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.
1.1 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℃.
1.2 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. 5
3 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.
3.1 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 0
3.2 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3.
4 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/mm
510 100 150 200
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
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附 ：建筑学毕业论文选题
1、室内外气温对建筑围护结构吸收太阳能的影响
2、鲁西南地区门墩石造型、纹样初探
3、室外气温和保温层位置对间断供暖房间能耗特征的影响
4、极少主义室内光环境设计研究
5、建筑工程项目成本控制研究
6、老年人建筑的自然光环境设计初探
7、杨凌城市色彩景观规划研究
8、襄城县古城墙遗址保护公园规划设计
9、光导管照明系统的配光及应用研究
10、BIM技术在钢结构工程建设阶段的应用
11、民营建筑企业项目团队核心利益相关者冲突管理研究
12、市政工程项目责任成本管理应用研究
13、长春七天酒店（火车站店）装饰工程的成本管理研究
14、国学中心项目施工成本控制研究
15、黑龙江移动枢纽楼建筑工程项目的成本控制研究
16、呼和浩特市建筑勘察设计研究院发展战略研究
17、包头市A装饰公司发展战略研究
18、南京国际金融中心续建工程项目成本控制研究
19、国有施工单位材料采购管理研究
20、基于互联网+的PMIS的运维管理研究
21、建发集团观澜丽景二期项目工程造价管理研究
22、俄侨文化影响下的中东铁路建筑及其历史价值研究
23、建筑艺术表现在房地产经营销售策略中的应用研究
24、吉林鼎鑫路桥建设有限公司发展战略研究
25、湘黔古镇聚居文化和建筑空间形态研究
26、“营改增”对建筑企业税负影响分析
27、BIM在建筑工程管理中的应用研究
28、基于FIDIC合同条件的承包商索赔研究
29、基于分项计量的空调系统能耗诊断的实用研究
30、基于VE工程项目成本控制的研究与应用
31、建筑施工项目安全文化建设研究
32、太阳能-空气源热泵系统在独立式住宅中的应用研究
33、青岛地区农村钢结构住宅热桥的热工分析
34、英谈村历史建筑保护与利用研究
35、我国建筑业营改增相关问题研究
36、延长油田中心化验室项目成本管理研究
37、低气压下噪声环境对人体舒适感影响机理的研究
38、青岛市住宅建筑室内热环境的实测与研究
39、晋鲁地区民居烟囱的建构技术与文化意义研究
40、挣值法在中铁一局二公司项目成本控制中的应用研究
41、我国工程承包企业进入国际市场的对策研究
42、冯坪办公楼项目工程造价管理与控制研究
43、ZHGY集团管道安装项目预算控制研究
44、延长石油南区采油厂办公楼建设项目成本管理研究
45、NK集团土地整理项目的成本管理优化研究
46、延长油田崖里坪住房小区工程项目成本管理研究
47、基于公司战略的建筑企业多项目管理研究
48、注册造价工程师诚信评价体系研究
49、HCE集团项目成本管理研究
50、K公司固定资产质量评价及优化对策研究
51、基于BIM的框架结构参数化设计研究
52、智能型太阳能LED路灯控制器的研究
53、青岛里院建筑保护与改造模式研究
54、基于博弈分析的绿色住宅发展研究
55、青岛市大型公建能耗现状评估与预测研究
56、符合被动式围护结构热工标准的“抬梁式”农村住宅构造方法研究
57、我国新型建筑工业化发展制约因素及对策研究
58、基于可操作性目标的城市色彩设计方法研究
59、基于BIM的规则建立在建筑设计阶段应用研究
60、建设工程网上招投标系统的研究与设计
61、工程招投标中违规行为分析与监督机制完善
62、BIM技术在工程项目全寿命周期成本管理中的应用
63、商品房住宅项目成本管控的研究
64、以“美居购”网为例探析家居软装电子商务经营
65、建筑行业新生代农民工的劳动权益保障问题研究
66、“营改增”对建筑业税负影响分析及对策
67、北方寒冷地区农村住宅保温结构一体化设计研究
68、北戴河新区国家级绿色建筑示范区创建研究
69、河北省建材产业物流指数研究
70、挣值法用于建筑工程成本控制的研究
71、高层住宅小区风环境数值模拟研究
72、绿色建筑运营阶段隐性成本估算模型研究
73、基于系统动力学的工程项目人工成本优化研究
74、工程项目供应链材料采购成本系统动力学仿真研究
75、高温影响的舒适度模型研制及在我国南方城市的应用
76、唐华清宫景区气候适宜性空间格局初探
77、施工现场建筑工人作业疲劳的影响因素研究
78、基于热管置入式墙体的小型建筑能耗数值分析
79、中铁咨询集团公司财务与资本运营子战略研究
80、某公司可持续发展的实践研究
81、ZH公司CM科技园项目成本管理研究
82、风险理论在工程安全监理实践中的应用研究
83、某研发中心与产业基地可行性研究
84、中铁工程设计咨询集团发展战略研究
85、青岛中山路商业街历史建筑保护修复研究
86、某市建筑节能检测平台建立与运行维护研究
87、基于BIM技术的建筑性能辅助商品房定价
88、建筑企业隐性知识转移影响机制研究
89、建筑施工企业工程质量诚信体系建设研究
90、现代建筑空间与水要素研究
91、算量软件在建筑工程上的应用及问题探讨
92、政府项目代建制合同管理体系研究
93、建筑企业工程项目管理信息化探讨
94、建筑供应链环境下的材料联合库存优化研究
95、建筑材料“暴露”手法在建筑空间设计中的应用研究
96、虚实相生对空间意境营造的作用机制研究
97、基于Matlab对DEA工程建设项目评标模型的应用研究
98、西方文艺复兴绘画名作中建筑图景及其历史价值研究
99、房地产开发项目成本控制研究
100、建设工程合同信用对合同管理绩效的影响研究
附：建筑学研究生毕业论文
摘要：在今天的企业施工过程中，为了保证工程的效率性，做好建筑工程质量监督的工作是很有必要的。合理地制定建筑工程质量监督的条约，加大监督的管理力度，将工程的质量问题放在首要位置，保证了建筑本体的安全性，也体现了以人为本的思想。本文针对建筑工程质量方面缺乏的相关法律条例、建筑企业质量监督的态度浅薄以及监督人员的专业素质差异过大进行讨论，根据此情况对提高工程质量的监督能力、加强施工单位的监督作用以及提高管理人员的综合素质提出几点看法和建议，也希望政府能够大力发挥宏观调控的作用，使建筑工程的质量问题得到有效根治。
关键词：建筑工程;质量监督;难题;管理方式
由于我国的经济发展迅猛，刺激了城市化进度的加深，作为城市化标志之一，建筑工程在不断发展的同时，也带来了一些质量监督方面的问题。对此，国家与建筑业相关部门开始对建筑工程的质量问题进行深究。经过一段时间的努力，各方面的尽力配合，积极响应国家的号召，使得建筑工程的一些管理模式得到优化，也成功解决了一部分难题，但是对于日益增多的建筑工程项目来说，这些措施还是远远不够的。所以，在我们保持关注建筑工程质量监督问题的基础上，对于在工程进行中出现的问题进行理解和归纳，总结出一套完善的管理体系，保证建筑工程施工质量的安全性，也对建筑工程的健康发展起到了至关重要的'作用。
一、建筑工程质量监督存在的难题
(一)相关的法律法规不够健全
当前我国建筑工程质量监督的能力还有待提高，是因为没有一个完整的体系去制约建筑工程中出现的质量问题，而一部分的法律政策太过片面，监督力度明显不足以约束一个庞大的建筑工程。所以，在进行建筑工程项目时，如果施工方不遵守规定，在施工质量上大打折扣，那么对于这种情况也没有一个专门细致的惩处管理条例。为了改善这种不良环境，我国应该针对具体情况做出相应措施，完善建筑工程质量监督的相关法律，政府在宏观上加大对工程的监督力度，一个官方的、完整的约束条例对于建筑工程的需要来说，已经是迫在眉睫。
(二)建筑企业质量监督的态度浅薄
建筑工程质量监督的管理之所以疏松，其中一个原因就是负责监督的企业专员对待质量监督没有一个积极的态度，缺乏监督的意识，这样一种不负责任的工作态度对于建筑工程的质量产生了极坏的影响，相关的工作无法进行。同时，企业部门对于这种消极的影响也放任不管，一个工程项目的整体都缺少相关的监督措施，导致监督体制最终只是一个可有可无的形态，使得建筑工程质量监督的管理力度越来越小，也就无法保证工程的效率。
(三)监督人员的素质差异过大
从某个方面来讲，负责质量监督的人员素质也决定了建筑工程质量监督能否有效开展。在今天，一些工程项目中安排了专门的人员进行质量监督，但是这些监督人员的专业素质有高有低，在面对质量问题时，一些人会严把大关，另一些人可能会有所放松，这种情况使得政府的监督工作无法继续进行。所以，如果负责建筑工程质量监督的人员素质过低，不仅难以保证建筑工程的质量，也会使得政府的监督力度大打折扣。
二、建筑工程质量监督的管理方式
(一)制定建筑工程质量监理制
工程质量监理制度的实行，能够大大加强建筑工程质量监督的力度，对于工程的正确实施有着推动作用。所以，政府在大体方向上监督的同时，也要加强建筑工程监理制的规划，使得建筑工程监理制得以健全自己的形势内容，而且把监理制合法化，加强负责建筑工程质量监督工作者的认真态度，使这些工作者负责的工程项目与法律挂钩，一旦玩忽职守就意味着违法。对于建筑工程质量监理的专门人员要进行精挑细选，这些人在工作时一定要遵守工程项目的监理机制，确保工程项目的顺利进行。
(二)加强对设计单位和设计人员的监督力度
建筑工程里许多的组合因素中，设计方案的可行性有着至关重要的作用。所以建筑工程在正式开工前，对于设计人员的来历要有一个细致的了解，对于指派他的企业或者组织要进行深刻的调查，确保人员的选择没有问题。然后，对于设计人员提交的设计方案进行仔细研究，多次检查其合格性，一旦发现任何不妥之处立刻要求其做出修改，保证设计方案的正确性、完整性，对建筑工程起到决定的作用。
(三)提升管理人员的综合素质
在建筑工程质量监督中，相关的工作者综合素质必须要高，对于工程质量要时刻进行监督，才能使建筑工程质量监督的方针得到有效实行。但是，相当一部分企业只把重点放在怎样获取较高的经济利润上，忽视了建筑工程的质量，使得建筑工程没有得到相应的保护措施，其中产生的许多问题在未来更加难以解决。所以，企业在挑选管理人员时要制定相应的选拔规则与制度，对于施工人员也要仔细选择，确保每一个工作位置都要有任务、有效率地进展，对建筑工程质量监督人员定期开展相关知识方面的工作，加强管理人员的质量监督意识，使他们认识到监督的重要性，提升管理人员的素质，为建筑工程的顺利实施提供有力保障。
三、结语
通过以上几大方面可知，完善建筑工程质量监督的体系对于建筑工程来说是势在必行的，但是在实施的过程中有着较多的阻碍因素，这些因素分散于各个施工单位或者个人，如何集中这些因素并进行妥善处理是建筑工程质量监督的一大难点。所以负责工程质量监督管理的相关工作者要处理好自己的工作重心，对于工程项目中实行的监督管理监制要大力提倡并严格执行，政府在宏观调控的同时，对于单位及个体要及时加大监督力度，在整个过程中起到了推波助澜的作用，这样对于建筑工程的质量将起到良好的监督作用，在良好的监督作风下，建筑工程的质量问题才能得到有效解决，这样的建筑物才能够被安全地放入市场中，人们对于建筑成品的使用才能感到放心如意。
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