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屋面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)研究論文
一、降低建筑熱量損耗節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)策
（一）植被生態(tài)化屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展導(dǎo)致了城市環(huán)境問(wèn)題日益惡化，尤其是城市熱島效應(yīng)，針對(duì)裸露的屋面進(jìn)行植被綠化，可以有效提高城市綠地覆蓋率，改善城市氣候，同樣也適用于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)范疇。植被的首要作用便是遮陽(yáng)降溫，尋常的遮陽(yáng)構(gòu)件只是通過(guò)反射的方式防止室內(nèi)得熱，而植被可以進(jìn)一步減少夏季外層空氣與建筑內(nèi)部的熱交換，同時(shí)利用光合作用吸收太陽(yáng)輻射，從而降低周圍環(huán)境溫度，提升室內(nèi)空調(diào)的節(jié)能效果；植被的蒸騰作用可以將屋頂存留的雨水散發(fā)到空氣，降低周邊環(huán)境的干燥程度，植被可以吸收CO2和部分有毒氣體，凈化空氣指數(shù)，同時(shí)還有一定的降噪效果；秋冬季節(jié)植被枯萎，屋頂土壤層干燥，保溫效果明顯，而常綠植被有阻熱功能，防止建筑內(nèi)部熱量不外散。但是，屋面綠化相較于地面綠化有著更高的技術(shù)要求，屋頂荷重決定了土壤層厚度，所以適宜選擇輕質(zhì)材料，而植物容器也可以用木竹或者塑料來(lái)代替。而植被以淺根系的植物為宜，同時(shí)要求耐熱抗風(fēng)耐貧瘠。
（二）科學(xué)蓄水層屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)
植被生態(tài)化屋面需要一定的經(jīng)濟(jì)支出，而蓄水層屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)會(huì)更加實(shí)惠。水作為液體中比熱容最大的物質(zhì)，有著熱穩(wěn)定性的特點(diǎn)，同時(shí)隔熱散熱效果明顯。屋頂蓄水層設(shè)計(jì)可以消耗太陽(yáng)的輻射熱量從而直接降低屋面溫度間接影響建筑周邊溫度，減少夏季室內(nèi)降溫的電量支出。防水建筑屋面蓄水不僅隔熱降溫同時(shí)又可以改善屋面混凝土使用條件，比如避免暴熱驟冷引發(fā)的急劇伸縮，混凝土浸水有利于強(qiáng)度增加等。蓄水層設(shè)計(jì)可以和植被生態(tài)設(shè)計(jì)同時(shí)使用，以水生植物來(lái)避免蚊蟲(chóng)來(lái)避免蚊蟲(chóng)滋生。由于蓄水層蓄水管理將為繁瑣，所以建議采用天然雨水，但須在一定高度設(shè)置排水孔，以防蓄水太高超過(guò)建筑荷重，而雨水收集除了用以做建筑蓄水層外還有著更為科學(xué)積極的意義，比如將雨水收集進(jìn)行清潔用水，減少水資源的浪費(fèi)提高水資源使用率。
（三）疊合防水層式屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
當(dāng)前屋面從剛性防水設(shè)計(jì)到柔性防水設(shè)計(jì)，依舊沒(méi)有根本解決建筑滲、漏、滴的現(xiàn)象，這與屋面防水材料選擇與施工方法有著直接聯(lián)系。通過(guò)實(shí)踐觀察，將單一剛性防水層或者柔性防水層做成疊合防水層，既能達(dá)到防水效果同時(shí)又可以保溫隔熱。傳統(tǒng)的建筑工藝要求基面必須干燥，但是受露天作業(yè)下的潮濕雨水等因素影響，使作業(yè)效果大打折扣。而現(xiàn)在所講的疊合防水層是將剛性防水和柔性防水綜合使用，使剛性防水層成為第一層防水層，同時(shí)用成為柔性防水層的保護(hù)層。雖然工藝操作相對(duì)復(fù)雜，但是實(shí)際效果尤為明顯。實(shí)踐證明，疊合防水層在使用一定年數(shù)后油氈依舊如新，而暴露在空氣下的油氈已經(jīng)非常老化，最終失去保護(hù)效果。
二、提升自然資源使用率的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)策
（一）窗戶科技材料使用節(jié)能設(shè)計(jì)
基于采光通風(fēng)需要和現(xiàn)代建筑特點(diǎn)，建筑物的窗戶面積占有更高的比率，甚至有全玻璃式的落地窗設(shè)計(jì)。以至于通過(guò)窗戶而消耗的熱占屋面熱能耗的四成左右，窗戶節(jié)能設(shè)計(jì)成為屋面節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，而窗戶節(jié)能設(shè)計(jì)主要途徑是改善現(xiàn)有材料隔熱保溫性能和綜合封閉性能。當(dāng)下科技含量較高的節(jié)能產(chǎn)品有鋁木復(fù)合型材、鋁合金斷熱型材、鋼塑整體擠出型材以及UPVC塑料型材等，尤其是以原料為硬質(zhì)聚氯乙烯的UPVC塑料型材使用較為廣泛。而將鍍膜玻璃、中空玻璃替代普通玻璃可以在一定程度上解決大面積玻璃熱能損耗的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)測(cè)算，防陽(yáng)光雙層中空玻璃和熱反射中空玻璃的傳熱系數(shù)只有普通玻璃的四分之一左右。
（二）自然通風(fēng)式屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計(jì)主要是開(kāi)窗后的空氣對(duì)流或者空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，而開(kāi)窗后通風(fēng)效果不明顯和空調(diào)設(shè)備運(yùn)行所消耗的能源和帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題都是無(wú)可避免。所以自然通風(fēng)式的屋面節(jié)能設(shè)計(jì)成為環(huán)保新理念。自然通風(fēng)是以風(fēng)壓，熱壓或兩者結(jié)合形成的，可以根據(jù)區(qū)域性差異選擇不同的手段。翼型屋頂可以獨(dú)立形成自然風(fēng)的低壓區(qū)和高壓區(qū)，也可以結(jié)合煙囪，天窗的氣流進(jìn)出形成一個(gè)更為科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)。或者當(dāng)建筑周圍受其他建筑的影響無(wú)法形成通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，可以建筑機(jī)械輔助組織氣流，雖然將消耗一定的能源，但是相比空調(diào)的使用效果會(huì)更加明顯，也更為健康環(huán)保。
（三）太陽(yáng)能光熱電一體化屋面節(jié)能設(shè)計(jì)
我國(guó)屋面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)目前應(yīng)用最為廣泛的是太陽(yáng)能熱水器，它的顯著特點(diǎn)是環(huán)保，節(jié)能，安裝便捷，加熱迅速等。但當(dāng)下人們使用太陽(yáng)能熱水器多是在建筑完工后獨(dú)立安置，集熱板，管道雜亂安置，甚至破壞了原本屋面設(shè)計(jì)的防水層保溫層。隨著人們對(duì)其優(yōu)勢(shì)的重視，太陽(yáng)能熱水器的普及將會(huì)持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也會(huì)更加安全節(jié)能。單單太陽(yáng)能熱水器并不能將太陽(yáng)光的優(yōu)勢(shì)充分利用。德國(guó)推廣普及的太陽(yáng)能建筑，將其分為集熱系統(tǒng)，蓄熱系統(tǒng)，分配系統(tǒng)，輔助熱源和控制系統(tǒng)。其中集熱系統(tǒng)和屋面設(shè)計(jì)緊密相連共成一體。太陽(yáng)能建筑可以通過(guò)介質(zhì)在夏天將屋內(nèi)的熱氣排出，作為調(diào)節(jié)氣溫的冷源，在冬季吸收熱能經(jīng)過(guò)循環(huán)作為供暖的熱源。同時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和屋面建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合儲(chǔ)存的熱能還可以滿足不同溫度的熱水需求。太陽(yáng)能屋面發(fā)電系統(tǒng)的建立使太陽(yáng)能還可以轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘Ｋ璧碾娔堋：幽县?cái)稅高等專科學(xué)校新校區(qū)七棟宿舍樓樓頂布滿了太陽(yáng)能光伏板，據(jù)悉依靠這些光伏板產(chǎn)生的發(fā)電可以滿足學(xué)校80%的正常用電量，在夏季光能比較充足的時(shí)候，滿足學(xué)校用電的同時(shí)還可以將剩余電量賣給國(guó)家電網(wǎng)。目前國(guó)內(nèi)部分地區(qū)正在開(kāi)始推廣住宅屋面設(shè)計(jì)結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，相信這是繼太陽(yáng)能熱水器之后對(duì)太陽(yáng)光能的又一次重大利用，而太陽(yáng)能光熱電一體化屋面節(jié)能設(shè)計(jì)，也將在不遠(yuǎn)的將來(lái)得到全面廣泛的普及使用。
綜上所述，通過(guò)實(shí)施屋面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，不僅可以有效節(jié)省建筑資源，同時(shí)也能進(jìn)一步保護(hù)環(huán)境，有效改善建筑居住條件提高居住者的生活質(zhì)量，成為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)范疇的一項(xiàng)根本創(chuàng)新，值得在后續(xù)建筑屋面節(jié)能設(shè)計(jì)工作中，作出進(jìn)一步應(yīng)用。
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