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建筑屋面节能技术
 简介:中国建筑节能技术正处在发展的初期,建筑能耗很高,能源利用率还很低,我国南方地区在夏季太阳辐射和室外气温的综合作用下,从屋顶传入室内的热量要比从墙体传入室内的热量多得多,因此,建筑屋面的隔热节能尤为重要。

  关键字:屋面节能 倒置式屋面 屋面绿化 蓄水屋面 坡屋面

  建筑能耗在我国总能耗中所占的比例是很大的,约为25%-40%.与世界发达国家相比还有相当大的差距,例如,我国绝大多数采暖地区围护结构的热功能性都比气候相近的发达国家要差许多,外墙传热系数为他们的3.5-4.5倍,外窗为2-3倍,屋面为3-6倍;而且单位建筑面积的能耗还很高,能源利用率还很低,仅为28%,欧美平均近50%,日本为57%.但是我国的可利用能源是极为有限的,这已经引起了我国的高度重视。提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为一种建筑物外围护结构所造成的室内外温差传热耗热量,大于任何一面外墙或地面的耗热量。华中大部分地区属湿热性气候,全年气温变化幅度大,干湿交变频繁。如武汉市区年绝对最高与最低温差近50℃,有时日温差接近20℃,夏季日照时间长,而且太阳辐射强度大,通常水平屋面外表面的空气综合温度达到60~80℃,顶层室内温度比其下层室内温度要高出2~4℃。因此,提高屋面的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要,这也是减少空调耗能,改善室内热环境的一个重要措施。在多层建筑围护结构中,屋顶所占面积较小,能耗约占总能耗的8%-10%.据测算,每降低,空调减少能耗10%,而人体的舒适性会大大提高。因此,加强屋顶保温节能对建筑造价影响不大,节能效益却很明显。本文就屋面节能方面的技术进行了初步的理论探讨,期望能对工程设计起到某种参考作用。

  1、倒置式屋面

  倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。所谓倒置式屋面,就是将传统屋面构造中的保温层与防水层颠倒,把保温层放在防水层的上面。倒置式屋面的定义中,特别强调了“憎水性”保温材料,工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的,这类保温材料如果吸湿后,其导热系数将陡增,所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层,在保温层下做隔气层,从而增加了造价,使构造复杂化。其次,防水材料暴露于最上层,加速其老化,缩短了防水层的使用寿命,故应在防水层上加做保护层,这又将增加额外的投资。再次,对于封闭式保温层而言,施工中因受天气、工期等影响,很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率:如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话,则由于屋面上伸出大量排汽孔,不仅影响屋面使用和观瞻,而且人为地破坏了防水层的整体性,排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落,反而使雨水灌入孔内。倒置式屋面与普通保温屋面的比较如下表,由表可知,倒置式屋面的优越性显而易见。

  节能屋面优劣比较表

性能工法
   
  USD屋面(XPS)    BUR屋面    水泥珍珠岩屋面 
  保温隔热性    极佳    视选用材料    高厚度才能达到XPS的标准 
  施工方便性    施工简易、质轻好搬、易切割、施工期短、成本无形中降低    需考虑防水层的施工与防水材料的选用,要配合绝热材增加施工麻烦    施工困难、搬运慢且需要做隔气层与排气孔,施工期长,成本无形中增加 
  屋顶结构负荷    极小(40kg/m3)    视选用材料    极大(400kg/m3) 
  老化性    几乎不老化,可以说与建筑物同寿无翻修问题    防水层一旦破裂,绝热材可能也会老化分解    一旦受潮就开始有老化分解现象,时候一到就要翻修 
  排气孔隔气层    不需要    某些情况需要,如室内是潮湿环境    一旦受潮就开始有老化分解现象,时候一到就要翻修 
  屋顶使用性    屋顶可再利用,如花园    高    因有隔气层再利用性低与不便 
  施工气候性    无特别要求甚至雨天也可施工    需晴天    需好天气 
  施工队专业性    不需专业训练施工极为简易人人都会    因在防水层下方先选用材料决定施工难易    施工人员需训练过 
  防水层日后维修性    方便只要移开XPS即可    一旦修补可能连绝热层都一齐伤损    不易 

  注:USD工法——将绝热层放在防水层上方的工法。(UP—SIDEDOWN)

  BUR工法——将绝热层放在防水层下方的传统工法。

  XPS——挤塑式聚苯乙烯保温板

  2、屋面绿化

  随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗将更加巨大,“城市热岛”现象将更为严重。城市建筑实行屋面绿化,可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放,同时可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候环境。

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