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摘要：建筑节能是当前较为热门的话题，笔者几次分析了建筑屋面节能的若干方法，可供相关专业技术人员参考。
关键词：建筑工程、节能、屋面
Abstract: the energy conservation of the building is a current hot topic, the author analyses the architecture roofing several times the energy saving of the several methods, for relevant professional technology personnel reference.
Keywords: building engineering, energy saving, roof
中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：
众所周知,在建筑节能设计中,提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。由于室内外温差,屋面的传热、耗热量远大于其他任何一面外墙或地面,因此,提高屋面的保温隔热性能,是提高抵抗夏季室外热作用的能力、减少空调耗能和改善室内热环境的有效措施。本文对屋面节能设计措施进行探讨。
1传统的保温式屋面
传统的保温隔热式屋面就是在屋顶的结构层上，先铺保温隔热层，如加气混凝土，膨胀珍珠岩，矿棉等保温隔热材料，再铺防水层及保护层构造的屋面。目前被广泛地应用于南北地区中。为了保证屋面的防水性能其结构层可做成现浇的，但由于其中的保温材料大多数为非僧水性的材料。这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增。所以在保温层下还要做隔气层，又由于防水材料攀露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故一般在防水层上还要加作保护层，这样增加了屋面的造价，且屋面的构造也比较复杂。
2倒置式屋面
“倒置式屋面”又称外保温屋面。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。新的研究表明，泡沫塑料保温板具有质轻、高强、隔热、吸声、隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等的物理性能，且成本低，施工方便，有很好的应用前景。泡沫塑料保温板屋面是以树脂为基料，加人一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡而成的泡沫塑料在一定负荷作用下，不发生明显变形。其产品主要有聚苯乙烯、聚氨脂聚饭乙烯、聚乙烯、酚醛、环氧树脂泡沫塑料等等。其构造做法是在防水层上铺设泡沫塑料保温板。这样屋面的防水及保温工作环境得到了改善，造价低，且防水效果明。这也是该构造在国外广泛采用的主要原因。
3传统的架空隔热式屋面
架空隔热屋面一般在炎热地区采用。架空通风屋面是在屋顶中设置通风的空气间层，利用空间层的空气流动带走一部分热量，使屋顶变成二次传热，从而降低了传至屋里内表面的温度。一般情况下是在屋顶放置一些导热性能较低的支撑物，并在上面盖一层隔热板，这样在屋顶和隔热板之间就形成了一个空气层。这个空气层就起到了隔热作用，不但可以通过隔热板使屋顶太阳辐射的热降低，还可以通过空气层的隔热作用使得隔热板到屋顶的传热减少，从而减少室内的热。但由于架空隔热的高度有限，因此隔热的效果一般。
4浅色坡屋面
目前，大多数住宅仍采用平屋顶，在太阳辐射最强的中午时间，太阳光线对于坡屋面是斜射的，而对于平屋面是正射的，深暗色的平屋面仅反射不到30%的日照，而非金属浅暗色的坡屋面至少反射65%的日照，反射率高的屋面大约节省20%~30%的能源消耗。因此，平屋面隔热效果不如坡屋面。而且平屋面的防水较为困难，且耗能较多。若将平屋面改为坡屋面，并内里保温隔热材料，不仅可提高屋面的热工性能，还有可能提供新的使用空间(顶层面积可增加约60%)，也有利于防水，并有检修维护费用低、耐久之优点。特别是随着建筑材料技术的发展，用于坡屋面的坡屋面的瓦材料形式多，色彩选择广，对改变建筑千篇一律的平屋面单调风格，丰富建筑艺术造型，点缀建筑空间有很好的装饰作用。在中小型建筑如居住、别墅及城市大量平屋面改坡屋面中被广泛应用。
5绿化式屋面
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。利用屋顶植草栽花，甚至种植灌木或蔬菜，使屋顶上形成植被，成为屋顶花园，起到了良好的隔热保温作用。种植屋面又分为筱土种植式屋面和无土种植式屋面两种，搜土种植式屋面是在屋顶上覆盖种植土壤，厚度200mm左右，有显著的隔热保温效果。但它将增加屋面的荷载。无土种植式屋面是用水渣，蛙石等代替土壤作为种植层，不仅减轻了屋面荷载，而且大大提高了屋面的隔热保温效果，降低了能源的消耗。但其后期保养较麻烦。
另有一种屋顶绿化排水蓄水隔根板(又称屋顶绿化隔板)，它解决了传统的屋顶绿化中，因为建筑屋顶结构层超厚超重，排水不畅，不能使用原有建筑物屋顶走坡走水功能，又不能蓄水湿润植根的问题(如采用碎石、陶粒等作为排水材料)。它同时具备蓄存水分湿润植根、(架空)二层排水道，排除雨季积水、架空透气、保温隔热和隔断植根等主要功能，是建筑技术与绿化技术相衔接的环保节能创新产品。是很有发展前景的一种节能屋面。
6蓄水式屋面
蓄水屋面就是在刚性防水屋面上蓄一层水，其目的是利用水蒸发时，带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热蚤和降低屋面温度，是一种较好的隔热措施，是改善屋面热工性能的有效途径。对于蓄水屋面，由于一般是在混凝土刚性防水层上蓄水，既可利用水层隔热降温，又改善了混凝土的使用条件:避免了直接暴晒和冰雪雨水引起的急剧伸缩;混凝土长期浸泡在水中有利于混凝土后期强度的增长;又由于混凝土有的成分在水中继续水化产生湿涨，因而水中的混凝土有更好的防渗性能。同时蓄水的燕发和流动能及时地将热量带走，减缓了整个屋面的溫度变化;因此蓄水屋面现在已经被大面积推广采用。蓄水屋面有普通的和深蓄水屋面之分。普通蓄水屋面需定期向屋顶供水，以维持一定的水面高度。深蓄水屋面则可利用降雨量来补偿水面的蒸发，基本上不需要人为供水。一般说来水深不超过400mm，常见为150~200mm较适宜，否则将增加屋面静荷载使结构设计的难度加大。这种节能屋面比较适合在夏热冬暖地区中应用。
7冷屋面
用于金属屋面涂料、粘土瓦、混凝土瓦和各种色调的沥青油毡瓦的粒料中。冷屋面产品看起来与传统的产品没什么两样，但可反射更多的太阳光。金属屋面冷屋面涂料已经市场化。此外，美国屋面瓦涂料公司已开发出用于瓦翻新的冷涂料，冷涂料可以替代已褪色的旧瓦。更多的冷屋面油毡瓦和瓦产品正在研发中。太阳反射率是材料表面反射入射太阳光的能力，材料的反射率越高，屋面就越“冷”。ELK屋面公司利用3M公司开发的深色粒料推出第一个商品冷屋面油毡瓦，蓝灰色，反射率可达25%，而传统的油毡屋面仅为4%~18%。浅色的平冷屋面具有70%的反射率。用“冷”颜料制造的屋面材料费用大体与传统的材料相当或稍高。然而节能的效果可以抵消较高的材料费用，也是一种非常有前景的屋面节能技术。
另外利用稻草原料制作的稻草板屋面，在有些地区也可以作为节能屋面。它是以洁净的天然稻草或麦草为主要原料，经加热挤压成形，外表粘贴面纸而成的。具有轻质高强、保温隔热的特点，用其建造的住房冬暖夏凉。稻草板屋面房屋重量轻，具有良好的抗展性能。从生态方而来说，还具有变废为宝，保护上地资源，稻草板原料丰富，价格便宜，可以降低建筑成本，还有利于生态节能，具有良好的社会和经济效益。目前主要应用于东北农村地区。
8 总结
本文提及的几种屋面节能措施，是当前实现建筑节能目标的有效方法及未来建筑节能的发展方向，供有关人员参考。与发达国家相比，我国建筑节能还有很大的差距，随着建筑节能技术的发展，我国的建筑节能目标将会进一步提高。随着国家有关节约能源、环境保护的法规和政策贯彻力度的加强，以及国家居住建筑节能设计标准的强制执行，屋面建筑节能技术必将呈现出多样性、经济性、高效性的良好局面。
参考文献：
[1] 张进嘉，陈大昆.住宅的优化设计.住宅科技,2010(2):18-19.
[2] 王建胜，王军.倒置式屋面在今后住宅中的地位. 四川建筑科学研究,2009(1):75-76.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：建筑工程、节能、屋面
Abstract: the energy conservation of the building is a current hot topic, the author analyses the architecture roofing several times the energy saving of the several methods, for relevant professional technology personnel reference.
Keywords: building engineering, energy saving, roof
中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：
众所周知,在建筑节能设计中,提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。由于室内外温差,屋面的传热、耗热量远大于其他任何一面外墙或地面,因此,提高屋面的保温隔热性能,是提高抵抗夏季室外热作用的能力、减少空调耗能和改善室内热环境的有效措施。本文对屋面节能设计措施进行探讨。
1传统的保温式屋面
传统的保温隔热式屋面就是在屋顶的结构层上，先铺保温隔热层，如加气混凝土，膨胀珍珠岩，矿棉等保温隔热材料，再铺防水层及保护层构造的屋面。目前被广泛地应用于南北地区中。为了保证屋面的防水性能其结构层可做成现浇的，但由于其中的保温材料大多数为非僧水性的材料。这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增。所以在保温层下还要做隔气层，又由于防水材料攀露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故一般在防水层上还要加作保护层，这样增加了屋面的造价，且屋面的构造也比较复杂。
2倒置式屋面
“倒置式屋面”又称外保温屋面。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。新的研究表明，泡沫塑料保温板具有质轻、高强、隔热、吸声、隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等的物理性能，且成本低，施工方便，有很好的应用前景。泡沫塑料保温板屋面是以树脂为基料，加人一定剂量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡而成的泡沫塑料在一定负荷作用下，不发生明显变形。其产品主要有聚苯乙烯、聚氨脂聚饭乙烯、聚乙烯、酚醛、环氧树脂泡沫塑料等等。其构造做法是在防水层上铺设泡沫塑料保温板。这样屋面的防水及保温工作环境得到了改善，造价低，且防水效果明。这也是该构造在国外广泛采用的主要原因。
3传统的架空隔热式屋面
架空隔热屋面一般在炎热地区采用。架空通风屋面是在屋顶中设置通风的空气间层，利用空间层的空气流动带走一部分热量，使屋顶变成二次传热，从而降低了传至屋里内表面的温度。一般情况下是在屋顶放置一些导热性能较低的支撑物，并在上面盖一层隔热板，这样在屋顶和隔热板之间就形成了一个空气层。这个空气层就起到了隔热作用，不但可以通过隔热板使屋顶太阳辐射的热降低，还可以通过空气层的隔热作用使得隔热板到屋顶的传热减少，从而减少室内的热。但由于架空隔热的高度有限，因此隔热的效果一般。
4浅色坡屋面
目前，大多数住宅仍采用平屋顶，在太阳辐射最强的中午时间，太阳光线对于坡屋面是斜射的，而对于平屋面是正射的，深暗色的平屋面仅反射不到30%的日照，而非金属浅暗色的坡屋面至少反射65%的日照，反射率高的屋面大约节省20%~30%的能源消耗。因此，平屋面隔热效果不如坡屋面。而且平屋面的防水较为困难，且耗能较多。若将平屋面改为坡屋面，并内里保温隔热材料，不仅可提高屋面的热工性能，还有可能提供新的使用空间(顶层面积可增加约60%)，也有利于防水，并有检修维护费用低、耐久之优点。特别是随着建筑材料技术的发展，用于坡屋面的坡屋面的瓦材料形式多，色彩选择广，对改变建筑千篇一律的平屋面单调风格，丰富建筑艺术造型，点缀建筑空间有很好的装饰作用。在中小型建筑如居住、别墅及城市大量平屋面改坡屋面中被广泛应用。
5绿化式屋面
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。利用屋顶植草栽花，甚至种植灌木或蔬菜，使屋顶上形成植被，成为屋顶花园，起到了良好的隔热保温作用。种植屋面又分为筱土种植式屋面和无土种植式屋面两种，搜土种植式屋面是在屋顶上覆盖种植土壤，厚度200mm左右，有显著的隔热保温效果。但它将增加屋面的荷载。无土种植式屋面是用水渣，蛙石等代替土壤作为种植层，不仅减轻了屋面荷载，而且大大提高了屋面的隔热保温效果，降低了能源的消耗。但其后期保养较麻烦。
另有一种屋顶绿化排水蓄水隔根板(又称屋顶绿化隔板)，它解决了传统的屋顶绿化中，因为建筑屋顶结构层超厚超重，排水不畅，不能使用原有建筑物屋顶走坡走水功能，又不能蓄水湿润植根的问题(如采用碎石、陶粒等作为排水材料)。它同时具备蓄存水分湿润植根、(架空)二层排水道，排除雨季积水、架空透气、保温隔热和隔断植根等主要功能，是建筑技术与绿化技术相衔接的环保节能创新产品。是很有发展前景的一种节能屋面。
6蓄水式屋面
蓄水屋面就是在刚性防水屋面上蓄一层水，其目的是利用水蒸发时，带走大量水层中的热量，大量消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱了屋面的传热蚤和降低屋面温度，是一种较好的隔热措施，是改善屋面热工性能的有效途径。对于蓄水屋面，由于一般是在混凝土刚性防水层上蓄水，既可利用水层隔热降温，又改善了混凝土的使用条件:避免了直接暴晒和冰雪雨水引起的急剧伸缩;混凝土长期浸泡在水中有利于混凝土后期强度的增长;又由于混凝土有的成分在水中继续水化产生湿涨，因而水中的混凝土有更好的防渗性能。同时蓄水的燕发和流动能及时地将热量带走，减缓了整个屋面的溫度变化;因此蓄水屋面现在已经被大面积推广采用。蓄水屋面有普通的和深蓄水屋面之分。普通蓄水屋面需定期向屋顶供水，以维持一定的水面高度。深蓄水屋面则可利用降雨量来补偿水面的蒸发，基本上不需要人为供水。一般说来水深不超过400mm，常见为150~200mm较适宜，否则将增加屋面静荷载使结构设计的难度加大。这种节能屋面比较适合在夏热冬暖地区中应用。
7冷屋面
用于金属屋面涂料、粘土瓦、混凝土瓦和各种色调的沥青油毡瓦的粒料中。冷屋面产品看起来与传统的产品没什么两样，但可反射更多的太阳光。金属屋面冷屋面涂料已经市场化。此外，美国屋面瓦涂料公司已开发出用于瓦翻新的冷涂料，冷涂料可以替代已褪色的旧瓦。更多的冷屋面油毡瓦和瓦产品正在研发中。太阳反射率是材料表面反射入射太阳光的能力，材料的反射率越高，屋面就越“冷”。ELK屋面公司利用3M公司开发的深色粒料推出第一个商品冷屋面油毡瓦，蓝灰色，反射率可达25%，而传统的油毡屋面仅为4%~18%。浅色的平冷屋面具有70%的反射率。用“冷”颜料制造的屋面材料费用大体与传统的材料相当或稍高。然而节能的效果可以抵消较高的材料费用，也是一种非常有前景的屋面节能技术。
另外利用稻草原料制作的稻草板屋面，在有些地区也可以作为节能屋面。它是以洁净的天然稻草或麦草为主要原料，经加热挤压成形，外表粘贴面纸而成的。具有轻质高强、保温隔热的特点，用其建造的住房冬暖夏凉。稻草板屋面房屋重量轻，具有良好的抗展性能。从生态方而来说，还具有变废为宝，保护上地资源，稻草板原料丰富，价格便宜，可以降低建筑成本，还有利于生态节能，具有良好的社会和经济效益。目前主要应用于东北农村地区。
8 总结
本文提及的几种屋面节能措施，是当前实现建筑节能目标的有效方法及未来建筑节能的发展方向，供有关人员参考。与发达国家相比，我国建筑节能还有很大的差距，随着建筑节能技术的发展，我国的建筑节能目标将会进一步提高。随着国家有关节约能源、环境保护的法规和政策贯彻力度的加强，以及国家居住建筑节能设计标准的强制执行，屋面建筑节能技术必将呈现出多样性、经济性、高效性的良好局面。
参考文献：
[1] 张进嘉，陈大昆.住宅的优化设计.住宅科技,2010(2):18-19.
[2] 王建胜，王军.倒置式屋面在今后住宅中的地位. 四川建筑科学研究,2009(1):75-76.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。