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节能建筑屋面的比较研究摘要:能源的过度消耗逐渐被越来越多的人重视,节约能源已成为国家发展中不可或缺的一部分,而建筑节能则又是节能的重中之重.通过对建筑外部围护结构中最容易被人们忽视的屋顶结构的分析、对比,进而从中得出不同屋面形式在节能、构造上的优势与劣势,对今后建筑设计屋面形式的选择有因地制宜、取长补短之效.关键词:建筑屋面节能;屋面形式;适用范围;节能效果在影响建筑节能的各因素中,建筑围护结构的保温无疑是最重要的因素之一.建筑围护结构,是由包围空间的、将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料构成,包括墙体、门窗和屋面.围护结构必须平衡通风和采光的需求,并提供适合于建造地点气候条件的热湿保护.[1]改善建筑围护结构的热工性能是保证室内热舒适条件的关键问题之一,对于建筑在运行中的能量消耗是一个主要因素,而屋面节能技术是其中的重要组成部分;屋面节能技术又与建筑屋顶的构造形式息息相关.屋面构造形式大致有构造式保温隔热屋面、建筑形式保温隔热屋面、生态覆盖式保温隔热屋面等.1构造式保温隔热屋面构造式保温隔热屋面,也就是我们常说的板材式保温隔热式屋面,这类建筑屋面多以在屋顶构造中增加保温材料层,通过低传热系数和大热惰的材料来阻挡外部热量的进入和内部能量的流失.这类形式的屋面大致分为传统保温隔热屋面和倒置式屋面,主要区别在于保温材料层在屋面构造中的位置不同.传统保温隔热屋面传统屋面构造做法,即正置式屋面,其构造一般为隔热保温层在防水层的下面.因为传统屋面隔热保温层的选材一般为珍珠岩,水泥聚苯板,加气混凝土,陶粒混凝土,聚苯乙烯板(EPS)等材料.这些材料普遍存在吸水率大的通病,如果吸水,保温隔热性能大大降低,无法满足隔热的要求,所以一定要使防水层做在其上面,防止水分的渗入,保证隔热层的干燥,方能隔热保温.为了提高材料层的热绝缘性,最好选用导热性小、蓄热性大的材料,同时要考虑不宜选用容量过大的材料,防止屋面荷载过大.屋面保温隔热材料不宜选用吸水率较大的材料,以防止屋面湿作业时,保温隔热层大量吸水,降低热材料层内不易排除的水分,设计人员可根据建筑的热工设计计算确定其厚度.此种形式的屋面适用于寒冷地区和夏热冬冷地区的新建和改造住宅的屋顶保温,并能够保证冬季屋顶内表面温度和室外采暖环境的差值小于4℃.倒置式屋面图1倒置式屋面所谓倒置式屋面是外保温屋面形式的一个倒置形式(如图1),将保温层设计在防水层之上,大大减弱了防水层受大气,温差及太阳光紫外线照射的影响,使防水层不易老化,因而能长期保持其柔软性、延伸性等性能,有效延长使用年限.[2]据国外有关资料介绍,可延长防水层使用寿命2~4倍.倒置式屋面省去了传统屋面中的隔气层及保温层上的找平层,施工简化,更加经济.即使出现个别地方渗漏,只要揭开几块保温板,就可以进行处理,易于维修.同时倒置式屋面的构造要求保温隔热层应采用吸水率低的材料,如聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃、挤塑聚苯乙烯泡沫板等.且在保温隔热层上应用混凝土、水泥砂浆或干铺卵石作为保护层,以免保温隔热材料受到破坏.在使用保护层混凝土板或地砖等材料时,可用水泥砂浆铺砌,卵石保护层,在卵石与保温隔热材料层间应铺一层耐穿刺且耐久性的防腐性能好的纤维织物.[2]此种形式的屋面适用于寒冷地区和夏热冬冷地区的新建和改造住宅的屋顶保温,并能够保证冬季屋顶内表面温度和室外采暖环境的差值小于4℃;可使防水层的使用寿命延长2~4倍.2建筑形式保温隔热屋面通风屋顶就是一种典型的建筑形式保温隔热屋面,通风屋顶是屋盖由实体结构变为带有封闭或通风的空气间层的双层屋面结构形式,在我国夏热冬冷地区广泛地采用,尤其是在气候炎热多雨的夏季,这种屋面构造形式更显示出它的优越性.屋盖由实体结构变为带有封闭或通风的空气间层的结构,通过空气间层的空气流动带走太阳辐射热量,大大地提高了屋盖的隔热能力.[3]但在通风屋面的设计施工中应根据基层的承载能力,简化构造形式,通风屋面和风道长度不宜大于15 m,空气间层以200 mm左右为宜;架空隔热板与山墙间应留出250 mm的距离;同时在架空隔热层施工过程中,要做好完工防水的保护工作.带可通风阁楼层的住宅,其原理与通风屋面相同,所不同的是阁楼的空间高大,通风效果比架空阶砖的通风屋顶更好,且阁楼有良好的防雨防晒功能,能有效改善住宅顶部的热工质量,如图2所示.此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的新建和改造住宅的屋顶保温.图2阁楼屋面通风屋面的降温效果明显,在自然通风条件下,实砌屋面和通风屋面的隔热效果如表1所示.表1通风屋面和实砌屋面隔热效果比较℃通风屋面实砌屋面差值内表面平均温度29. 9 34. 9 5内表面最高温度31. 1 39. 4 8. 3室温平均值29. 7 31. 3 1. 6室温最高值30. 2 32. 7 2. 53生态覆盖式保温隔热屋面生态覆盖式保温隔热屋面是通过生态材料覆盖于建筑屋顶,利用覆盖物自身对周围环境变化而产生的相应反应,来弥补建筑本身不利的能源损耗,其中以种植屋面和蓄水屋面较为典型.种植屋面过去就有很多“蓄土种植”屋面的应用实例,通常被称为种植屋面.目前在建筑中此种屋顶的应用更为广泛,利用屋顶种草栽花,甚至种灌木、堆假山、设喷泉,形成了“操场屋顶”或屋顶花园,是一种生态型图3种植屋面构造的节能屋面.种植屋面是利用屋面上种植的植物阻隔太阳能防止房间过热的一项隔热措施(如图3).其隔热原理有3个方面.一是植被茎叶的遮阳作用,可以有效地降低屋面的室外综合温度,减少屋面的温差传热量;二是植物的光合作用消耗太阳能用于自身的蒸腾;三是植被基层的土壤或水体的蒸发消耗太阳能.因此,种植屋面是一种十分有效的隔热节能屋面,如果植被种类属于灌木,则还可以有利于固化CO2,释放氧气,净化空气,能够发挥出良好的生态功效.[3]种植屋面相对施工要求较为复杂,结构层采用整体浇筑或预制装配的钢筋混凝土屋面板;防水层应选用设置涂膜防水层和配筋细石混凝土刚性防水层两道防线的复合防水设防的做法,以确保其防水质量;在结构层上做找平层,找平层宜采用1∶3水泥砂浆,其厚度根据屋面基层种类(按照屋面工程技术规范)规定为15~30 mm,找平层应坚实平整.找平层宜留设阁缝,缝宽为20 mm,并嵌填密封材料,分隔缝最大间距为6 m;种植屋面栽培的植物宜选择浅根植物如各种花卉、草等,一般不宜种植根深的植物;种植屋面坡度不宜大于3%,以免种植介质流失.此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的住宅屋顶防热.种植屋面的节能效果如表2所示.表2种植屋面的热工效果比较种植屋面无种植屋面差值外表面最高温度/℃29 61. 6 32. 6外表面温度波幅/℃1. 6 24 22. 4内表面最高温度/℃30. 2 32. 2 2内表面温度波幅/℃1. 2 1. 3 0. 1内表面最大热流/(W /m2) 2. 2 15. 3 13. 1内表面平均热流/(W /m2) -5. 27 9. 1 14. 4室外最高温度/℃36. 4 36. 4 0室外平均温度/℃29. 1 29. 1 0最大太阳辐射照度/(W /m2) 862 862 0平均太阳辐射照度/(W /m2) 215. 2 215. 2 蓄水屋面蓄水屋面就是在屋面上储一薄层水用来提高屋顶的隔热能力,其构造如图4.水在屋顶上能起到隔热作用的原因,主要是水在蒸发时要吸收大量的汽化热,而这些热量大部分从屋面所吸收的太阳辐射中摄取,所以大大减少了经屋顶传入室内的热量,相应地降低了屋面的内表面温度.图4蓄水屋面构造用水隔热是利用水的蒸发耗热作用,而蒸发量的大小与室外空气的相对湿度和风速之间的关系非常密切.其中相对湿度的蒸发作用最强烈,从屋面吸收而用于蒸发的热量最多.而这个时刻内的屋顶室外综合温度恰恰最高,即适逢屋面传热最强烈的时刻.这时就是在一般的屋顶上喷水、淋水,亦会起到蒸发耗热而削弱屋顶的传热作用.因此在夏季气候干燥、白天多风的地区,用水隔热的效果必然显著.[4]蓄水屋顶也存在一些缺点,在夜里屋顶蓄水后外表面温度始终高于无水屋面,这时很难利用屋顶散热.且屋顶蓄水也增加了屋顶静荷重,以及为防止渗水还要加强屋面的防水措施.防水层的做法是采用40 mm厚、200#细石混凝土加水泥用量0. 05%的三乙醇胺或水泥用量1%的氯化铁, 1%的亚硝酸钠(体积浓度98% ),内设�4 mm、200 mm×200 mm的钢筋网,防渗漏性能最好.混凝土防水层应依次浇筑完毕,不得留施工缝,立面与平面的防水层应一次做好,防水层施工气温宜为5~35℃,应避免在负温或烈日暴晒下施工,刚性防水层完工后应及时养护,蓄水后不得断水.[5]此种形式的屋面适用于夏热冬冷和夏热冬暖地区的住宅屋顶防热.不同厚度蓄水层面热工测定数值如表结束语综上所述,从现有主要几种屋面的保温形式的比较中不难看出,屋面保温节能屋面是建筑物上部与外界直接接触的重点部位,其保温与隔热对建筑节能具有重要意义.如今建筑节能工作已在全国启动,节能住宅也是一项正在兴起的崭新事业,体现了建筑节能的发展方向.为达到节能目的,必须跟随世界和中国筑节能发展的大趋势和大潮流,抓住机遇、迎接挑战、开拓进取,尝试使用多种屋面的建筑手法、生态形式搞好建筑节能,改善室内热环境,促进建筑技术和建筑产业的发展,为合理利用资源、保护生态环境、提高人民生活质量而努力.表3不同厚度蓄水层面热工测定数值测试项目蓄水层厚度/mm510 100 150 200外表面最高温度/℃43. 63 42. 90 42. 90 41. 58外表面温度波幅/℃8. 63 7. 92 7. 60 5. 68内表面最高温度/℃41. 51 40. 65 39. 12 38. 91内表面温度波幅/℃6. 41 5. 45 3. 92 3. 89内表面最低温度/℃30. 72 31. 19 31. 51 32. 42室外最高温度/℃38. 00 38. 00 38. 00 38. 00室外温度波幅/℃4. 40 4. 40 4. 40 4. 40内表面热流最高值/(W /m2) 21. 92 17. 23 14. 46 14. 39内表面热流最低值/(W /m2) 15. 56 12. 25 11. 77 7. 76内表面热流平均值/(W /m2) 0. 5 0. 4 0. 73 2. 49参考文献:[1]沈致和.住宅节能原理与设计[M].合肥:安徽科学技术出版社, 2006: 1.[2]王建胜,王军.倒置式屋面在今后住宅中的地位[J].四川建筑科学研究, 2001(1): 75-76.[3]许家涌,李振宇.浅谈生态家住屋面与建筑节能[J].山西建筑, 2008, 34: 81-82.[4]唐鸣放,孟庆林.蓄水屋面强化隔热研究[J].建筑技术开发, 2000(6): 36.[5]刘少斌.蓄水屋面的设计与施工[J].湖南城建高等专科学校学报, 2000(4): 21-22.
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目前，随着我国城市化进程的不断加快，环境保护的问题也越来越严重，建筑施工中节能环保材料的使用也越发得到重视。相比传统的建筑材料，节能环保材料对人类和环境的“亲和性”更加高，在降低了建筑物对人体的伤害的同时还起到了环保的作用。在日后的建筑行业当中，节能环保材料的使用只会更加的广泛。本文针对节能环保材料的优点进行了剖析，并就其在建筑工程当中的相关应用进行了研究。1节能环保材料的概念在建筑施工的时候，材料是相当重要的，材料的价格与耐用性是选择施工材料的重要因素，这就使得在施工的时候使用了很多的胶体与合成物，这不仅造成了一些有害物质的释放，还影响了建筑物当中的环境安全。新型的节能环保材料是指得是不仅能够满足建筑物防火、舒适等功能要求，还能够满足节能、保护环境等需求的建筑材料。2建筑节能环保材料的特点新型节能环保材料相比于传统的建筑材料，有着以下几个特点：（1）新型节能环保材料有着安装方便、防火、防潮、耐老化等特点；（2）节能环保材料较为重视抑制微生物的生长于繁殖，从而更能保证节能环保材料的安全；（3）使用节能环保材料，更能够营造适合人们生活的居住环境。3建筑施工中的节能环保材料保温材料大部分的建筑物能量损耗是从屋顶与墙体损失的。建筑施工中使用的保温隔热材料可以分为有机材料与无机材料两种材料。无机隔热材料有着阻燃、耐化学腐蚀性好等的特性，比如：玻璃棉、泡沫混凝土、石棉等的材料。有机隔热材料有着吸水率低、强度高等的特点，比如：植物纤维类的隔热板、泡沫塑料等材料。墙体保温材料墙体在整个房屋建筑施工中占了70%，是整个建筑施工过程中的重要组成部分。墙体的保温材料又分很多种，按照材料的防火等级可以分为：A级，即无机的保温材料构成的不会燃烧的材料，比如：岩棉板、玻璃棉板等材料；B1级，是在有机材料中添加了大量的阻燃剂的难以燃烧的材料，比如：难燃酚醛板、挤塑聚苯板等材料；B2级，是在有机材料中添加了适当的阻燃剂的保温材料。按照材料的保温效果，岩棉板、无机保温砂浆、挤塑聚苯板等材料的保温效果比较好，无机保温砂浆的保温效果比较差。新型的墙体材料包含了块、砖、板的材料，很多的墙体材料是与煤矸石、竹炭等材料为主要的生产材料，其有着保温、无污染等的特点。防水材料防水材料主要是用在外墙、屋顶、楼板的防水方面，包括高分子防水卷材、改性沥青防水卷材等的防水材料。门窗与玻璃门窗与玻璃幕墙是建筑物传导热量最活跃的位置，其损失的热量是墙体损失热量的5-6倍，建筑物的热量40%-50%是由门窗的位置损失的。假如使用塑钢或者是钢制的复合保温窗，透光率能够达到80%，并将90%以上的红外线与长波反射回室内，其保温的性能比传统的窗户高了5-8倍，因而，在建筑物中使用节能的门窗与玻璃能够为建筑物节约能源40%左右。4建筑节能环保材料在施工中的使用屋顶使用的节能材料屋顶的保温与隔热是节能工作的重要环节。在屋顶使用保温隔热材料，在冬季能够降低室内热量的损失，在夏季能够阻止太阳的辐射热传到室内。而屋顶常用的保温措施，就是在屋顶的防水层下面设置导热系数比较小的轻质材料，也可以在屋面的防水层上面设置聚苯乙烯泡沫。外国还会使用废纸制作为纸纤维保温层，这种方法的生产耗能比较小，保温的性能比较好，在对纸纤维进行硼砂阻燃处理之后也能达到防火的要求。外墙使用的节能材料建筑物外墙的热量损失在建筑物的热量损失中也占了很大的比例，因而在建筑物的外墙使用节能环保材料，也是建筑节能的重要环节。根据保温层设置位置的不同可以增设夹心保温层、外附保温层、内附保温层这三种情况。我国一般会使用夹心保温的方式，欧洲一般会使用外附发泡聚苯板的保温方式。我国常用的外墙保温技术包含了现浇混凝土复合有网聚苯颗粒外保温、岩棉聚苯颗粒外保温等方式。保温涂料综合了保温材料与涂料的特点，在保温涂料干燥时候，会形成有着一定的强度与弹性的保温层，此保温层符合外墙保温材料的要求。增加围护结构的隔热性能的费用大约是总投资的3%-6%，但其节能的效果却可以达到20%-40%。因而，制造出多种新型的墙体材料，进而达到节约能源、促进建筑行业技术发展等的目的。门窗与玻璃幕墙使用的节能材料在整个建筑物当中，热量的损失大部分是在门窗的部位损失的。在门窗与玻璃幕墙使用节能环保的材料，能够提高建筑的节能效果。现在的节能玻璃主要包含：真空玻璃、中空玻璃等玻璃材料。有着节能功能的材料有着节能效果的管材、板材与装修材料有很多种，比如：木地板、节能建筑涂料等材料，这些都有着功能性与装饰性的特点，在建筑中使用这些节能环保材料，不仅能够提高建筑的节能效果，还能够提高建筑物的内涵。5我国节能环保材料的发展前景使用可再生能源生产节能环保材料目前，我国的工业废渣产量较高，回收这些废渣来生产建筑材料，不仅能够减少对环境的污染与资源的浪费，还能够实现经济与环境的可持续发展。我们应该尽量少用天然的资源，使用废弃物来生产建筑材料；尽可能使用对环境污染比较小的生产技术；要加强对新产品的研发。使用环保材料生产节能环保材料随着人们对环境的重视，人们对居住环境的要求也是越来越高，这是节能环保材料的发展方向。建材的主管部门与建筑行业的主管部门，应该加强交流与合作，对建筑材料的使用应该进行严格的管理，促使环境友好型建材的发展。6结语总而言之，节能环保材料在建筑中的使用，不仅能够提高建筑物的节能效果，还能够降低建筑材料对人体以及环境的伤害。因此，在今后的作业中，我们更应该大力提倡节能环保材料的使用，让节能材料走进各家各户，在促进建筑行业健康、稳定发展的同时，为人类和环境的和谐稳定发展出一份力，努力构建一个环境友好型社会。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
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小白兔256 6人参与回答 2023-12-11 
