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建筑节能蓄水屋面应用技术的分析

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《建筑》2017年第11期

摘要:屋面节能是建筑节能的重要环节。蓄水屋面作为屋面构造形式之一,其具有简单、经济、环保的优点。文章就蓄水屋面的技术原理与特点、设计要点、施工要点等方面予以探讨,以期为建筑蓄水屋面节能技术的应用提供借鉴。

关键词:建筑节能;蓄水屋面;围护结构;蓄水深度

0前言

屋面能耗在围护结构总能耗中所占比重较大,通常情况下,屋面的传热系数大于外墙的传热系数,因此,屋面保温隔热性能的优劣对建筑节能效果的影响很大,屋面节能是建筑节能的重要环节[1]。建筑屋面节能实施的关键在于避免屋面结构热阻不够和产生热桥问题,而热阻和热桥问题很大程度与建筑屋面的构造形式及保温隔热材料性质相关。作为屋面构造形式之一的蓄水屋面,为夏热冬冷地区建筑屋面的隔热降温提供了条件。现就蓄水屋面的技术原理与特点、设计要点、施工要点等方面予以探讨,以期为建筑蓄水屋面节能技术的应用提供借鉴。

1建筑蓄水屋面节能应用技术

1.1蓄水屋面的节能技术原理与特点

蓄水屋面就是在屋面上蓄积一定厚度的水层作为隔热材料来提高屋顶的隔热能力。水是一种良好的隔热性材料,它的比热较大,可以吸收较多的太阳辐射热。蒸发时,可以将太阳辐射至水层的热量大量带走,从而有效地延迟并衰减高峰热负荷,降低室内和屋面温度。实践表明,深蓄水屋面顶层房屋夏日温度比普通屋面温度低2~5℃[1]。蓄水屋面混凝土刚性防水屋面置于水下,利于混凝土后期强度增加;混凝土成分在水中继续水化而产生湿涨现象,可提高混凝土的抗渗能力;水下混凝土温差较小,从而避免了刚性防水层温度裂缝的产生;蓄水层作为混凝土和防水层的保护层,还可以延缓混凝土的碳化和防水层的老化。蓄水屋面相当于一个大型水箱,在南方多雨地区,可以收集雨水供冲洗、浇灌之用,节约水资源。当然,蓄水屋面也存在一些缺点,蓄水屋面水表温度夜间高于无水屋面,这时很难利用屋顶散热;屋面蓄水也会增加屋面荷载和加大屋面渗漏的可能性;同时,屋面水质也容易恶化,为此可在水中栽植少量浅水植物或养殖少量浅水鱼类以达到净化水质的效果。

1.2蓄水屋面节能技术的设计要点

理论来讲,5cm的蓄水深度即可满足蓄水屋面隔热要求,但考虑全年蓄水的蒸发与雨水补给,便于管理及饲养或种植等要求,避免附加荷载过重,同时考虑水深超过20cm时屋面温度与相应热流值下降不很显著的特点,屋面普通蓄水深度以20cm为宜。为防止蓄水深浅不均,屋面坡度不宜超过5‰。蓄水池壁结构可与屋面结构统筹考虑,建议将屋面梁按反梁设计,反梁宜有高出蓄水面至少250mm的泛水高度,这样反梁既可兼做蓄水屋面的池壁,又可降低蓄水屋面的自重,同时还可以对大面积蓄水屋面进行区段分割,便于水池清洗、维修,避免屋面大风引起的水波外溅。在蓄水屋面内部反梁池壁根部可设过水孔,以便水体连通和检修封堵;在外围反梁根部设置若干泄水孔,以便排水检修,在外围反梁上部设置溢水孔以排泄多余水量。另外,考虑天然雨水补给不足的情况发生,一般还应设给水管,以保证蓄水深度的相对稳定。考虑到屋面渗漏是质量通病的特性以及屋面积水是屋面渗漏主要因素,蓄水屋面防水应按刚柔相济的方法,两道设防,其中刚性防水宜采用≥P6防水混凝土,柔性防水层建议采用涂膜防水层或水泥渗透结晶防水层。

1.3蓄水屋面节能技术的施工要点

钢筋混凝土刚性防水层裂缝宽度应控制在0.2mm以内,且不得贯通,迎水面钢筋保护层厚度不小于5cm。水泥宜用普通硅酸盐水泥,粗骨料洁净,最大粒径不宜大于40mm,细骨料洁净,宜用中砂,防水剂应溶解加入。做好雨水口、出屋面管道、预埋铁件、反梁阴角等细部处理。浇筑时应连续浇筑,振捣均匀,留振时间要以表面泛浆、无明显下沉及气泡上冒为止。混凝土初凝之后,终凝之前应用塑料薄膜或草袋覆盖,并保持混凝土处于湿润状态至少14d。涂膜防水基层应平整牢固,表面不得出现孔洞、蜂窝麻面、缝隙等缺陷;基面必须干净、无浮浆,基层干燥应符合产品要求。涂膜施工时,应先对阴阳角、预埋件、出屋面管道、预留洞口等部位进行加强或密封处理;涂膜防水层应多遍成活,后一遍涂抹施工应待前一遍涂层实干后进行,前后两遍的涂刷方向应相互垂直,并宜先涂刷立面,后涂刷平面。涂膜最薄处厚度不应小于设计厚度的80%,施工完毕后应进行蓄水试验并合格。为延缓涂膜层老化及防止外力破坏,应在其上覆盖保护层,保护层应设分仓缝,缝嵌油膏密封。

2结语

建筑节能蓄水屋面作为屋面构造形式之一,具有简单、经济、环保的优点及荷载加大、易渗漏、水质易变等缺点。在应用中应因地制宜,从蓄水深度、水面分割、水源供排、屋面构造等方面综合设计、扬长避短,并在施工过程中采取切实措施落实设计意图,提高施工质量,保证建筑节能蓄水屋面技术应用的落实。

参考文献:

[1]张晓峰.蓄水屋面隔热构造与节能性能研究—以苏州大学炳麟图书馆为例[J].建筑节能,2008,36(203):22-25.

[2]李宁.不同属性蓄水屋面的气候适用性研究[J].新型建筑材料,2016,43(7):68-71.

[3]谢浩.蓄水屋面的隔热构造设计[J].新型建筑材料,2002(4):43-45.

[4]蓄水深度对蓄水屋面冬季保温效果的影响研究[J].制冷与空调,2015(5):502-504.

作者:朱绍奇 单位:宿迁学院建筑工程学院

建筑杂志责任编辑:张雨    阅读:人次