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中国保温防水展

绿色建筑屋面系统技术面面观

2015-05-19

转载自:http://news.dichan.sina.com.cn 新浪地产作者:朱冬青 朱志远2013/8/26 提要:单层屋面的主要构造为屋面板、保温层和单层防水卷材层,构造简单,主要用于大跨度轻型屋面,体现了重量轻、节能、环保和节约资源等优势。4.节能效果好,热反射屋面能够有效降低屋面温度,特别是平屋面,可以将热反射回太空层,减少了城市热岛效应。   绿色屋面系统技术是绿色建筑技术的一个重要组成部分。绿色建筑屋面系统具有节能、环保、生态、可循环、延长使用寿命和与自然和谐共存的功能。   据推算,目前我国城镇各类既有房屋的屋面面积约有70多亿平方米,农村各类既有房屋的屋面面积约有180亿平方米。传统屋面结构形式有平屋面和坡屋面,大多采用传统的建筑材料。既有屋面系统仅考虑了建筑遮风避雨的基本功能。建筑的功能单一,舒适度差。长期以来,主要由于意识、技术和材料等方面的原因,各类屋面普遍存在耗能高、耗材多,屋面保温隔热效果差,渗漏严重,使用寿命短,缺乏循环利用、缺少环境保护与美化功能等问题,不能满足可持续发展的需求。   屋面作为一种建筑物外围护结构,其造成的室内外温差传热耗热量,大于同面积外墙或地面的耗热量。在多层建筑的围护结构中,屋面能耗约占建筑总能耗的8%~10%,而在单层大跨度建筑中,屋面能耗约占建筑总能耗的25%~40%。   绿色建筑屋面除保证建筑物的遮风避雨基本功能外,还兼顾了建筑节能、环保、生态和延长屋面使用寿命等新功能。采用绿色屋面系统技术对建筑造价影响不大,节能降耗、环保、节材却很明显。   绿色屋面包括了绿色屋面构造和绿色屋面材料。其中绿色屋面构造包括通风构造、热反射构造等方面,绿色屋面构造有一定的地域局限性,主要适用于冬暖夏热和部分冬冷夏热地区。绿色屋面材料是采用具有绿色功能材料构成的屋面系统,如单层卷材屋面系统、种植屋面系统、光伏建筑一体化屋面系统等。这些屋面系统也是国外屋面系统的发展趋势,目前国内也在开展相关的技术研究。主要包括种植屋面、热反射屋面、单层屋面、通风瓦屋面、光伏建筑一体化屋面等系统技术,这些屋面系统相对于传统的屋面系统都是各有特色的绿色建筑屋面系统。   绿色建筑屋面系统是绿色建筑的有机组成部分,具有提高建筑节能效果和缓解城市热岛效应的明显作用,绿色屋面系统技术涉及相关建筑材料、试验方法、建筑设计、施工、维护管理,以及评价体系、评价方法等方面,不仅适用于新建建筑,也适用于既有建筑的改造,具有广泛的推广前景。   种植屋面系统成为现代建筑发展趋势   大规模的城市化开发,产生了城市热岛效应,改变了自然的气候环境。而抑制城市热岛效应最有效的途径是大面积绿化,但大城市建筑、街道拥挤,不可能提供大面积土地供城市绿化,大量裸露的建筑屋面为增加绿化种植面积带来可能性。在许多国家和地区,由于对环保和温室效应的充分认识,对局部小气候的改善和现实生活中为缓解工作压力而对居室的美观和视觉要求,促成了种植屋面的出现和深入的研究,这样就使得建筑种植绿化成为现代建筑发展的必然趋势。   种植屋面主要构造为屋面板、保温层、耐根穿刺防水层、蓄(排)水层、种植基质和种植植被。种植屋面技术既可以用于平屋面,也可以用于坡屋面。   在建筑绿化中,屋顶绿化是最主要部分之一。种植绿化是生态建筑、绿化建筑的直接形式。种植屋面作用是多方面的,不仅仅是节能,更能改善生态环境,其作用是综合性的。   种植屋面一是可以改变环境景观,种植屋面可以创造一个美好的活动环境,使人更加亲近自然、溶于自然,更加心情愉悦;二是由于植物的折射、发散、吸收的作用,可以起到降低噪音的作用;三是植物的叶片茎可起到吸收尘埃颗粒的作用,由于种植植物的光合作用,可以减少粉尘的活动,吸收CO2,排出氧气,是治理PM2.5等城市空气污染的重要手段之一;四是种植屋面对高低温气候环境都有很好的调节作用,可抑制城市热岛效应;五是在夏天,种植屋面起到了隔热降温作用,在冬天,起到了保温的效果,提高建筑顶层居住舒适性;六是种植屋面也可保持昼夜温差均衡,所以种植屋面可以避免因温度应力引起的屋面构造开裂损坏,因而也提高了屋面的防水层的效能和屋面系统的耐久性;七是由于种植屋面大幅度提高了建筑的隔热保温效果,因而节约了能源消耗;八是种植屋面中由于植物和种植土对雨水的截留和蒸发作用,使种植屋面的雨水排放量明显减少和延迟。   在我国,种植屋面除了在干旱少雨地区外,大部分地区都适用,可供选择的乡土植物种类繁多。作为绿色建筑的技术之一,其涉及GB50378《绿色建筑评价标准》的节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用等方面。如合理设置绿化用地、场地内环境噪声、缓解城市热岛效应、充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施、合理选择绿化方式,合理配置绿化植物、合理规划地表与屋面雨水径流,对场地雨水实施径流总量控制、围护结构热工性能、绿化灌溉采用高效节水灌溉方式、尽可能多地使用可再利用建筑材料、使用以废弃物为原料生产的建筑材料、使用推荐的新材料等方面都有得分点。同样,种植屋面在LEED评级中也有明显的加分点。   种植屋面涉及到建筑安全性,其关键技术为建筑构造中必须具有耐根穿刺防水层,我国2007年已经建立了防水材料耐根穿刺性能检测中心,通过两年温室种植试验,来评价其耐根穿刺性能。   目前我国已经建立了种植屋面系统技术相关的产品标准、试验方法、工程技术规范,国家和地方也出台了一些推广政策。   光伏建筑一体化屋面系统实现绿色节能   随着能源危机和全球气候环境变化的影响,促进了可再生能源发展,太阳能发电是无污染的取之不尽的的来源。随着政府对清洁和可再生能源政策的支持,光伏发电产业快速发展。在光伏建筑一体化(BIPV)中,屋面无疑是建筑中最适宜安装太阳能电池组件的建筑部位。现在常见的光伏建筑是光伏屋面形式,即将光伏系统设置在建筑物的屋顶。在整个光伏建筑中,光伏屋面发电量约占75%,因为在建筑中,屋面有更多的受光面积,同时也便于安装。   我国目前的屋顶太阳能主要是安装式(BAPV),大量采用玻璃基板的单晶硅和多晶硅电池组件。采用支架安装在屋面,并非真正实现光伏建筑一体化,BAPV只适用于小跨度的混凝土结构建筑屋面。   光伏建筑一体化(BIPV)是太阳能屋面的发展方向。柔性基板的薄膜太阳能光伏电池组件可能是首选材料。   柔性薄膜电池能够与建筑的屋面完全贴合,安装时屋面无穿孔,不会破坏原有屋面结构,不影响屋面的安全和使用功能。这样既可以做建材,又可以发电,进一步降低了光伏发电的成本,也可以直接用电池组件做建筑材料。如将光伏电池组件封装到瓦状的电池板中,用来做光伏瓦,将薄膜电池与防水卷材结合作为光伏卷材,可以实现光伏和建筑更深层次的结合。光伏发电与建筑物结合不会给居民带来任何不便,人们都比较乐意接受。另外,光伏与建筑相结合可以实现发出的电力自发自用或分布式上网,不用额外架设远程输电线路,可减少输电线路的投资和损失,实现低能耗或零能耗建筑。作为分布式屋面光伏电站需要选择大型工业厂房,其大部分为大跨度钢结构屋面,无法承受晶体硅电池及玻璃基板的重量,这方面柔性薄膜电池具有先天性的优势。   太阳能光伏建筑一体化屋面系统具有很多持点:源源不绝的绿色能源,不会污染环境;光伏阵列一般安装在闲置的屋面上,不占用土地;用电高峰的夏天,也是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期,对电网可以起到调峰作用;采用分布式并网光伏系统,不需要配备蓄电池,既节省投资,又不受蓄电池污染环境的限制,建筑本身可以充分消化光伏系统所发出的电力;光伏阵列吸收太阳能转化为电能,大大降低了室外综合温度,减少了屋面传热和室内空调冷负荷,可以起到建筑节能作用;光伏卷材利用了薄膜电池的特性,将光伏发电和卷材防水结合在一起,无需增加任何措施,可以用于任何屋面。不需要额外的支撑系统,重量轻,仅为玻璃基板太阳能电池组件的1/5~1/10。不占空间,整体性好,降低了安装成本。   光伏建筑屋面一体化系统适用于我国大部分地区的屋面,包括既有屋面的改造。当然,光伏屋面也可以和种植屋面相结合运用。我国目前正在开发相关的产品,工程技术规范也在逐步建立。   单层屋面系统方便、快捷、造价低   单层屋面系统是指使用单层TPO、PVC、EPDM等防水卷材外露使用,用机械固定或满粘或空铺压顶方式施工防水卷材的屋面系统,通常是防水保温一体化施工。   单层屋面的主要构造为屋面板、保温层和单层防水卷材层,构造简单,主要用于大跨度轻型屋面,体现了重量轻、节能、环保和节约资源等优势。   相对于传统的屋面构造系统,具有明显的特点:单层屋面系统施工方便,安全可靠,节能、防水功能完善,是一种节能环保的屋面系统;单层屋面除了常见的机械固定方式,还有两种无穿孔机械固定方式,防水效果更好;屋面工程系统材料相容配套,易于设计施工;屋面工程系统承包,防水保温施工一体化(包括屋面基层以上的防水、隔热保温、防潮、隔气、排水落水等屋面系统工程);减少屋面构造层次,节约资源,提高工效,减少成本,体现节能减排;施工简便,以机械固定为主,没有明火作业,安全环保,节约能源;荷载轻,只有传统构造形式的1/4~1/10,可以大量减少围护支撑材料,节省大量混凝土(即节省大量矿石、煤,减少CO2排放)用量,真正做到节材;工程责任分明,易于实施屋面工程质量保证保险制度。   单层屋面系统技术广泛用于工商业屋面和民用屋面,公共建筑,适应范围广,施工方便快速,造价省。作为绿色建筑的技术之一,其涉及GB50378《绿色建筑评价标准》的:围护结构热工性能、对结构体系进行优化设计,达到节材效果,选用工厂化预制生产的建筑构、配件,土建与装修工程一体化设计,尽可能多地使用可再利用建筑材料、使用推荐的新材料等方面都有得分点。我国已经建立了基本的产品标准、试验方法、工程技术规范,便于大面积推广。   热反射屋面系统推广价值高   热反射屋面也称冷屋面(CoolRoof),是一种隔热节能屋面。在美国,有冷屋面认证体系,冷屋面在LEED绿色建筑评级中有加分。   屋面热损失是建筑热损失的重要组成部分之一,且严重影响建筑顶层室内舒适性,在夏热冬暖和温和地区以及部分夏热冬冷地区,夏季的空调能耗很高,占建筑能耗的70%以上,其中一个重要的方面是由屋面热传导引起的。   对于平屋面,热反射屋面采用耐候性好的浅色热反射高分子卷材,或在屋面材料表面涂刷隔热反射涂料。在美国,平屋面热反射屋面材料的反射率在75%~80%左右。对于坡屋面,采用具有热反射功能的矿物颗粒制备的沥青瓦等方式,其热反射率也要求在25%~40%。热反射屋面可以明显降低屋面对阳光中热量的吸收,可降低屋面温度3~7℃,减少空调能耗20%~40%,提高建筑顶层居住者的热舒适性,同时,可以抑制城市热岛效应。   热反射屋面的主要特点包括:   1.重量轻,屋面荷载增加少,具有热反射功能的卷材没有增加防水层的重量,涂覆热反射涂料每平方米重量增加小于1kg。   2.施工周期短,不需要特殊处理,热反射防水卷材和普通防水卷材一样施工,未增加工序,热反射涂料可以喷涂、滚涂等方式施工,快速便捷。   3.施工无污染,安全环保,热反射卷材不添加对环境人体有害的物质,热反射涂料是环保安全的水乳型涂料。   4.节能效果好,热反射屋面能够有效降低屋面温度,特别是平屋面,可以将热反射回太空层,减少了城市热岛效应。   5.防水层寿命长,热反射材料降低了屋面防水层的温度,延缓了防水材料老化。   6.热反射屋面施工方便,荷载轻,既可以用于新建建筑,也可用于旧屋面改造。   热反射屋面在我国广泛的地区具有使用推广价值,包括民用、工业和公共建筑的平屋面,村镇建筑的坡屋面等类型。作为绿色建筑的技术之一,其涉及GB50378《绿色建筑评价标准》的:缓解城市热岛效应、围护结构热工性能、尽可能多地使用可再利用建筑材料、使用以废弃物为原料生产的建筑材料、使用推荐的新材料等方面都有得分点。   对抑制城市热岛效应,建筑屋面热反射作用远比建筑非屋面热反射作用的效能大,在LEED中对建筑屋面热反射的加分远高于建筑非屋面热反射的加分。   我国已经制定了相关的试验方法及部分产品标准,还有一些耐久性评价方法需要研究。当然,热反射屋面的认证也是重要环节。   通风瓦屋面系统是结构节能好方法   通风屋面是在瓦屋面中增加通风和热反射间层构造,将瓦材与屋面板用挂瓦条隔开形成间层,从而大大减少瓦材直接热传导,再增设通风檐口和通风屋脊,在屋面板上增设具有热反射功能的防水垫层,将瓦材的辐射热通过热反射防水垫层反射到间层,通过热空气的自然对流,将屋面间层中的热空气排出,降低屋面板的温度,从而降低建筑顶层室内的温度。   该系统仅在普通坡屋面中增加挂瓦条通风檐口和通风屋脊,在垫层中采用隔热反射垫层,形成空气间层。系统安全、环保,节能效果好,成本低,建筑顶层室内降温可达2~4℃,降低空调能耗可达10%~20%。   通风瓦屋面的主要特点为:重量轻,屋面荷载少,将瓦干挂在挂瓦条上,大量减少水泥砂浆等胶结材料;隔热垫层重量轻,小于0.5kg/m2。某些屋面构造可采用双面热反射垫层,上面反射屋面瓦材的辐射热,下面反射室内空调制冷的辐射热,节能效果倍增;施工周期短,不增加工序,不需要特殊处理,增加的附加部件少,主要是檐口和屋脊配件;施工无污染,安全环保,所有的材料都是无土干作业;节能效果好,通过构造节能降低了屋面温度。   通风屋面绿色系统技术主要适用于炎热和夏热冬暖地区的瓦屋面系统中。作为绿色建筑的技术之一,其涉及GB50378《绿色建筑评价标准》的围护结构热工性能、对结构体系进行优化设计,达到节材效果。目前我国已经制定相关的产品标准、工程技术规范。 【上海保温展TIM Expo Shanghai,保温材料展会,岩棉、玻璃棉、酚醛泡沫、聚氨酯保温/聚氨酯喷涂、EPS、保温装饰一体板、VIP真空绝热板、泡沫玻璃、岩棉生产线、新型墙材等产品及生产设备、包装设备集中展示平台。为绿色建筑及建筑节能改造选材提供最佳平台,助力绿色建材大发展。2013年11月20-22日,行业名企再次汇聚上海新国际博览中心!】

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