在樓體的每個單元均分別設(shè)置一套供水及回水立管，并將每層用戶采暖系統(tǒng)接在同一根立管上，可依據(jù)建筑設(shè)計需求選擇上供式連接及下供式連接。這樣一來便可通過在每戶入口設(shè)置計量表及鎖閉伐的方式來控制用戶的熱使用量，進(jìn)行按量收費。另外依據(jù)有些用戶用熱量高、有些需求低的現(xiàn)象，我們可在每戶室內(nèi)的散熱器上裝設(shè)溫度控制閥，并通過在單元入口安裝差壓控制裝置及流量調(diào)節(jié)的方式避免用戶自行調(diào)節(jié)溫度對其他用戶造成的影響，從而使整個采暖系統(tǒng)在穩(wěn)定壓力、水力及流量的控制中持續(xù)運行。隨著節(jié)能理念的不斷深化，還出現(xiàn)了一種一氣三用的獨立式采暖方式，我們可在每位用戶的廚房中安裝一臺小型壁掛的燃?xì)忮仩t，并將其在煤氣管道的連接下實現(xiàn)對冷水的加熱，對整個房屋的供暖、采暖功能。這樣用戶通過一臺燃?xì)忮仩t就滿足了對熱水、熱能的充分需求。另外我們可將每個房間的散熱器用單獨的回路進(jìn)行連接，并將數(shù)條回路用一個分水器進(jìn)行統(tǒng)一控制，從而滿足用戶單獨調(diào)節(jié)室溫的需求。

總之，節(jié)能住宅也是一項正在興起的嶄新事業(yè)，體現(xiàn)了建筑節(jié)能的前進(jìn)方向。我們必須跟隨世界和中國建筑節(jié)能發(fā)展的大趨勢和大潮流，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)、開拓進(jìn)取，搞好建筑屋面的節(jié)能，改善室內(nèi)熱環(huán)境，促進(jìn)建筑技術(shù)和建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為合理利用資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高人民生活質(zhì)量而努力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張一峰，何俊澤. 關(guān)于屋面建筑節(jié)能設(shè)計措施的分析[J].山西建筑，2008（23）.