夏热冬冷地区建筑屋顶节能设计

2011-02-08朱晓菲白文龙

河南城建学院学报 2011年1期

朱晓菲,白文龙

(1.河南城建学院,河南平顶山467036;2.河南长江建设实业有限公司,河南平顶山467001)

能源问题举世瞩目,它和人口、粮食、环境一起成为世界面临的四大难题,也是当前我国所面临的突出问题。能源是制约国民经济发展的重要因素。

建筑节能,就是符合科学的建筑节能设计标准,采用新型墙体材料和隔热保温的门窗材料,通过技术手段,提高建筑物内、外围护结构的保温隔热性能。建筑节能是一门综合性技术,涉及到设计、材料、施工等多个环节。建筑节能的基本方法主要是从采暖、制冷、通风以及照明等方面着手。我国建筑节能的任务是：在保证使用功能、建筑质量和室内环境符合小康目标的前提下,采取各种有效的节能技术与管理措施,降低房屋单位建筑面积的能耗。

我国分为三个气候区,即严寒寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖气候区,这三个气候区在建筑节能方面既有相通的一面,也呈现出各自的特色。夏热冬冷地区在我国分布较广,发展较快,能耗消耗较多。因此,针对该区域气候的适应性进行建筑的节能设计和改造具有十分重要的意义。

在夏热冬冷地区的建筑节能设计中,如何提高围护结构的保温性能是降低建筑能耗的关键。屋顶作为建筑物一种外围护结构,它所造成的室内外温差传热耗能量,大于其它围护结构的能耗值。因此,如何采取必要的构造措施提高房屋的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要,这也是建筑节能设计的一个重要方面。

1 常见的屋顶节能措施

屋顶的保温、隔热是围护结构节能的重点之一。在寒冷的地区屋顶设保温层,以阻止室内热量散失;在炎热的地区屋顶设置隔热降温层以阻止太阳的辐射热传至室内;而在夏热冬冷的地区,建筑节能则要冬、夏兼顾。

常用的屋顶节能措施有：保温隔热型屋顶、架空通风屋顶、种植屋顶(又称绿化屋顶)、蓄水屋顶、其他新型屋顶。

1.1 屋顶保温

主要是在屋顶铺设或粉刷各种保温绝热及反射材料来达到保温节能效果。保温常用的技术措施是在屋顶防水层下设置导热系数小的轻质材料用作保温,如膨胀珍珠岩、玻璃棉等(为正置式保温);也可在屋面防水层以上设置聚苯乙烯泡沫(为倒置式保温)。

除采用膨胀珍珠岩、玻璃棉和聚苯乙烯泡沫等保温材料外,还包括有屋顶反射降温隔热屋顶(屋顶刷铝银粉或采用表面带有铝箔的卷材)、绝热反射膜屋顶(屋顶铺设铝钛合金气垫膜,可阻止80%以上的可见光)、降温涂料屋顶(通过热塑性树脂/热固性树脂+高反射率的透明无机材料制成热反射涂料来降温)和节能屋面瓦屋顶(是将增强水泥喷涂于发泡隔热材料上)。

1.2 架空通风屋顶

架空通风屋顶是指在屋顶设置通风的空气间层,利用间层中空气的流动带走热量,降低屋顶表面温度。

1.3 蓄水屋顶

蓄水屋顶,即在刚性防水屋面上蓄水,其目的是利用水蒸发,带走水层中的热量,消耗屋面的辐射热,从而减弱屋面的传热量和降低屋面温度,是改善屋面热工性能的有效途径。

1.4 植被屋顶

在屋面上铺以种植土,并种植植物,使其起到保温、隔热和生态环保作用的屋面称为植被屋面。典型的屋面为,当平屋面上找坡层平均厚100 mm,再加上覆土厚度为80 mm,其传热系数K＜1.5 W/(m2◦K);增大覆土厚度至200 mm,其传热系数K＜1.0 W/(m2◦K)。夏季,植被屋面与普通隔热屋面相比,表面温度平均低6～7℃,屋内的室内温度相比要低2～3℃。因此,植被屋面在夏季隔热效果显著。