关于建筑屋面节能设计措施的分析

周静

【摘 要】近年来，随着资源紧张问题的出现，人们开始重视节能技术的应用。本文就针对屋面建筑中的节能设计进行研究，并提出其节能设计措施，对资源的降耗以及节能减排事业做出贡献。

【关键词】资源消耗；屋面建筑；节能设计

引言

节能己经成为现代社会发展的主要方向，社会各个行业都在提倡节能，其中以建筑业的呼声最大。建筑节能的原因在于，建筑行业发展会消耗大量不可再生能源，如煤炭、石油等，这些能源使用殆尽后，人类生存与发展会受到影响，所以强调建筑行业必须实现节能发展。

1、我国节能设计的应用现状

我国对于建筑节能技术的应用还处于刚刚起步阶段，与发达国家存在着较大的距离，存在着能源上的严重浪费。目前我国节能设计技术在推广过程中还存在着较多的问题，缺乏完善的配套政策，节能管理体制和监管缺失，在实际推广过程中存在着执法不严的情况，而且缺乏必要的监督，目前对于建筑节能的推广在资金投入上较少，建筑节能的基础研究缺乏，没有完善的建筑节能标准与之配套。建筑产品作为一个完整的整体，其要想实现节能的要求，则需要多个专业和多个部门之间良好的配合，从而实现节能的要求。目前在很多建筑设计时，设计师往往单纯的追求外观上的美观，从而加大了飘窗和外墙的面积，这就给节能带来了较大的困难。目前在我国的建筑市场上，真正的节能生态建筑还相当少，多数情况下房地产商所宣扬的节能建筑多是利用几种高新技术进行简单拼装而成后标榜为节能建筑。目前我国经济快速发展过程中，对能源存在着较大的消耗，在这种情况下应加大对低成本、高效益的节能技术的推广，加强建筑节能设计，避免在建筑节能方面存在着较大的盲目性，导致人、财、物的浪费。通过近几年的努力，我国在建筑节能工作上取得了一些进展，无论是节能的领域还是范围都得以进一步扩大，而且节能建筑的数量也呈逐年增加的趋势。同时一些新型能源也得以在建筑上进行应用，特别是对于供暖地区的建筑，节能的效果相当明显。

2、建筑屋面节能设计措施应用分析

2.1蓄水屋面的应用

蓄水屋面就是在刚性防水屋面上蓄一层水，通过水的热稳定性和蒸发散热性，直接消耗晒到屋面的太阳辐射热，从而有效地减弱屋面的传热量和降低屋面温度。水是所有液体中比热最大的，每kg水降低（或升高）一摄氏度所释放（或吸收）的热量就有4.2 kJ。在相同的条件下，与非蓄水屋面相比，在屋面上蓄一定厚度的水，增大了整个屋面的热阻和温度的衰减倍数，大大降低了屋顶内表面的温度输出和热流效应，降低了屋面内表面的最高温度，从而可以一定程度地降低室内温度，节约夏季降温所需的电能。在整个城市的夏季热环境当中，若大量采用这种具有隔热和节能效果的蓄水屋面可以在一定程度上缓解城市“热岛”效应，改善整个城市的生态环境。长期浸泡在水中有利于混凝土后期强度的增长，又由于混凝土中的一些成分在水中继续水化产生湿涨，使水中的混凝土有更好的防渗水性能。因此，蓄水屋面既可用于刚性防水屋面，也可用于卷材防水屋面。采用刚性防水层时应按规定做好分格缝，防水层做好后应及时养护，蓄水后不得断水。

采用卷材防水层时，其做法与卷材防水屋面相同，应注意避免在潮湿条件下施工。尽管屋面蓄水既有利于改善城市生态环境，又有利于节能，但同时也存在一些问题。当屋面蓄水较浅时需要不定期的供水或换水，管理麻烦，蓄水时最好采用自然雨水。当屋面蓄水较深时，由于水的荷重对于建筑物本身是不可忽视的，且影响建筑物的抗震性能，如果防水处理不当，还可能引起漏水、渗水，因此需要在设计时进行综合考虑。

2.2房屋建筑中屋面保温隔热节能设计

屋面是整个房屋接触外界最多的部分，房屋建筑中屋面的保温和隔热功能是建筑物节能工作重要的方面。传统建筑上所采用的保温技术是正铺法，原理是把具有节能作用的材料铺设在屋面的两层建筑材料之间，这种方法在以前建筑中得到了广泛应用。然而随着科学技术的不断进步，倒铺法开始出现在建筑行业中，并逐渐取代了传统的正铺法。倒铺法是把保温层铺设在防水层下方，并且将这两个铺设的顺序颠倒，使保温效果达到最佳。实践证明，倒铺法不但可以使屋面的使用寿命得到很大地提高，还可以起到加固屋面防水性的作用。就现阶段我国防水层材料的发展来看，防水层节能材料的造价还是比较高的，这样直接导致的是大规模的使用和推广很难，所以我国在研发上还有很大潜力。

2.3太阳能屋面的节能设计措施

随着人们越来越重视太阳能热水器的充分优势，并广泛的将其应用于屋顶节能的科学设计，太阳能热水器的创新功能、安全、节能性能也得到了充分的提升，其成功应用正是环保节能屋面创新应用的例证。目前，节能、环保、便捷安装、使用快捷、加热迅速成为太阳能热水器的显著特点，为用户节省了大量的电能，因此其全面科学发展的态势还将持续强劲。太阳能热水器的诸多优势体现依赖于其科学的安装设计措施，我们只有在充分考虑屋面结构及设计性能的前提下才能使太阳能热水器高效发挥节能作用。首先，太阳能热水器的安装结构布置应充分考虑到其对屋面结构承载力的要求，平顶楼房应为太阳能热水器设计独立的安装平台，并用刚性防水材料铺设屋顶，同时屋面板钢筋混凝土的浇筑要采用整体现浇的方式以保证其具有较高的承载、荷载能力。另外对冷、热水管线的布置应科学合理，根据不同用户的用水需求进行适应设计。

2.4玻璃采光顶屋面的节能设计措施

随着玻璃在屋面的应用，建筑玻璃采光顶的应用越来越广泛，形式也越来越多样化。作为一种特殊的建筑围护结构，玻璃采光顶与建筑的保温隔热及能耗息息相关。玻璃采光顶对建筑形成的热损失主要体现在太阳辐射损失和热交换热损失两个方面。玻璃采光顶在建筑围护结构中引起的热交换热损失与混凝土或砖混砌体相比大7-8倍，玻璃采光顶面积越大，热工性能越差，建筑物能耗也越大。

就节能角度来说其保温性和遮阳系数的要求要根据相应的节能标准确定。保温性能的分级参数为传热系数，而隔热性能的关键是遮阳系数。?采暖通风与空气调节设计规范?规定，舒适性空调建筑的顶棚传热系数应不高于1.2W/m2.°C。采光顶要达到这个标准是比较困难的。所以应该是整个屋面综合起来达到这一要求。当采光顶面积较大时，采光顶的保温要求比较高。遮阳系数的要求在?夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准?中规定，对于天窗，其遮阳系数不应大于0.5。采光顶一般比天窗的面积大得多，所以要求应该更高。进行采光顶热工设计时，必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究，同时要根据不同的地区应有所区别。

3、建筑屋面节能设计的原则

建筑屋面节能设计中应广泛使用太阳能、风能以及水能等可持续能源，这便要求在我国太阳能较为丰富的地区，特别是北方地区，高层建筑在设计过程中都应该尽量将太阳能的使用作为一项重点项目，例如，太阳能热水器和太阳能电池等可以安装在建筑屋面，这种建筑节能设计可以培养城市居民具备良好的节能意识，同时可以有效减少高层建筑在运行过程中对能源的消耗。建筑屋面在设计过程中应充分考虑水资源的利用，通过雨水回收和处理，可以将收集到的淡水进行二次利用，这样不仅可以实现我国高层建筑设计中建筑节能设计这一目标，同时对减少我国淡水资源匾乏这一现状有着重要意义。

建筑屋面节能设计是一项复杂的系统工程，然而由于大部分建筑企业在设计过程中缺乏对建筑寿命周期成本的观念，于是导致在设计阶段便缺乏关于建筑节能的设计的考量，特别是对建筑屋面节能涉及的忽略，这要求我们要认真反思节能设计的最初本源。

结束语

建筑屋面节能设计是一种利用节能材料和技术来实现的，从而达到建筑节能，增加效益，也使得人们的生活环境更加舒适惬意，这也是人与自然和谐相处，建立和谐社会的必然要求。应该看到，我国的建筑屋面节能设计处于新興阶段，拥有很大地发展潜力，还需要设计者不断探索，不断发展。

参考文献：

[1]李振翔.办公建筑节能设计方法研究[D].浙江大学，2004.

[2]陈良波.屋面建筑节能设计对策分析[J].价值工程，2011，12：152.