《民用建筑节能技术应用》05 屋面节能

建筑节能技术■能力目标能根据施工图纸正确开展屋顶节能施工；能正确运用质量验收规范；能进行屋顶材料改变时传热系数的校核计算。

屋面节能■知识目标熟悉屋顶节能强制性条文；熟悉屋顶节能标准；掌握屋顶节能常用术语内涵；了解屋顶节能常用材料的特性及施工要点。

屋顶节能■教学任务下面这张图片，大家知道是什么屋面吗？屋顶设计就节能角度来说，要满足那些因素哪？屋顶节能■建筑屋顶设计要求1）防水要求。作为维护结构，屋顶最基本的功能是防止渗漏，因此屋顶构造设计的主要任务是解决漏水问题。一方面需要使用不透水的屋面材料及采用合理的构造处理来达到防水的目的，另一方面需要采取适当的排水措施，将屋面积水及时排掉，以减少渗漏的可能。因而一般屋面都需有一定的排水坡度。屋顶的防水止漏是一项综合性技术，它涉及建筑及结构的形式、屋顶坡度、防水材料、屋面构造处理等问题，需加以综合考虑。设计中应遵循防水与排水相结合的原则解决屋顶的防漏问题。2）隔热保温要求。隔热保温是屋顶的重要功能，也是建筑节能的重要保障。对于有冬冷夏热气候特征的地区，屋顶应有良好的隔热保温性能，减少能量损失，以保持室内温度适宜。屋顶节能■建筑屋顶设计要求3）结构要求。屋顶需承受风、雨、雪等荷载及其自重。屋顶将这些荷载传递给墙柱等结构，与其共同构成建筑的受力主体，因而屋顶也是承重构件，必须有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全。从防水的角度观之，则不允许屋顶受力后有过大的形变，否则易使防水层开裂，造成屋面渗漏。4）建筑艺术要求。屋顶是建筑外部形态的重要组成部分，其形式对建筑物的审美特征具有很大的影响。因此，屋顶设计应该满足建筑艺术的要求。屋顶节能■

1．平屋顶保温构造(1)正置式屋面

正置式屋面是指保温层位于防水层下方的保温屋面。该做法多用于采用加气混凝土、膨胀珍珠岩、矿棉等保温隔热材料做保温层的屋面，因此类传统的保温隔热材料容易吸水，而吸水后就大大降低保温隔热性能，所以保温层只能做在防水层之下。右图为什么屋面？

项目一

隔热保温平屋顶

■正置式的特点1)因保温层在防水层下侧，为排出找平层与保温层中的湿气，避免水汽使防水层起鼓，需在屋面上设置大量的排气孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，反而使雨水灌入孔内。而且，即使是按规范设排汽道、排汽孔有时还会出现防水层起泡现象。

2)正置式屋面也因为防水层在上方，容易受到气温热胀冷缩的影响和日光紫外线的影响而产生老化、开裂，对屋面的防水很是不利。

3)对于屋面渗漏点的维修，因卷材下部的排汽道四方贯通，一旦一处卷材破损，可能从另处表现处渗漏。单纯的从渗漏点不容易确定卷材的破损点，对后期的维修带来不便。

隔热保温平屋面■倒置式的特点1)构造简化，避免浪费

倒置式屋面可以节省隔汽层，因延长了防水层的使用年限，节省后期维护费用，综合经济效益高是显著的。

2)不必设置屋面排汽系统

首先节约了屋面排汽系统的费用，其次，减少了屋面的渗漏点（每个排汽帽均为渗漏点）。

3)防水层受到保护，避免热应力、紫外线以及其他因素对防水层的破坏；

因防水层在保温层下部，避免了热胀冷缩以及紫外线照射而产生的开裂和老化。

4)日后屋面检修不损材料，方便简单。

隔热保温屋面■刚性防水屋面刚性防水屋面是指用细石混凝土做防水层的屋面，因混凝土属于脆性材料抗拉强度较低，所以称为刚性防水屋面。特点：构造简单，施工方便。耐久性好，耐老化，耐穿刺性好。但容易开裂，尤其对气温变化和结构变形较为敏感。

屋顶保温■绿化屋顶绿化屋顶是根据建筑屋顶的结构特点、荷载和屋顶上的生态环境条件，选择生长习性与之相适应的植物，通过一定技艺，在建筑物屋顶及一切可资利用的空间建造绿色景观的一种形式，是当代园林发展的新方向新亮点、新阶段。

屋顶保温■绿化屋顶特点1）隔热效果明显。绿化屋顶的节能效果与绿化植物有着密切的联系：①植被茎叶的遮阳作用，可以有效降低室外屋面的综合温度，减小屋面的温差传热量；②植物的光合作用吸收太阳能用于自身的蒸腾作用；③植被基层的土壤中的水分的蒸发消耗太阳能；④据植物学家统计，照射在植物叶子上的太阳能约有60％消耗于水分蒸发,约30％透过植物体,2％用于光合作用,其余的8％由树叶表面反射回去,而且植物叶片对致热红外光的反射率高达70％。2）改善空气质量、降低温度。绿化屋顶的植物可通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，还可以净化空气。

屋顶保温■绿化屋顶特点3）美化环境、改善城市面貌。将屋顶花园与屋顶在整体上统一协调考虑，不仅能丰富城市景观，还能改善城市环境，保护生态平衡，对社会、环境、人都有益处，提供一个放松、休闲的好去处。4）有较好的经济效益。在屋顶上可以种植瓜果、蔬菜等农作物,可以为人们提供无公害的水果、蔬菜，既健康又节省开支。

屋顶保温■蓄水屋顶蓄水屋顶就是在刚性防水屋面上蓄一定厚度的水，其目的是利用水蒸发时带走大量热量，大量消耗投射到屋面的太阳辐射能，从而有效减少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。

屋顶保温■蓄水屋顶特点蓄水屋顶具有热稳定性好，可净化空气和改善环境小气候等优点。一般建筑材料如混凝土的比热容仅是水的五分之一，因此蓄水屋顶的温升较低。此外，水的蒸发会耗去大量的热量，使屋顶温度不会升太高。水吸收的热量在环境温度降低后大部分将因对太空的长波辐射而冷却，另一部分释放入室内，形成“热延迟现象”。但这对于夏季夜间降温不利。水层如果采用50～100mm或采用500～600mm并种植水生植物，可减小这种不利影响。但这种现象可使昼夜温差缩小，有利于提高冬季夜间室内温度。

屋顶保温

水生植物■屋顶平改坡“平改坡”是指在建筑结构许可条件下，将多层住宅平屋面改造成坡屋顶，并对外立面进行整修粉饰，达到既改善住宅性能又改变建筑物外观视觉效果的房屋修缮行为。课堂提问：平屋面和坡屋面的坡度是如何规定的？

■屋顶平改坡的特点1）节能效果明显。坡屋顶的得热量要比平屋顶小，而且由于坡屋顶的闷顶空间的存在，可以有效缓解屋顶外表面的高温对顶层吊顶内表面温度的影响，如果加上适当的通风设计将会使夏季居住热舒适环境更好。

屋顶保温■屋顶平改坡的特点2）防漏性能好。平屋面建筑在防水上是依靠防水层“以堵为主”，而坡屋面则“以疏为主”，从根本上解决了屋顶雨水渗漏的问题。3）改变建筑外部造型。为了充分利用坡屋面形成的空间，多层住宅顶层可设计成跃层，形成空中小别墅。还可在顶层厨房、卫生间上方做成平屋面，卧室、客厅上方做成坡屋面，使主要房间有良好的隔热保温性能，并增加了储藏空间和活动空间。

屋顶保温■屋面保温材料（1）膨胀珍珠岩一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩，三者只是结晶水含量不同。由于在1000～1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4～30倍，故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数>7～10倍（黑曜岩>3倍，可用），二氧化硅70%左右。常温导热系数0.0245～0.048W/(m·K)，高温导热系数0.058～0.175W/(m·K)，低温导热系数0.028～0.038W/(m·K)，最高使用温度800℃。用作高效保温、保冷填充材料。

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屋顶保温■屋面保温材料（2）聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为0.015～0.03；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性优异等优点，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。但燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。

屋顶保温■屋面保温材料1）模塑聚苯乙烯泡沫塑料板又叫EPS板，具有自重轻，且具有一定的抗压、抗拉强度，靠自身强度能支承抹面保护层，不需要拉接件，可避免形成热桥。EPS板在密度30～50

kg/m的范围内，导热系数值最小；在平均温度10℃，密度为20kg/m时，导热系数为0.033～0.036W/(m•K）；密度小于15

kg/m时，导热系数随密度的减小而急剧增大；密度15～22

kg/m的EPS板适合做外保温。

用于外墙和屋面保温时，一般不会产生明显的受潮问题。但当EPS板一侧长期处于高温高湿环境，另一侧处于低温环境并且被透水蒸气性不好的材料封闭时；或当屋面防水层失效后，EPS板可能严重受潮，从而导致其保温性能严重降低。

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屋顶保温■屋面保温材料2）挤塑聚苯乙烯泡沫塑料

(XPS）板具有特有的微细闭孔蜂窝状结构，与EPS板相比，具有密度大、压缩性能高、导热系数小、吸水率低、水蒸气渗透系数小等特点。在长期高湿度或浸水环境下，XPS板仍能保持其优良的保温性能，在各种常用保温材料中，是目前唯一能在70%相对湿度下两年后热阻保留率仍在80%以上的保温材料。

由于XPS板长期吸水率低，特别适用于倒置式屋面和空调风管；还具有很好的耐冻融性能及较好的抗压缩蠕变性能。

屋顶保温■屋面保温材料（3）硬质聚氨酯泡沫塑料简称聚氨酯硬泡，它在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于冰箱的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料，建筑物及管道保温材料。一般而言，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热（保温）材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料（仿木材）。聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡；按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡；按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。

屋顶保温■屋面保温材料（3）硬质聚氨酯泡沫塑料

屋顶保温■屋面保温材料（4）蒸压加气混凝土块蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料（如水泥、石灰）和硅质材料（如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块。蒸压加气混凝土砌块选用时应考虑的主要技术指标：强度，干密度，干燥收缩值、抗冻性和导热系数，放射性。

屋顶保温■屋面保温材料（5）泡沫玻璃板泡沫玻璃保温板是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。它是由大量直径为1～2毫米的均匀气泡结构组成。其中吸声泡沫玻璃保温板50%以上为开孔气泡，绝热泡沫玻璃75%以上为闭孔气泡，制品密度为160-220千克/立方米，可以根据使用的要求，通过生产技术参数的变更进行调整。泡沫玻璃保温板因其具有重量轻、导热系数小、吸水率小、不燃烧、不霉变、强度高、耐腐蚀、无毒、物理化学性能稳定等优点被广泛应用于石油、化工、地下工程、国防军工等领域，能达到隔热、保温、保冷、吸音之效果，另外还广泛用于民用建筑外墙和屋顶的隔热保温，随着人类对环境保护的要求越来越高，泡沫玻璃将成为城市民用建筑的高级墙体绝热材料和屋面绝热材料。泡沫玻璃以其无机硅酸盐材质和独立的封闭微小气孔汇集了不透气、不燃烧、防啮