廣州通風(fēng)隔熱屋頂隔熱性能實測與思考

方 玲 （廣東白云學(xué)院，廣東 廣州 510450）

1 概 述

1.1 廣州氣候與建筑隔熱

廣州屬亞熱帶季風(fēng)氣候，建筑氣候分區(qū)為夏熱冬暖地區(qū)，該地區(qū)建筑隔熱是建筑設(shè)計中主要考慮的因素[1]。圍護結(jié)構(gòu)太陽輻射得熱是建筑得熱最主要的方面，而屋頂是整個圍護結(jié)構(gòu)中日照時間最長的部位，是影響建筑防熱最主要因素，因而也是建筑的節(jié)能需首要考慮的地方。

1.2 建筑防熱與屋頂隔熱

現(xiàn)行的建筑屋面隔熱措施主要有以下幾種：反射涂料屋面、綠化屋面、蓄水屋面、通風(fēng)隔熱屋頂?shù)取Ｆ渲型L(fēng)隔熱屋頂（如圖1）最早起源于南方沿海地區(qū)，主要通過設(shè)置通風(fēng)間層，一方面利用間層的外層遮擋陽光，使屋頂變成兩次傳熱，避免太陽輻射熱直接作用在圍護結(jié)構(gòu)上；另一方面利用自然通風(fēng)的風(fēng)壓和熱壓的作用，帶走進入夾層中的熱量，從而減少室外熱作用對內(nèi)表面的影響[2]。廣州靠海近，白天氣溫高，夜間風(fēng)速大的，采用通風(fēng)隔熱屋頂，可以做到“白天隔熱好，夜間散熱快”，因而這種隔熱屋頂無論在傳統(tǒng)建筑還是近現(xiàn)代建筑中都被建筑師廣泛應(yīng)用。

廣州傳統(tǒng)建筑由于該地區(qū)多雨的氣候特征以坡屋頂瓦屋面最多見，建筑師們通過設(shè)計雙層瓦屋面形成了很好的通風(fēng)間層進行隔熱，這種雙層瓦屋面的通風(fēng)屋頂相對做法復(fù)雜，從上世紀(jì)起現(xiàn)代的建筑師們更多的采用平屋面，這時大階磚架空層被廣泛運用于平屋頂?shù)耐L(fēng)隔熱構(gòu)造做法中。粘土大階磚通風(fēng)屋頂（如圖2），是早期現(xiàn)代建筑師自20世紀(jì)50年代起開始在廣州廣泛使用的一種通風(fēng)隔熱平屋頂[3]，但是自上世紀(jì)90年代開始使用越來越少，目前廣州已經(jīng)很難找到這種保存完好的大階磚平屋頂了。

取而代之的是新型的“隔熱磚”，例如：陶粒隔熱磚，細(xì)石混凝土預(yù)制隔熱板，矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚等。

2 屋頂狀況的實地調(diào)查

圖1 通風(fēng)隔熱屋頂示意圖

圖2 調(diào)研小區(qū)

圖3 矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚

走訪廣州白云區(qū)西灣路和西槎路一帶，該區(qū)屬于廣州中心老城區(qū)，大多是有10年以上樓齡的現(xiàn)代住宅小區(qū)（如圖2）。屋頂以可上人的平屋頂為主，屋頂大多被住戶種植了一些花花草草，屋面有的地方被住戶鋪設(shè)了淺色瓷磚作為私人的庭院了。若不仔細(xì)觀測構(gòu)造很難發(fā)現(xiàn)這些屋頂都有設(shè)置通風(fēng)隔熱間層，但是這種間層距離很小，有的位置的出風(fēng)口甚至被泥沙填實了，參閱資料該地區(qū)屋頂隔熱通風(fēng)層大多采用的是用矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚（如圖3）屋頂，尺寸為25cm×25cm×3cm，通過這種預(yù)制新型“隔熱磚”取代原來的粘土大階磚通風(fēng)屋頂。這些新型的預(yù)制隔熱磚都是可以直接鋪設(shè)在屋頂防水層上相比大階磚在施工技術(shù)上更加便捷，更堅固更適合作為上人屋頂。

圖4 大階磚隔熱屋頂

圖5 紅外線溫度測試儀

圖6 大階磚隔熱屋頂實測溫度

圖7 膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂實測溫度

3 屋頂隔熱實測與分析

3.1 屋頂隔熱實測

筆者就調(diào)研的矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂（如圖3）和大階磚屋頂（圖4）的隔熱性能進行實測，測試選用紅外線溫度測試儀（如圖5），選取晴朗天氣下10點、12點、14點、15點、16點幾個時間段分別對這兩類屋頂內(nèi)外表面進行實測。繪制測試數(shù)據(jù)如表1、表2所示，溫度變化曲線表明大階磚隔熱屋頂內(nèi)外表面屋頂溫差要明顯大于矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚。其中受太陽輻射影響最強的14時，大階磚隔熱屋頂內(nèi)外表面溫差為6.8℃，膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂內(nèi)外表面溫差為3.1℃。傳統(tǒng)的粘土大階磚屋頂隔熱性能要明顯優(yōu)于矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂。

3.2 測試總結(jié)分析

通過以上測試表明傳統(tǒng)的粘土大階磚隔熱屋頂?shù)母魺嵝Ч己茫陙硎褂玫陌_膨脹珍珠巖隔熱磚隔熱效果很差。而根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，在布置合理的屋面架空隔熱板構(gòu)造可使屋頂內(nèi)表面的平均溫度降低4.5～5.5℃[3]，而此次測試的矮腳的膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂內(nèi)表面平均溫度比外表面溫度下降不到3℃，

分析原因如下：通風(fēng)隔熱屋頂主要原理是通過自然通風(fēng)作用，帶走進入夾層中的熱量，由于粘土大階磚隔熱屋頂架空層高度有18cm～20cm，通風(fēng)效果良好，可以減少室外熱作用對內(nèi)表面的影響，并及時帶走間層中余熱；而新型的矮腳膨脹珍珠巖隔熱磚架空高度只有2cm～3cm,幾乎不能通風(fēng)，再加上人屋頂周邊布置了女兒墻進一步阻礙了屋頂間層中空氣流通，從而使這種屋頂間層更加悶熱，不容易快速散熱，反而造成此次測試中下午15點和16點的矮腳膨脹珍珠巖隔熱磚屋頂內(nèi)表面溫度比外表面溫度有不降反升的現(xiàn)象。

4 結(jié) 語

粘土磚大階磚通風(fēng)屋頂良好，或許是由于國家禁止粘土磚使用的原因，或在于這種構(gòu)造不便于上人屋頂?shù)脑颍F(xiàn)代廣州新建建筑幾乎看不到粘土磚大階磚。而20世紀(jì)90年代后廣泛使用的一些新“隔熱磚”屋頂隔熱性能并不理想，期待建筑師能找出更好的材料并設(shè)計出更好的構(gòu)造來真正繼承大階磚的優(yōu)良通風(fēng)效果。

[1]JGJ75-2003，夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]柳孝圖.建筑物理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[3]湯國華.嶺南濕熱氣候與傳統(tǒng)建筑[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005.