王春華
摘要:近些年建筑節能是我國節能工作的重點研究對象,除了建筑外墻、外窗等節能技術以外,建筑屋面的節能也占據相當的比例。隨著材料行業的發展,越來越多新型環保節能材料的出現,加速了建筑屋面節能的發展。本文就針對建筑屋面的節能設計進行了研究,并提出其節能設計的措施,希望能夠對資源的節約以及節能減排事業做出一定的貢獻。
關鍵詞:建筑屋面、節能技術、措施
一、前言
隨著世界能源形勢的日趨緊張,各國都十分重視節能技術,節能己經成為現代社會發展的主要方向,社會各個行業都在提倡節能,其中以建筑業的呼聲最大。強調建筑節能的原因在于,建筑能耗在世界能源消耗中占據較大的比例,達到了30%-40%,同時建筑行業發展還會消耗大量不可再生能源,如煤炭、石油等,這些能源使用殆盡后,人類生存與發展會受到影響,所以強調建筑行業必須實現節能發展。本文主要探討了建筑屋面的節能措施。
二、屋面的節能措施分析
1、屋面保溫材料
屋面保溫材料應該選擇輕質、多孔、導熱系數小的保溫材料。根據保溫材料的成品特點和施工工藝的不同,可以把保溫材料分為散料、現場澆筑的拌合物和板塊料三種。散料式和現場澆筑式保溫層具有良好的可塑性,還可以用來替代找坡層[1]。
(1)板塊式保溫材料
這種材料主要包括聚苯板、加氣混凝土板、泡沫塑料板、泡沫玻璃板、膨脹珍珠巖板、膨脹蛭石板等。由于其具有施工速度快、保溫效果好等優點,所以在工程中得到了廣泛的應用。同時在一定的條件下最好使用兩層以上的板塊疊合組成保溫層,并且要處理好板塊之間的接縫,從而就能夠有效的避免熱橋現象的發生。
(2)現場澆筑式保溫材料
這種材料是用散料為骨料,與水泥或石灰等膠結材料加適量的水進行拌合、現場澆筑而成的保溫層。雖然這種保溫層的加工性比較好,但是保溫層就位之后依然處于潮濕的狀態,對保溫不利,所以就需要在保溫層中設置通氣口來散發潮氣,在構造上比較麻煩。
(3)散料式保溫材料
這種材料主要包括膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、爐渣等。在施工的時候,由于散料在容易受到刮風、其他因素的影響,這樣就不容易就位成形,并且施工難度比較大,所以在實際工程中很少采用。
2、倒置式屋面
所謂的倒置式屋面就是外保溫屋面,既將傳統屋面構造中的保溫層與防水層進行顛倒,并且把保溫層放置防水層的上面。根據新的研究和資料顯示,由于泡沫塑料保溫板具有隔熱、防震、質地輕、耐寒、耐溶劑等性能,并且成本比較低、施工相對方便,所以有很好的應用前景,同時泡沫塑料保溫板屋面主要是以樹脂作為基本材料的,并且加入一定量的發泡劑、催化劑、穩定劑等,在一定的負荷作用下,加熱發泡形成的泡沫塑料。所以在防水層上鋪設泡沫塑料保溫板,不會發生明顯的變形,這樣對于屋面既可以起到防水的作用,還可以很好的改善保溫工作環境,這也是倒置式屋面被廣泛采用的主要原因之一。
3、蓄水屋面
所謂的蓄水屋面,是指在剛性防水屋面上蓄一層水,并且利用水的熱穩定性和蒸發散熱性,直接消耗曬到屋面的太陽輻射熱,這樣就能夠有效的減弱屋面的傳熱量、以及降低屋面溫度。在所有液體中,水是比熱最大的,其中1kg水可以降低或者升高1℃,也可以釋放或者吸收4.2 kJ的熱量,那么在相同的條件下,相比于非蓄水屋面,在屋面蓄存一定量的水,可以增大整個屋面熱阻和溫度的衰減倍數,也可以很大程度的降低屋面頂部內表面的溫度輸出和熱流效應,從而就可以最大限度的降低室內溫度,并且還能夠節約降溫所需要的電能。
4、種植式屋面
種植屋面可以分為覆土種植式屋面和無土種植式屋面,其一,覆土種植式屋面就是在屋面頂部上覆蓋種植土壤,并且厚度要控制在200mm上下,這樣可以起到隔熱保溫的作用。其二,對于無種植式屋面,可以采用水渣,蛭石等代替土壤作為種植層,可以很大程度的提高屋面的隔熱保溫效果,從而降低能源的消耗[2]。
5、淺色坡屋面
從目前的現狀來看,大多數住宅依然是采用的平屋頂,這樣在太陽輻射最強的時候,太陽光線照射坡屋面是斜射的,而照射平屋面是正射的,對于深暗色的平屋面其僅僅只能反射不到30%的日照,對于不是金屬淺暗色的坡屋面最少可以反射65%的日照,這樣反射率比較高的屋面就可以節約20%~30%的能源消耗。因此,坡屋面的隔熱效果要比平屋面好,并且平屋面的防水工作也很難開展,以及能源消耗也比較多。倘若將平屋面改為坡屋面,并且在內部放置保溫隔熱材料,這樣不僅可以大大的提高屋面的熱工性能,還可以為其提供新的使用空間,也有利于防水,并且有檢修維護費用低、耐久等優點。
6、通風屋面
通常情況下,架空隔熱屋面在比較炎熱的地區采用。架空通風屋面是指在屋面頂部設置通風空氣間層,并且通過利用空間層的空氣流動帶走一部分熱量,這樣就能夠促使頂面頂部邊長二次傳熱,從而很大程度的降低傳至屋里內表面的溫度。同時一般是在屋頂放置一些導熱性能比較低的支撐物,并且在上面覆蓋一層隔熱板,這樣屋頂和隔熱板之間就可以形成一個空氣層,而這個空氣層可以起到隔熱的效果,從而就可以通過隔熱板大大的降低屋頂太陽輻射的熱量,還可以通過空氣層的隔熱作用減少屋頂的傳熱,繼而減少傳遞到室內的熱量。但是由于其架空隔熱的高度有一定的限制,因此隔熱的效果也不是非常顯著。
7、造型屋面
楊經文設計的自宅——雙頂屋,位于馬來西亞的吉隆坡。雙頂屋故名思議有兩個屋頂,下面為普通平屋面,上面的百葉屋頂從南到北覆蓋了整個屋面。百葉屋面既使住宅免受白天強烈的太陽輻射,又使室內有足夠的太陽光照。屋頂上設置了固定的遮陽格片,根據太陽從東到西各季節運行的軌跡,將格片做成不同的角度,以控制不同季節和時間陽光進入的多少。在屋面上有了這樣一個遮陽格片后,使得屋面空間成為很好的活動空間,如游泳池和綠化平臺,同時由于屋面減少曝曬,有利于節能。[3]
8、稻草板屋面
稻草板屋面,是指利用純天然的稻草活著麥秸作為主要的原料,經過熱擠壓成型,并且在表面粘貼紙張,制成稻草板屋面。同時這種屋面具有重量輕、強度高、保溫隔熱的特點,并且建造的房屋還具有冬暖夏涼的優勢。除此之外,稻草板屋頂的房屋還具有良好的抗展性能,所以從生態保護的角度來考慮,稻草板的原材料比較豐富、價格比較低廉,并且具有很好的社會效益與經濟效益,這樣就促使其在東北農村地區得到了廣泛的應用。
9、其他種類屋面
山東沿海地區的海草房,采用海草為主要原料制作成海草屋面,其原理與稻草板屋面基本相同。
三、結束語
在對建筑屋面進行節能設計的時候,主要是通過利用節能材料和相應的節能技術措施來實現的。進行建筑屋面節能設計不僅能夠達到建筑節能的目的,同時還能使得人們的生活環境變得更加的舒適愜意,從而促進人與自然和諧相處。目前,我國的建筑屋面節能設計正處于新興的階段,可以預見的是只要建筑屋面的設計者能夠不斷探索、不斷發展,未來的建筑屋面節能設計還是擁有廣闊的發展空間。
參考文獻:
[1]黃劍智.淺談節能保溫材料在建筑工程中的應用[J].經營管理者,2010(18).
[2]陳良波.屋面建筑節能設計對策分析[J].價值工程,2011,12:152.
[3]吉龍華. 建筑屋面節能與保溫防水的研究[J]. 四川建材. 2011(23)