浅谈节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用|建筑节能一体化

　　摘要 基于我国在建筑领域对建筑节能标准不断提高的现实，本文主要就建筑围护结构及材料，节能墙面(轻质隔断)，复合墙体节能材料，外门窗节能材料，屋面保温节能等节能环保材料及屋顶绿化措施在建筑节能设计中的应用进行了相应探讨，以期为同行提供参考。
　　关键词 建筑节能设计；节能环保材料；复合材料；屋顶绿化
　　中图分类号TU50 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2010）33-0210-02
　　0 引言
　　随着我国建筑技术的持续快速发展，房屋建筑节能的标准也随之不断提高，在不断开发和推广应用先进节能技术的基础上，采用功能优异的节能环保材料，对推广新型建筑节能环保保温材料及其结构体系形式在建筑领域中的应用具有重要意义；另一方面，屋顶保温也是建筑节能的重要组成部分，屋顶绿化节能设计是建筑节能新的设计方向。
　　1 节能环保材料的应用
　　1.1 围护结构及材料
　　建筑外围护结构，主要由包围建筑室内空间并将室内与室外隔开的结构材料和表面装饰材料组成，具体而言主要包括墙、门窗、屋面、地面。在建筑围护结构节能设计中，墙体、门窗、屋面和地面是建筑能耗最主要的四个部位，其中还以门窗排列在首要位置[1]。建筑围护结构节能设计的合理与否，对于建筑在使用过程中的耗能是一个重要的影响因素。优化建筑结构各个部位的节能设计，如减少围护结构渗透，选择采用隔热保温墙体材料，以实现外墙保温化以及结构冷桥的保温作用等，可使结构在采暖耗能方面节能约20%~40%。
　　特别是在我国北方严寒地区，建筑围护结构的保温性能是一个非常重要的性能指标，在墙体外表面增加相应的保温层是非常必要，也是非常有效的。而且，在一定的厚度范围内，墙体表面保温层厚度越厚，建筑的热工性能越好。
　　1.2 节能墙面(轻质隔断)
　　建筑室内采用的隔墙，其墙面受室内使用功能相关要求的严格限制，在设计墙面造型时不能产生明显的凹凸变化，在确保满足房屋室内防火等级要求的前提条件下，应尽量选择采用保温性能好的环保材料，以最大程度地降低建筑室内热量的扩散流失[2]。在采用轻质隔断节能墙面的区域，特别是在需要严格控制热量传导方向的分隔区域内（如相邻的办公室与仓库隔墙），为能够尽量减少热量不必要地传导到无严格温度要求的区域，应尽量选择采用新型的节能环保墙面材料，如在轻质隔断内填充保温隔热材料，在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中添加相应的隔热保温材料，在需要恒温维护的房间墙面上进行隔热处理，以最大限度地减小热量散失。
　　1.3 复合墙体材料节能
　　墙面的热量耗散量要占建筑整个采暖热耗的1/3以上，特别是我国北方严寒地区，其建筑墙体仅靠传统采用的单一材料将很难达到我国新的节能指标要求，应尽量考虑采用复合墙体材料，如粘土空心砖、非粘土砖、混凝土空心砌块等与高效节能的保温隔热材料（如通常采用的EPS板、XPS板以及聚氨醋等复合材料）。复合材料墙体保温的形式，通常包括外墙外保温、外墙内保温和夹芯墙体3种。一般情况下，采用最多的还是外墙外保温形式，其主要具有以下优点：1）可有效保护建筑的主体结构，增强主体结构的耐久性；2）可有效控制外墙体材料因温差引起的变形，大幅减少由于墙体温度应力导致的开裂现象；3）能有效避免或减少墙体的冷桥部位，以及防止墙面冬季结霜现象；4）把保温材料设置在墙体外表面，不会占用建筑室内的有效使用面积；5）保温层施工时对住户的正常生活影响相对较小，尤其是旧房改造时应优先考虑采用。在我国西北严寒地区的绝大部分住宅建筑，基本以砖混结构体系为主，墙体结构厚重、蓄热系数高、热稳定系数相对较大，采用外包形式的保温隔热措施可有效防止保温材料层与主体墙体结构之间的蒸汽渗透。
　　目前，我国建筑结构保温隔热系统设计中应用最广泛的复合材料墙保温系统主要是膨胀聚苯板薄抹灰和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统，新型的节能保温隔热复合材料主要是膨胀聚苯板和胶粉聚苯颗粒保温砂浆。
　　1.4 外门窗节能
　　建筑外墙门、窗是室内热量散失的主要渠道，是建筑节能设计的重点部位。一般情况下，玻璃窗户对建筑舍内热环境的影响最大，它既是直接吸收太阳能热量的最高效部位，又是室内热量流失的最主要通道，一般情况下，通过外门窗的热量流失可占建筑总热量损耗的40%以上，在保证室内采光充足的前提下，合理确定窗墙面积比是建筑节能设计的重要措施之一。当前我国房屋建筑推荐采用的窗墙面积比如表1所示。
　　
　　表1常用窗墙面积比
　　另外，低辐射玻璃等节能玻璃材料具有优异的隔热、保温性能，在目前全世界能源紧缺、节能和绿色环保呼声日高的形势下，是建筑节能中不可缺少的主要建筑材料之一。应尽量利用新型门窗材料，改善保温隔热性能，才能达到有效的节能优化目的。
　　1.5 屋面保温节能
　　建筑屋面传热量虽然不是整个建筑散热的最主要部分，但其对顶层房间是呃逆的温度影响显著。根据当地相应的实际情况设计好屋面构造，尽量选择采用性能优异的保温材料，并对屋面防水、隔热保温等要素进行综合考虑，是进行建筑屋面节能设计的关键。在建筑屋顶构造设计中，考虑其长期遭受日照、降水、温差、季风等气候因素的影响，应通过对屋面结构造型、构造、屋面材料以及绿化措施进行合理的节能保温设计，以达到综合利用并改善屋顶微气候条件的效果。
　　在我国北方地区，大多采用平屋顶形式，屋顶保温层材料通常选用防水性能较好的挤塑型聚苯乙烯板复合材料，可有效降低屋面防水层的温度波动幅度，最大程度地降低屋面女儿墙根部温度应力过大的不利影响，有效延长了屋面防水层的使用寿命，是我国北部严寒地区平屋顶防水保温材料的良好选择。
　　对于我国南方大部分地区，屋顶结构表面要承受范围较大的温差变化，屋顶保温隔热材料的使用寿命相对较短，可考虑采用屋顶绿化措施进行节能设计处理。
　　2 屋顶绿化的植物选择与种植
　　2.1 因地制宜选择植物
　　植物生长的地域性差异决定了各地适宜植物品种的差异性，如我国南方城市，需要选种耐热、抗风性能强、喜欢强光照的植物品种，但不一定适合种植中原地区的植物品种[3]。因此，考虑到植物对当地气候和水土等环境条件的适应性，应尽量选种本土植物，尤其是对于种植在屋顶这类环境条件相对恶劣的场所，更应选择生命力旺盛、适应能力强的本土植物。为了增加屋顶绿化植物的可观赏性，可适当考虑选种本土植物的精品，以提高建筑屋顶绿化的景观效果和档次。
　　2.2 选择耐旱性、抗风能力强的植物
　　由于屋顶绿化植物绝大多数都是直接暴露于阳光之下没有相应的建筑物阴影遮挡，夏季阳光直射气温高，人工土层保湿时间短，植物经常处于干燥、缺水的状态，应选择耐旱性极强的植物。在高层建筑屋顶上一般风力较地面大的多，特别是遭遇台风时，在风雨交加的恶劣环境中对植物的生存威胁最大，因此应尽量选种低矮、抗风能力强的植物。
　　2.3 应选种常绿植物为主
　　屋顶花园建造的目的一方面是为了建筑保温隔热，但另一方面也是为了增加城市的绿化面积，提高城市绿化景观效果[4]。建筑屋顶花园选种的植物，应经理以常绿植物品种为主，宜多选种叶形和株形秀丽的植物品种，通过不同层次结构的植被进行空间组合，以满足景观绿化设计的要求。
　　3 结论
　　建筑工程建设实施的每个环节主要是出自建筑工程师的理念和设计，从建筑设计的整体规划构思到概念设计，再从初步方案设计到建筑设计、结构设计、选择建筑材料等具体环节，建筑师都应充分考虑建筑节能的要求。在进行建筑节能设计的过程中，应充分结合当地的资源条件和环境因素，因地制宜，就地取材，合理设计，在满足相关建筑规范和节能标准的前提下，推广应用施工新工艺，尽量选种采用新型节能环保材料，努力实现建筑节能的目标。
　　
　　参考文献
　　[1]胡小媛.我国建筑绝热材料的应用现状及其前景[J].保温材料与节能技术，2002，3.
　　[2]宋毅.建筑外墙节能技术及节能材料[J].国外建材科技，2008，6.
　　[3]余雁华.城市住宅小区绿化种植设计[J].曲靖师范学院学报，2002(5).
　　[4]谢海松.关于城市立体绿化的研究[J].安徽农业科学，2006(6).
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