周靜

【摘 要】近年來(lái)，隨著資源緊張問(wèn)題的出現(xiàn)，人們開(kāi)始重視節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。本文就針對(duì)屋面建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并提出其節(jié)能設(shè)計(jì)措施，對(duì)資源的降耗以及節(jié)能減排事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】資源消耗；屋面建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

節(jié)能己經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主要方向，社會(huì)各個(gè)行業(yè)都在提倡節(jié)能，其中以建筑業(yè)的呼聲最大。建筑節(jié)能的原因在于，建筑行業(yè)發(fā)展會(huì)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(fā)展會(huì)受到影響，所以強(qiáng)調(diào)建筑行業(yè)必須實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)展。

1、我國(guó)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)于建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還處于剛剛起步階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著較大的距離，存在著能源上的嚴(yán)重浪費(fèi)。目前我國(guó)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)在推廣過(guò)程中還存在著較多的問(wèn)題，缺乏完善的配套政策，節(jié)能管理體制和監(jiān)管缺失，在實(shí)際推廣過(guò)程中存在著執(zhí)法不嚴(yán)的情況，而且缺乏必要的監(jiān)督，目前對(duì)于建筑節(jié)能的推廣在資金投入上較少，建筑節(jié)能的基礎(chǔ)研究缺乏，沒(méi)有完善的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與之配套。建筑產(chǎn)品作為一個(gè)完整的整體，其要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求，則需要多個(gè)專業(yè)和多個(gè)部門之間良好的配合，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求。目前在很多建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師往往單純的追求外觀上的美觀，從而加大了飄窗和外墻的面積，這就給節(jié)能帶來(lái)了較大的困難。目前在我國(guó)的建筑市場(chǎng)上，真正的節(jié)能生態(tài)建筑還相當(dāng)少，多數(shù)情況下房地產(chǎn)商所宣揚(yáng)的節(jié)能建筑多是利用幾種高新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單拼裝而成后標(biāo)榜為節(jié)能建筑。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中，對(duì)能源存在著較大的消耗，在這種情況下應(yīng)加大對(duì)低成本、高效益的節(jié)能技術(shù)的推廣，加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，避免在建筑節(jié)能方面存在著較大的盲目性，導(dǎo)致人、財(cái)、物的浪費(fèi)。通過(guò)近幾年的努力，我國(guó)在建筑節(jié)能工作上取得了一些進(jìn)展，無(wú)論是節(jié)能的領(lǐng)域還是范圍都得以進(jìn)一步擴(kuò)大，而且節(jié)能建筑的數(shù)量也呈逐年增加的趨勢(shì)。同時(shí)一些新型能源也得以在建筑上進(jìn)行應(yīng)用，特別是對(duì)于供暖地區(qū)的建筑，節(jié)能的效果相當(dāng)明顯。

2、建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)措施應(yīng)用分析

2.1蓄水屋面的應(yīng)用

蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一層水，通過(guò)水的熱穩(wěn)定性和蒸發(fā)散熱性，直接消耗曬到屋面的太陽(yáng)輻射熱，從而有效地減弱屋面的傳熱量和降低屋面溫度。水是所有液體中比熱最大的，每kg水降低（或升高）一攝氏度所釋放（或吸收）的熱量就有4.2 kJ。在相同的條件下，與非蓄水屋面相比，在屋面上蓄一定厚度的水，增大了整個(gè)屋面的熱阻和溫度的衰減倍數(shù)，大大降低了屋頂內(nèi)表面的溫度輸出和熱流效應(yīng)，降低了屋面內(nèi)表面的最高溫度，從而可以一定程度地降低室內(nèi)溫度，節(jié)約夏季降溫所需的電能。在整個(gè)城市的夏季熱環(huán)境當(dāng)中，若大量采用這種具有隔熱和節(jié)能效果的蓄水屋面可以在一定程度上緩解城市“熱島”效應(yīng)，改善整個(gè)城市的生態(tài)環(huán)境。長(zhǎng)期浸泡在水中有利于混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，又由于混凝土中的一些成分在水中繼續(xù)水化產(chǎn)生濕漲，使水中的混凝土有更好的防滲水性能。因此，蓄水屋面既可用于剛性防水屋面，也可用于卷材防水屋面。采用剛性防水層時(shí)應(yīng)按規(guī)定做好分格縫，防水層做好后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，蓄水后不得斷水。

采用卷材防水層時(shí)，其做法與卷材防水屋面相同，應(yīng)注意避免在潮濕條件下施工。盡管屋面蓄水既有利于改善城市生態(tài)環(huán)境，又有利于節(jié)能，但同時(shí)也存在一些問(wèn)題。當(dāng)屋面蓄水較淺時(shí)需要不定期的供水或換水，管理麻煩，蓄水時(shí)最好采用自然雨水。當(dāng)屋面蓄水較深時(shí)，由于水的荷重對(duì)于建筑物本身是不可忽視的，且影響建筑物的抗震性能，如果防水處理不當(dāng)，還可能引起漏水、滲水，因此需要在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行綜合考慮。

2.2房屋建筑中屋面保溫隔熱節(jié)能設(shè)計(jì)

屋面是整個(gè)房屋接觸外界最多的部分，房屋建筑中屋面的保溫和隔熱功能是建筑物節(jié)能工作重要的方面。傳統(tǒng)建筑上所采用的保溫技術(shù)是正鋪法，原理是把具有節(jié)能作用的材料鋪設(shè)在屋面的兩層建筑材料之間，這種方法在以前建筑中得到了廣泛應(yīng)用。然而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，倒鋪法開(kāi)始出現(xiàn)在建筑行業(yè)中，并逐漸取代了傳統(tǒng)的正鋪法。倒鋪法是把保溫層鋪設(shè)在防水層下方，并且將這兩個(gè)鋪設(shè)的順序顛倒，使保溫效果達(dá)到最佳。實(shí)踐證明，倒鋪法不但可以使屋面的使用壽命得到很大地提高，還可以起到加固屋面防水性的作用。就現(xiàn)階段我國(guó)防水層材料的發(fā)展來(lái)看，防水層節(jié)能材料的造價(jià)還是比較高的，這樣直接導(dǎo)致的是大規(guī)模的使用和推廣很難，所以我國(guó)在研發(fā)上還有很大潛力。

2.3太陽(yáng)能屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

隨著人們?cè)絹?lái)越重視太陽(yáng)能熱水器的充分優(yōu)勢(shì)，并廣泛的將其應(yīng)用于屋頂節(jié)能的科學(xué)設(shè)計(jì)，太陽(yáng)能熱水器的創(chuàng)新功能、安全、節(jié)能性能也得到了充分的提升，其成功應(yīng)用正是環(huán)保節(jié)能屋面創(chuàng)新應(yīng)用的例證。目前，節(jié)能、環(huán)保、便捷安裝、使用快捷、加熱迅速成為太陽(yáng)能熱水器的顯著特點(diǎn)，為用戶節(jié)省了大量的電能，因此其全面科學(xué)發(fā)展的態(tài)勢(shì)還將持續(xù)強(qiáng)勁。太陽(yáng)能熱水器的諸多優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)依賴于其科學(xué)的安裝設(shè)計(jì)措施，我們只有在充分考慮屋面結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)性能的前提下才能使太陽(yáng)能熱水器高效發(fā)揮節(jié)能作用。首先，太陽(yáng)能熱水器的安裝結(jié)構(gòu)布置應(yīng)充分考慮到其對(duì)屋面結(jié)構(gòu)承載力的要求，平頂樓房應(yīng)為太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)獨(dú)立的安裝平臺(tái)，并用剛性防水材料鋪設(shè)屋頂，同時(shí)屋面板鋼筋混凝土的澆筑要采用整體現(xiàn)澆的方式以保證其具有較高的承載、荷載能力。另外對(duì)冷、熱水管線的布置應(yīng)科學(xué)合理，根據(jù)不同用戶的用水需求進(jìn)行適應(yīng)設(shè)計(jì)。

2.4玻璃采光頂屋面的節(jié)能設(shè)計(jì)措施

隨著玻璃在屋面的應(yīng)用，建筑玻璃采光頂?shù)膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，形式也越來(lái)越多樣化。作為一種特殊的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，玻璃采光頂與建筑的保溫隔熱及能耗息息相關(guān)。玻璃采光頂對(duì)建筑形成的熱損失主要體現(xiàn)在太陽(yáng)輻射損失和熱交換熱損失兩個(gè)方面。玻璃采光頂在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中引起的熱交換熱損失與混凝土或磚混砌體相比大7-8倍，玻璃采光頂面積越大，熱工性能越差，建筑物能耗也越大。

就節(jié)能角度來(lái)說(shuō)其保溫性和遮陽(yáng)系數(shù)的要求要根據(jù)相應(yīng)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)確定。保溫性能的分級(jí)參數(shù)為傳熱系數(shù)，而隔熱性能的關(guān)鍵是遮陽(yáng)系數(shù)。?采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范?規(guī)定，舒適性空調(diào)建筑的頂棚傳熱系數(shù)應(yīng)不高于1.2W/m2.°C。采光頂要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是比較困難的。所以應(yīng)該是整個(gè)屋面綜合起來(lái)達(dá)到這一要求。當(dāng)采光頂面積較大時(shí)，采光頂?shù)谋匾蟊容^高。遮陽(yáng)系數(shù)的要求在?夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?中規(guī)定，對(duì)于天窗，其遮陽(yáng)系數(shù)不應(yīng)大于0.5。采光頂一般比天窗的面積大得多，所以要求應(yīng)該更高。進(jìn)行采光頂熱工設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其復(fù)雜的傳熱過(guò)程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究，同時(shí)要根據(jù)不同的地區(qū)應(yīng)有所區(qū)別。

3、建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)廣泛使用太陽(yáng)能、風(fēng)能以及水能等可持續(xù)能源，這便要求在我國(guó)太陽(yáng)能較為豐富的地區(qū)，特別是北方地區(qū)，高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該盡量將太陽(yáng)能的使用作為一項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目，例如，太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能電池等可以安裝在建筑屋面，這種建筑節(jié)能設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)城市居民具備良好的節(jié)能意識(shí)，同時(shí)可以有效減少高層建筑在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)能源的消耗。建筑屋面在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮水資源的利用，通過(guò)雨水回收和處理，可以將收集到的淡水進(jìn)行二次利用，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)中建筑節(jié)能設(shè)計(jì)這一目標(biāo)，同時(shí)對(duì)減少我國(guó)淡水資源匾乏這一現(xiàn)狀有著重要意義。

建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，然而由于大部分建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏對(duì)建筑壽命周期成本的觀念，于是導(dǎo)致在設(shè)計(jì)階段便缺乏關(guān)于建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)的考量，特別是對(duì)建筑屋面節(jié)能涉及的忽略，這要求我們要認(rèn)真反思節(jié)能設(shè)計(jì)的最初本源。

結(jié)束語(yǔ)

建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)是一種利用節(jié)能材料和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而達(dá)到建筑節(jié)能，增加效益，也使得人們的生活環(huán)境更加舒適愜意，這也是人與自然和諧相處，建立和諧社會(huì)的必然要求。應(yīng)該看到，我國(guó)的建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)處于新興階段，擁有很大地發(fā)展?jié)摿?，還需要設(shè)計(jì)者不斷探索，不斷發(fā)展。

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