41屋面建筑節(jié)能課程1

建筑節(jié)能技術(shù)江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院

主講教師張洪波學(xué)習(xí)單元四建筑屋面樓/地面節(jié)能技術(shù)

屋面節(jié)能概述噴涂聚氨酯硬泡屋面保溫隔熱技術(shù)泡沫混凝土屋面保溫技術(shù)其他屋面保溫隔熱技術(shù)樓/地面的節(jié)能設(shè)計(jì)樓/地面保溫隔熱層施工技術(shù)

屋面樓/地面節(jié)能驗(yàn)收項(xiàng)目學(xué)習(xí)單元四建筑屋面樓/地面節(jié)能技術(shù)

第一講屋面節(jié)能概述

學(xué)習(xí)單元四建筑屋面樓/地面節(jié)能技術(shù)主要內(nèi)容1屋面保溫隔熱的特點(diǎn)2屋面隔熱層類型3

屋面保溫隔熱材料4屋面的結(jié)構(gòu)形式和提高保溫隔熱的措施5屋面保溫隔熱層設(shè)計(jì)要求和熱工計(jì)算1屋面保溫隔熱的特點(diǎn)

1）第五立面屋面是建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要部位，是表現(xiàn)建筑體型和外觀形象的重要元素對(duì)建筑物的整體效果具有較大影響。因此屋面被稱為第五立面

。在多層住宅建筑中，屋面的能耗約占建筑總能耗的

5%～10%占頂層樓能耗的40%以上。是建筑節(jié)能需要進(jìn)行處理的首要對(duì)象。從所受到的自然氣候條件來說，屋面的保溫隔熱比墻體有著更為苛刻的要求。（屋面對(duì)防水的要求和屋面所能受到的最高、最低溫度和溫度驟變以及防水層的布置等），都是需要考慮的問題。

2）與墻面保溫隔熱的區(qū)別（1）保溫和隔熱的概念有明顯區(qū)別

屋面的保溫和隔熱的概念有時(shí)會(huì)完全分開。墻面雖然也存在著這樣的概念，但通常還是互相聯(lián)系的，即墻面的保溫隔熱層在能夠提供保溫的同時(shí)，往往也同時(shí)能夠提供隔熱的功能，尤其是外墻外保溫更是如此。

2）與墻面保溫隔熱的區(qū)別（1）保溫和隔熱的概念有明顯區(qū)別

而屋面則不同，雖然應(yīng)用于北方寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的保溫隔熱屋面也能夠同時(shí)起到保溫隔熱的作用，但對(duì)于應(yīng)用于南方夏熱冬暖地區(qū)的隔熱屋面，例如架空、蓄水、種植等隔熱屋面來說，則只能夠起到隔熱作用，而基本上沒有保溫效果。因而，對(duì)于屋面工程來說，保溫和隔熱的概念區(qū)別明顯。

（2）隔熱處理方式不同

在南方夏熱冬暖地區(qū)，對(duì)于有些方式的屋面的隔熱處理，是只能夠針對(duì)屋面這種結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行的，這些隔熱措施根本不可能應(yīng)用于墻面，例如架空、蓄水、種植等隔熱屋面等，與墻面在提供隔熱作用的同時(shí)，也能夠起到保溫作用截然不同。（3）保溫隔熱層細(xì)部處理有根本差別

屋面保溫隔熱層的細(xì)部處理涉及的多是管道女兒墻、排水口等，而墻面保溫隔熱層的細(xì)部處理所涉及的往往是門窗洞口、陰陽角和很少量的穿墻管道等，二者的細(xì)部處理有著根本區(qū)別，所需要采用的措施和技術(shù)也根本不同。（4）屋面的保溫隔熱層與防水層關(guān)系密切并互相影響

從結(jié)構(gòu)順序來說，屋面的保溫隔熱層有兩種構(gòu)造方式，一是處于防水層的上面，一是置放于防水層的下面。但不管處于什么樣的結(jié)構(gòu)，屋面的保溫隔熱層與防水層都存在著密切關(guān)系并互相影響。即后施工的結(jié)構(gòu)層影響著先施工的結(jié)構(gòu)層

如果屋面的保溫隔熱層處于防水層的上方則在施工保溫隔熱層時(shí)，其施工作業(yè)對(duì)其下面的防水層會(huì)產(chǎn)生直接影響。因而，施工注意事項(xiàng)或者操作細(xì)則都對(duì)此做出規(guī)定或者提示，以免造成損害。國家標(biāo)準(zhǔn)《屋面工程技術(shù)規(guī)范GB50345-2012中規(guī)定“保溫層設(shè)置在防水層上部時(shí)，保溫層的上面應(yīng)作保護(hù)層；保溫層設(shè)在防水層下部時(shí)，保溫層的上面應(yīng)做找平層”。傳統(tǒng)式屋面和倒置式屋面倒置式屋面2屋面隔熱層類型

1）倒置屋面與傳統(tǒng)屋面比較倒置屋面保護(hù)下的防水層傳統(tǒng)屋面暴露出的防水層防水層在隔熱保溫板的保護(hù)下，可避免陽光的直接輻射，并保持在接近于室內(nèi)環(huán)境的較低溫度狀態(tài)。防水層暴露在陽光的輻射之下，其表面溫度可達(dá)70℃至更高隔熱保溫板保護(hù)防水層免受室外晝夜溫差變和冬夏季的溫度影響。由于防水層暴露在溫度變化相當(dāng)大的環(huán)境之中，會(huì)經(jīng)常收縮及膨脹，其使用年限也相對(duì)被縮短。隔熱保溫板可以阻擋陽光中的紫外線，防水層免受到照射。防水層暴露在紫外線照射之下，像其它材料一樣易于老化。即使受到機(jī)械性的破壞（例如石塊碰撞，工人在施工和維修中行走時(shí)），隔熱保溫板的保護(hù)，防水層不會(huì)受破壞。防水層易受到施工中和施工完成后的機(jī)械性破損，有時(shí)候施工期間往來和手推車的碾壓也會(huì)直接損壞防水層。防水層在接近于室溫的恒定環(huán)境下，不易結(jié)露。防水層暴露在冬季的低溫狀態(tài)下并停止?jié)駳鈹U(kuò)散，因此極易出現(xiàn)冷藏并縮短了防水層的使用壽命。2）架空通風(fēng)屋面

架空屋面是采用隔熱制品覆蓋在屋面防水層上并架設(shè)一定高度的空間，在屋頂設(shè)置通風(fēng)間層，一方面利用通風(fēng)間層的外層遮擋陽光，避免太陽輻射熱直接作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上另一方面利用風(fēng)壓和熱壓的作用，尤其是自然通風(fēng)，帶走進(jìn)入夾層中的熱量，起到隔熱作用。據(jù)實(shí)測(cè)，設(shè)置合理的屋面架空隔熱板構(gòu)造可使屋頂內(nèi)表面的平均溫度降低4.5～5.5℃。2）架空通風(fēng)屋面結(jié)構(gòu)層上面設(shè)置架空通風(fēng)層2）架空通風(fēng)屋面架空屋面2）架空通風(fēng)屋面3）種植屋面3）種植屋面斜屋面木框防滑鐵絲網(wǎng)防滑

3）種植屋面夏季綠化屋面與普通隔熱屋面比較，表面溫度平均要低6.3℃，屋面下的室內(nèi)溫度相比要低2.6℃因此，屋頂綠化作為夏季隔熱有著顯著效果，可以節(jié)省大量空調(diào)用電量。對(duì)于屋面冬季保溫，采用輕質(zhì)種植土根據(jù)栽培養(yǎng)護(hù)的要求將屋頂綠化分成三種普遍類型精細(xì)式（中關(guān)村廣場(chǎng)）

粗放式（歐洲的斜屋頂）半精細(xì)（清華節(jié)能樓）3）種植屋面

德國作為最先開發(fā)屋頂綠化技術(shù)的國家，在新技術(shù)研究方面處于世界領(lǐng)先的地位。到2007年，德國的屋頂綠化率達(dá)到80%左右，是全世界屋頂綠化做得最好國家。歐美其它國家如英國、瑞士、法國、挪威、美國等也都非常重視屋頂綠化，并獲得了很好的效果。日本政府特別鼓勵(lì)建造屋頂綠化建筑。東京規(guī)定新建建筑物占地面積超過1000平方米者，屋頂必須有20％為綠色植物覆蓋，否則要被予以罰款。3）種植屋面日本·筑波“茅草屋”德國的坡屋頂植被屋面3）種植屋面芝加哥市政廳的綠色屋頂創(chuàng)業(yè)大廈科委15層?xùn)|平臺(tái)植被屋面4）蓄水屋面蓄水屋面就是在剛性防水屋面上蓄一定高度的水，起到隔熱作用的屋面。原理：在太陽輻射和室外氣溫的綜合作用下，水能吸收大量的熱而由液體蒸發(fā)為氣體從而將熱量散發(fā)到空氣中，減少了屋蓋吸收的熱能，起到隔熱的作用。此外，水面還能夠反射陽光，減少陽光輻射對(duì)屋面的熱作用.水層在冬季還有一定的保溫作用。蓄水屋面即可隔熱又可保溫，還能保護(hù)防水層，延長防水材料的壽命。一般水深50mm即可滿足理論要求，但實(shí)際使用中以150～200mm為適宜深度。為了保證屋面蓄水深度均勻蓄水屋面的坡度不可以大于0.5%。4）蓄水屋面開敞式蓄水屋頂、剛性防水屋面夏季熱量傳導(dǎo)示意圖4）蓄水屋面蘇州大學(xué)炳麟圖書館蓄水屋面

5）金屬節(jié)能屋面采用金屬板材作為屋蓋材料，將結(jié)構(gòu)層和防水層合二為一的屋蓋形式，是現(xiàn)代公共建筑中一種新型的屋面維護(hù)體系。種類：鋅板、鍍鋁鋅板、鋁合金板、鋁鎂合金板、

鈦合金板、不銹鋼板等特點(diǎn)：吸音，防潮，保溫隔熱，隔音，質(zhì)輕，強(qiáng)度高，耐腐蝕，壽命可達(dá)50年，可

消化溫度變化帶來的屋面變形的明顯特點(diǎn)和巨大優(yōu)勢(shì)。

5）金屬節(jié)能屋面6）淺色坡屋面

目前，大多數(shù)住宅仍采用平屋頂，在太陽輻射最強(qiáng)的中午時(shí)間，太陽光線對(duì)于坡屋面是斜射的，而對(duì)于平屋面是正射的，深暗色的平屋面僅反射不到30%的日照，而非金屬淺暗色的坡屋面至少反射65%的日照，反射率高的屋面大約節(jié)省20%——30%的能源消耗。6）淺色坡屋面1）屋面保溫隔熱材料的種類

種類主要有板塊類和現(xiàn)場(chǎng)施工類兩大類（1）板塊類保溫隔熱材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料板、泡沫玻璃、加氣混凝土類、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和水泥聚苯泡沫塑料板等類別；（2）現(xiàn)場(chǎng)施工類的保溫隔熱材料主要有現(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、現(xiàn)澆水泥聚苯顆粒保溫層等。3

屋面保溫隔熱材料種類材料類別產(chǎn)品舉例性能特征概述板塊類聚苯乙烯泡沫塑料板擠塑型聚苯乙烯泡沫塑料板；模塑型聚苯乙烯泡沫塑料板是有機(jī)保溫材料，這類材料具有極好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.030?0.045W/(m.K)；且吸水率很低（擠塑型<1-5%；模塑型<6.0%)和強(qiáng)度相對(duì)很高（壓縮強(qiáng)度>0.25MPa;抗拉強(qiáng)度>0.lOMPa)泡沫玻璃泡沫玻璃板是無機(jī)保溫材料，具有很好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)一般<0.062W/(m-K)；幾乎不吸水（吸水率<0.5%)，耐化學(xué)腐蝕，抗壓強(qiáng)度高，變形小，耐久性好成本相對(duì)較髙加氣混凝土類各種加氣混凝土砌塊或板材是無機(jī)保溫材料，具有適當(dāng)?shù)谋馗魺嵝阅?，其?dǎo)熱系數(shù)一般在0.1?0.2W/(m.K)范圍；較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度>2.OMPa),但吸水率很高，是該類材料長久存在的性能缺陷膨脹珍珠巖、膨脹蛭石水泥膨脹珍珠巖板、水泥膨脹蛭石板、瀝青膨脹珍珠巖板、瀝青膨脹蛭石板、水玻璃膨脹珍珠巖板、水玻璃膨脹蛭石板等是傳統(tǒng)使用的無機(jī)類屋面保溫隔熱材料，保溫隔熱性能因產(chǎn)品不同而異，其導(dǎo)熱系數(shù)一般<0.087W/(m-K);產(chǎn)品特性因種類不同相差很大：水泥基膨脹珍珠巖、膨脹蛭石板的吸水率高，是該類材料長久存在的性能缺陷；瀝青基膨脹珍珠巖、膨脹蛭石板的產(chǎn)品成本高，應(yīng)用量很??；水玻璃基膨脹珍珠巖、膨脹蛭石板幾乎不吸水，保溫性能也很好種類材料類別產(chǎn)品舉例性能特征概述現(xiàn)場(chǎng)澆注施工類廢聚苯泡沫板水泥廢聚苯泡沫塑料板等是近年來研制的新型保溫隔熱材料，保溫隔熱性能、吸水率和體積穩(wěn)定性等均優(yōu)于膨脹珍珠巖以及膨脹蛭石制品，并且能夠大量的利用廢棄的泡沫塑料和粉煤灰，有利于環(huán)保和節(jié)約資源聚氨酯現(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有很好的保溫隔熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)一般<0.027W/(m-K)；吸水率低（吸水率<3.0%);能夠形成整體無縫的保溫隔熱層，在產(chǎn)生保溫隔熱效果的同時(shí)具有防水性能，是目前性能優(yōu)異的保溫隔熱材料，尤其適用于屋面工程，而且施工方便，但成本較高聚苯顆?，F(xiàn)澆粉煤灰水泥聚苯顆粒保溫層、現(xiàn)澆發(fā)泡水泥聚苯顆粒保溫層等具有適當(dāng)?shù)谋馗魺嵝阅?，其?dǎo)熱系數(shù)一般<0.06W/(tn?K)；吸水率因澆注施工時(shí)采用的配方不同，差別很大；能夠形成整體無縫的保溫隔熱層；能夠大量的利用廢棄的泡沫塑料，有利于環(huán)保和節(jié)約資源，成本低泡沫混凝土現(xiàn)澆水泥泡沫混凝土屋面保溫層系水泥基無機(jī)材料，具有抗老化性能好，抗壓強(qiáng)度高，防火、耐高溫、體積穩(wěn)定以及整體性好等特征，但吸水率髙，吸水后保溫性能變差。泡沫混凝土的干密度為400?800kg/m3;導(dǎo)熱系數(shù)0.09?0.21W/(m*K)；吸水率23%其他現(xiàn)澆膨脹珍珠巖保溫隔熱層、膨脹蛭石保溫隔熱層等具有一定的保溫隔熱性能（由于現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量控制上的差異，其導(dǎo)熱系數(shù)一般比其相應(yīng)制品的髙）；曾是我國使用的主要屋面保溫隔熱層，但由于吸水率大和新材料的引入，現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)很少1）屋面的結(jié)構(gòu)形式：

常見的屋面有平屋面和坡屋面，對(duì)于坡度較大的屋面，保溫層應(yīng)采取防滑措施；對(duì)于平屋面，當(dāng)使用吸濕性較大的保溫材料作為封閉式保溫層時(shí)，宜采用排氣屋面。

排氣屋面就屋面的應(yīng)用功能來說，通常分為上人屋面與非上人屋面。這兩種不同的屋面對(duì)保溫隔熱材料和保溫隔熱層構(gòu)造的要求有很大差別。前者要求保溫隔熱材料和保溫隔熱層構(gòu)造均需要具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)需要給予特殊的結(jié)構(gòu)處理等。4屋面的結(jié)構(gòu)形式和

提高保溫隔熱的措施2）提高屋面保溫隔熱的措施

降低屋面熱量的損耗，是降低建筑總體熱量損耗的重要環(huán)節(jié)。要真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能達(dá)到50%，并逐步過渡到65%的要求，除了對(duì)墻體，外門窗必須采取有效的保溫措施外，還必須對(duì)屋面采取必要的保溫隔熱措施（1）選用熱導(dǎo)率小、重量輕、強(qiáng)度高的新型保溫

材料（2）增加保溫層的厚度，使建筑物整體達(dá)到節(jié)能

50%、65%的目標(biāo)（3）做好防水層，降低保溫層內(nèi)的含水率，滲漏水是屋面工程的通病（4）采用吸水率低的保溫材料，屋面保溫工程宜選用一些吸水率低的保溫材料（5）設(shè)置排氣屋面（6）采用生態(tài)型的節(jié)能屋面1）根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》（GB50345—2004)的規(guī)定（1）保溫隔熱屋面的類型和構(gòu)造設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能，屋面的結(jié)構(gòu)形式、環(huán)境氣候條件、防水處理方法和施工條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定（2）保溫層厚度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)按照現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定5屋面保溫隔熱層

設(shè)計(jì)要求和熱工計(jì)算舉例（3）保溫層的構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：①保溫層設(shè)置在防水層上部時(shí)，保溫層的上面應(yīng)做保護(hù)層②保溫層設(shè)置在防水層下部時(shí)，保溫層的上面應(yīng)做找平層③屋面坡度較大時(shí)，保溫層應(yīng)采取防滑措施④吸濕性保溫材料不宜用于封閉式保溫層當(dāng)需要采用時(shí)宜采用排氣屋面。

a找平層設(shè)置的分隔縫可兼作排氣道，鋪貼卷材時(shí)宜采用空鋪法、點(diǎn)粘法、條粘法。b排氣道應(yīng)縱橫貫通，并同與大氣連通的排氣管相通排氣管可設(shè)在檐口下或屋面排氣道交叉處。c排氣道應(yīng)縱橫設(shè)置，間距宜為6m，屋面面積每36m2宜設(shè)置一個(gè)排氣孔，排氣孔應(yīng)做防水處理d在保溫層下也可鋪設(shè)帶支點(diǎn)的塑料板通過空腔層排水排氣

排氣屋面⑤倒置式屋面的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：a倒置式屋面的坡度不宜大于3%;b倒置式屋面的保溫層應(yīng)采用吸水率低的且長期浸水不腐爛的保溫材料；c保溫層可采用干鋪或者粘貼板類保溫材料，也可采用現(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料；d保溫層的上面采用卵石保護(hù)層時(shí)，保護(hù)層與保溫層之間應(yīng)鋪設(shè)隔離層；e現(xiàn)噴硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料與涂料保護(hù)層之間應(yīng)具有相容性；f倒置式屋面的檐溝、水落口等部位，應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土或磚砌堵頭。

2)屋面熱工計(jì)算舉例

按照建筑節(jié)能的要求，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和建筑物屋面的構(gòu)造型式，在正確進(jìn)行屋面熱工計(jì)算的基礎(chǔ)上，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，進(jìn)行合理的屋面保溫層的設(shè)計(jì)。進(jìn)行屋面保溫層設(shè)計(jì)時(shí)，首先要通過綜合比較，選定保溫材料，確定保溫層厚度。

以常見的屋面構(gòu)造作法為例，即室內(nèi)水泥石灰砂漿面層（20mm厚）—現(xiàn)澆鋼筋混凝土板(100mm厚）—焦渣找坡層（平均70mm厚）—保溫層—水泥砂漿找平層（20mm厚）-防水層。選用無機(jī)類保溫材料時(shí)，保溫層厚度和屋面總熱阻R、傳熱系數(shù)K，見表2選用有機(jī)類保溫材料時(shí)，保溫層厚度和屋面總熱阻R、傳熱系數(shù)K，見表3

無機(jī)類保溫材料屋面熱工計(jì)算指標(biāo)舉例表2保溫層厚度(mm)水泥膨脹珍珠巖板水泥膨脹蛭石板總熱阻R傳熱系數(shù)K總熱阻R傳熱系數(shù)K[(m2?K)/W][W/(m2?K)][(m2.K)/W][W/(m2?K)]801.2900.775——951.4280.700——1101.5650.639——1251.7030.5871.2580.7951602.2050.4941.45550.687200——1.6810.5952202.5770.388——260——2.0190.495有機(jī)類保溫材料屋面熱工計(jì)算指標(biāo)舉例表3保溫層厚度(mm)模塑聚苯板（EPS)擠塑聚苯板（XPS)硬泡聚氨酯總熱阻R[(m2?K)/W]傳熱系數(shù)Ko[W/(m2?K)]總熱阻R[(m2?K)/W]傳熱系數(shù)K0[W/(m2?K)]總熱阻R[(m2?K)/W]傳熱系數(shù)K0[W/(m2?K)]25——1.3120.7621.3260.75430——1.4630.6831.4800.67635