既有建筑屋頂?shù)木G色節(jié)能改造

王冰

摘要：隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，對既有建筑的屋頂進行綠色節(jié)能改造十分必要。文章首先分析了建筑屋頂?shù)脑O(shè)計要求，然后探討了既有建筑屋頂綠色節(jié)能改造的具體措施。

關(guān)鍵詞：既有建筑；節(jié)能改造；屋頂

建筑屋頂直接與自然環(huán)境相接觸，最容易受到諸如外界氣溫、日光輻射等外界因素的影響，屋頂所造成的室內(nèi)耗能量大于任何一面外墻和地面的耗能量。因此，提高屋頂?shù)母魺岜匦阅?，對提高建筑抵抗夏季室外熱作用和冬季保溫作用的能力尤為重要?/p>

一、建筑屋頂?shù)脑O(shè)計要求

依據(jù)屋面的坡度以及主要形式，可以將屋頂分為以下幾種類型：第一，平屋頂，也就是屋面的坡度為2%-5%；第二，坡屋頂，也就是屋面的坡度一般大于10%；第三，曲面屋頂，主要是由薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等作為屋頂?shù)闹饕兄亟Y(jié)構(gòu)，形成不同形狀的屋頂。例如雙曲拱屋頂?shù)?。建筑的屋頂在設(shè)計的時候必須滿足以下設(shè)計的要求：

（一）防水要求

作為維護結(jié)構(gòu)，屋頂最基本的功能是防止?jié)B漏，因此屋頂構(gòu)造設(shè)計的主要任務(wù)是解決漏水問題。一方面需要使用不透水的屋面材料及采用合理的構(gòu)造處理來達(dá)到防水的目的，另一方面需要采取適當(dāng)?shù)呐潘胧?，將屋面積水及時排掉，以

減少滲漏的可能。因而一般屋面都需有一定的排水坡度。屋頂?shù)姆浪孤┦且豁椌C合性技術(shù)，它涉及建筑及結(jié)構(gòu)的形式、屋頂坡度、防水材料、屋面構(gòu)造處理等問題，需加以綜合考慮。

（二）隔熱保溫要求

隔熱保溫是屋頂?shù)闹匾δ埽彩墙ㄖ?jié)能的重要保障。對于有冬冷夏熱氣候特征的地區(qū)，屋頂應(yīng)有良好的隔熱保溫性能，減少能量損失，以保持室內(nèi)溫度適宜。屋頂?shù)谋?，一般是采用熱阻很大的材料，阻止室?nèi)熱量由屋頂流向室外。屋頂?shù)母魺釀t通?？吭O(shè)置通風(fēng)間層，利用風(fēng)壓及熱壓差產(chǎn)生空氣流動帶走一部分輻射熱或采用隔熱性能很好的材料，減少由屋頂傳入室內(nèi)的熱量來達(dá)到目的。

（三）結(jié)構(gòu)要求

屋頂需承受風(fēng)、雨、雪等荷載及其自重。屋頂將這些荷載傳遞給墻柱等結(jié)構(gòu)，與其共同構(gòu)成建筑的受力主體，因而屋頂也是承重構(gòu)件，必須有足夠的強度和剛度，以保證房屋的結(jié)構(gòu)安全。從防水的角度觀之，則不允許屋頂受力后有過大的形變，否則易使防水層開裂，造成屋面滲漏。

二、既有建筑屋頂?shù)木G色節(jié)能改造措施

（一）保溫屋面

通過給建筑外圍護結(jié)構(gòu)增加保溫層是當(dāng)前最為普遍的建筑節(jié)能措施之一。因其節(jié)能效果顯著，技術(shù)成熟，操作方便且經(jīng)濟性能好，所以該技術(shù)的應(yīng)用范圍極其廣泛。例如常見的金屬保溫屋面系統(tǒng)，主要是由結(jié)構(gòu)底板、防潮材料、防水材料、屋面板、保溫棉板等共同組成?？梢酝ㄟ^調(diào)整保溫材料以及防潮材料的厚度和密度來調(diào)節(jié)屋面的保溫效果。金屬保溫屋面的節(jié)能效果十分明顯。但是在使用的時候應(yīng)注意以下幾點：第一，應(yīng)優(yōu)先選擇導(dǎo)熱系數(shù)低且密度較小的保溫材料，用以防止屋面的厚度和荷載力過大；第二，在施工的過程中尤其要注意保溫材料吸入水分，高濕度將會降低原保溫材料的效果；第三，防潮層兩邊的保溫材料應(yīng)設(shè)置合理的厚度比例，防止防潮層下的溫度低于露點溫度而出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。

（二）綠化屋頂

1.屋頂綠化的設(shè)計原則

第一，以安全為前提，安全貫穿屋頂花園造園的全過程，屋頂?shù)闹餐敛捎幂p質(zhì)營養(yǎng)植土與屋面的防水、綠化隔層板、過濾泥水防止落水管阻塞是屋頂綠化的關(guān)鍵技術(shù)要素；第二，植物以耐旱草皮和局部造景為主，充分發(fā)揮綠化的生態(tài)效益和環(huán)境效益，為人們提供良好的居住、工作和生活環(huán)境；第三，因“頂”制宜。景觀設(shè)計時，屋頂綠化全園結(jié)合周圍的環(huán)境采用自然式布局手法，根據(jù)屋面梁柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件承重能力較好，恰當(dāng)進行微地形處理，使整個空間序列的展開多樣而富于變化；第四，盡量降低造價。

2.屋頂綠化的設(shè)計方法

（1）屋頂花園的設(shè)計要求

在屋頂綠化中，植被屋面設(shè)計相對比較簡單，一般選擇景天類植物做地被栽植，主要考慮屋面的排（蓄）水、承載力等因素。

1）花園形式屋頂綠化可做成小游園的形式服務(wù)于游人，多用于服務(wù)性建筑如賓館、酒樓等。小游園應(yīng)有適當(dāng)起伏的地貌，配以小型亭、花架等園林建筑小品，并點綴以山石。選擇淺根性的小喬木，與灌木、花卉、草坪、藤本植物等搭配。為滿足植物根系生長需要，種植土要30厘米至40厘米厚，局部可設(shè)計成60厘米至80厘米。此類屋頂花園要特別注意在建筑設(shè)計時統(tǒng)籌考慮，以滿足屋頂花園對屋頂承重能力的要求，設(shè)計時還要盡量使較重的部位設(shè)計在梁柱上方的位置。

2）色塊圖案形式采用大葉黃楊、紫葉小聚等觀葉植物或整齊、艷麗的各色草花配以草坪構(gòu)成圖案，俯視效果好，多用于屋頂高低交錯時低層屋頂?shù)木G化。

3）應(yīng)季布置形式采用盆栽花卉，根據(jù)其盛花期隨時更換，并可在樓的邊緣處擺放懸垂植物，兼顧墻體綠化。此法多用于低層屋頂綠化。

（2）屋頂綠化的構(gòu)造設(shè)計

屋頂綠化的屋面構(gòu)造由下至上依次為：結(jié)構(gòu)層、保溫層、找平層、屋面防水層、分離滑動層、隔根層、排水層、過濾層、基質(zhì)層、植被層。在屋頂綠化中，屋面四周應(yīng)設(shè)擋墻，擋墻下部應(yīng)設(shè)泄水孔。屋頂綠化中的9個構(gòu)造層并不是層層必有，根據(jù)氣候、地域、建筑形式可以減少某一層次。

3.屋頂綠化的施工

屋頂綠化施工時，應(yīng)按照屋頂?shù)臉?gòu)造結(jié)構(gòu)層，一步步地操作，要嚴(yán)格按照設(shè)計的植物種類、規(guī)格和對栽培基質(zhì)的要求而施工，并認(rèn)真檢測，以保證施工質(zhì)量。

4.屋頂綠化的維護

一般來說，所有的屋頂綠化都需要維護，屋頂植物移栽有一個適應(yīng)環(huán)境的過程，植物移栽初期需要特別維護。一般只會對新環(huán)境有了一定的適應(yīng)后，可以粗放管理，但必要時需要簡單的維護。主要應(yīng)做好灌溉，施肥，雜草清除，修剪，病蟲害防治，防風(fēng)防寒等工作。例如，由于屋頂種植土厚度較薄，土壤的保水能力相對于地面要差，同時，屋項因光照強、風(fēng)大，植物的蒸騰量大、易失水，尤其是夏季高溫季節(jié)，當(dāng)長時間沒有降水時，應(yīng)該及時澆灌。

（五）屋頂平改坡

“平改坡”是指在建筑結(jié)構(gòu)許可條件下，將多層住宅平屋面改造成坡屋頂，并對外立面進行整修粉飾，達(dá)到既改善住宅性能又改變建筑物外觀視覺效果的房屋修繕行為。其具有如下特點：第一，節(jié)能效果明顯。坡屋頂?shù)臒崃恳绕轿蓓斝?，而且由于坡屋頂?shù)膼烅斂臻g的存在，可以有效緩解屋頂外表面的高溫對頂層吊頂內(nèi)表面溫度的影響，如果加上適當(dāng)?shù)耐L(fēng)設(shè)計將會使夏季居住熱舒適環(huán)境更好；第二，防漏性能好。平屋面建筑在防水上是依靠防水層“以堵為主”，而坡屋面則“以疏為主”，從根本上解決了屋頂雨水滲漏的問題；第三，改變建筑外部造型。為了充分利用坡屋面形成的空間，多層住宅頂層可設(shè)計成躍層，形成空中小別墅，使主要房間有良好的隔熱保溫性能，并增加了儲藏空間和活動空間。

（六）太陽能屋頂

目前更多的是利用智能化技術(shù)、生態(tài)技術(shù)實現(xiàn)建筑屋頂節(jié)能，如太陽能集熱屋頂和可控制通風(fēng)屋頂?shù)?。太陽能屋頂是指可分別安裝在每棟獨立建筑上的光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能屋頂一方面能通過對太陽輻射能的吸收減少屋頂吸熱量，降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)負(fù)荷。另一方面把吸收的太陽能轉(zhuǎn)化電能，供給房屋各種用電設(shè)備?？偟膩碚f，它不但減少了建筑能耗，而且為建筑提供了能源。但太陽能屋頂建筑成本太高，因而普及率度較低。

總之，屋頂作為建筑外圍護的重要組成部分，其所造成的能耗消耗十分巨大。因此我們必須采取一定的節(jié)能措施進行既有建筑的屋頂改造，屋頂節(jié)能改造的途徑很多，應(yīng)依據(jù)建筑物所處的地理位置和氣候條件等，采取合適的改造方法。

參考文獻

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