論別墅墻體與屋頂?shù)墓?jié)能設(shè)計(jì)

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人類一切關(guān)于衣食住行的生產(chǎn)活動(dòng)和生活行為都是圍繞提高生活質(zhì)量和解放其自身而展開的。從上述關(guān)于“節(jié)能”和“建筑節(jié)能”的概念我們可以得出：別墅節(jié)能，第一要提高生活質(zhì)量，提高居住其中的人舒適性感受；第二，節(jié)能涉及到技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料等多個(gè)方面，需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況綜合考慮。別墅節(jié)能的重點(diǎn)在于“提高建筑中的能源利用率”，減少建筑中能量的散失，這就要求我們必須重視別墅建筑的墻體與屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)。

別墅墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)

新型墻體墻體材料的概念是相對(duì)于傳統(tǒng)粘土實(shí)心磚而提出的。2010年底，我國所有城市禁止使用實(shí)心粘土磚，逐步淘汰了這種毀田燒磚破壞耕地資源又不節(jié)能的建筑材料。新型墻體材料技術(shù)性能較好，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、保溫隔熱性能好、造價(jià)適中、節(jié)能、節(jié)土、有利于自然環(huán)境保護(hù)，同時(shí)具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。理所當(dāng)然要在投資大、耗能多的別墅建筑中推廣使用。新型墻體材料中，磚類主要有粘土空心磚、粉煤灰磚、灰砂磚等，砌塊類主要有普通混凝土小型空心砌塊、輕質(zhì)混凝土小型空心砌塊、加氣混凝土砌塊、石膏砌塊等；板類主要有GRC板、石膏板、各種纖維增強(qiáng)墻板和復(fù)合墻板等。以上各種新型墻體材料使用的材料和制作工藝各不相同，具有不同的品質(zhì)特征，適用范圍也不盡相同，但都必須達(dá)到我國相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，普通混凝土小型空心砌塊主要適用于承重墻體、外圍護(hù)墻或內(nèi)隔墻，它是用水泥作膠結(jié)料，砂石作集料，經(jīng)攪拌、振動(dòng)（或壓制）成型、養(yǎng)護(hù)等工藝過程制成。

墻體從六個(gè)方向圍合而形成限定的建筑空間。從一般意義的建筑空間來講，它在上、下、東、南、西、北六個(gè)方位中占據(jù)了六分之四。因此，墻體是節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通常而言，外墻保溫可以從兩個(gè)方面來探討：（1）從材料（高效絕熱材料）和墻體結(jié)構(gòu)（多層復(fù)合）；（2）直接以新型高熱阻材料構(gòu)筑墻體（具備相應(yīng)的熱穩(wěn)定性）。在外墻保溫的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)方面，德國、英國和瑞典走在世界的前列，已經(jīng)有近40年的歷史。外墻外保溫體系的材料和施工技術(shù)發(fā)展迅速，提高了別墅節(jié)能的效率。外墻外保溫具有多重優(yōu)越性，具體而言具有節(jié)能、保溫、隔熱、隔聲、防水、裝飾等作用。2005年3月1日起，當(dāng)時(shí)的建設(shè)部了《外墻外保溫技術(shù)規(guī)范》（JGJ144-2004），其中推薦了五種外墻外保溫系統(tǒng)。分別為上表的前五種外墻外保溫系統(tǒng)。在別墅節(jié)能墻體的設(shè)計(jì)中，根據(jù)工程的具體情況，選擇這五種外墻外保溫墻體能取得墻體部分的良好節(jié)能效果。在進(jìn)行別墅建筑的外墻外保溫設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面。在正確使用和正常維護(hù)的條件下，外墻外保溫系統(tǒng)的使用年限不應(yīng)少于25年。在設(shè)計(jì)選用外保溫系統(tǒng)時(shí)，不得更改系統(tǒng)構(gòu)造和組成材料。各系統(tǒng)保溫材料選用時(shí)建議的最小厚度應(yīng)參考各地的具體規(guī)范要求。另外，外保溫復(fù)合墻體的熱工和節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)定，如保溫層內(nèi)表面溫度應(yīng)高于0℃；外保溫系統(tǒng)應(yīng)包覆門窗框外側(cè)洞口、女兒墻以及封閉陽臺(tái)等熱橋部位等。外保溫工程必須保證密封和防水構(gòu)造的合理設(shè)計(jì)施工，確保水不會(huì)滲透到保溫層及基層。

別墅屋頂?shù)?/a>節(jié)能設(shè)計(jì)

屋頂，又稱屋面，是形成建筑空間的一個(gè)重要界面。別墅一般層高較低，以兩至三層為常見。屋頂一般兼具防雨雪冰凍風(fēng)霜等自然災(zāi)害以及其他人為的外力影響。別墅節(jié)能離不開屋頂?shù)墓?jié)能。別墅建筑的熱量損耗有很大一部分是通過屋面散失掉的。別墅屋面節(jié)能設(shè)計(jì)的主要形式是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。

現(xiàn)代建筑得益于新型建筑材料混凝土的發(fā)明和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。平屋面別墅通常采用簡潔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，將建筑外環(huán)境與室內(nèi)空間隔絕開，使室內(nèi)的熱量不至于散失過多。別墅的平屋面有倒置式、正置式等形式。倒置式保溫屋面與正置式保溫屋面的不同之處是它的保溫層鋪置在防水層上面，防水層可得到充分保護(hù)，不與外界環(huán)境直接接觸，受氣溫變化及外界影響小，可延長防水層的使用年限。倒置式屋面可以較好的簡化屋面構(gòu)造，部分地區(qū)可去除隔氣層等。無論哪一種形式，都是基于減弱、阻隔建筑內(nèi)外熱量交換的具體技術(shù)措施，根據(jù)別墅的具體情況采用形式不同的平屋面結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到最佳的保溫隔熱、節(jié)能環(huán)保的效果是根本的目的。別墅坡屋頂按照建筑形式可以分為單坡、雙坡、四坡等，按照建筑風(fēng)格可以分為中式、歐式等。其中，混凝土坡屋頂可以根據(jù)其構(gòu)造分為釘掛型無細(xì)石混凝土整澆層、釘掛型有無細(xì)石混凝土整澆層、粘鋪型無細(xì)石混凝土整澆層、粘鋪型有細(xì)石混凝土整澆層四類。

屋頂花園是種植屋面的一種常見形式，是別墅較經(jīng)常采用的形式之一。顧名思義，屋頂花園就是在建筑的屋面上進(jìn)行花園式的綠化種植。這種屋頂具有很好的隔熱、保溫、減噪、環(huán)保作用，具有較好的節(jié)能效果。屋頂花園能夠給人們提供一個(gè)視野寬闊的戶外活動(dòng)休息區(qū)域，這也是高級(jí)別墅的重要特征之一。屋頂花園的灌木、草坪等綠色植物層，形成多層遮陽傘，不僅遮擋日光直射，而且植物不斷地從周圍環(huán)境中吸收大量的熱量，其中大部分用于蒸發(fā)作用和光合作用，所以綠地溫度增加并不強(qiáng)烈，一般綠地中的地溫比空曠場低10—17.8℃。據(jù)相關(guān)資料，夏季種植屋面與普通屋面相比較，表面溫度平均可降低6.3℃，可使城市中的灰塵降低40%左右，還可以吸收各種有害氣體殺滅各種細(xì)菌，并能最大減噪達(dá)10dB。需要注意的是，種植屋面技術(shù)要求比較高，涉及建筑、園藝等專業(yè)學(xué)科，必須綜合考慮設(shè)計(jì)、選材、施工和維護(hù)管理等方面的問題。別墅種植屋面的設(shè)計(jì)涉及其建筑、結(jié)構(gòu)、排水、景觀及綠化等多個(gè)專業(yè)工種，必須在設(shè)計(jì)過程中充分協(xié)調(diào)、溝通。在設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)注意以下方面：別墅屋面綠化應(yīng)結(jié)合地域地理?xiàng)l件、別墅屋面環(huán)境、綠化效果及別墅主人的個(gè)人愛好綜合選擇。如果種植喬木，種植層厚度至少應(yīng)在900mm以上，大型喬木可能需要1500mm以上，還需在隔離層下側(cè)設(shè)置獨(dú)立的專用阻斷植物根系生長的阻擋層，以防止植物根系對(duì)防水保溫層的破壞。別墅種植屋面是一個(gè)系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)師在選擇產(chǎn)品材料時(shí)應(yīng)充分考慮各種型材及構(gòu)造的系統(tǒng)性以及與建筑基層和物理環(huán)境的協(xié)調(diào)。由于別墅屋面更換植被比較麻煩，應(yīng)優(yōu)先考慮生命周期較長的植被，選擇一些當(dāng)?shù)氐谋就林参锘驓w化植物，以達(dá)到適合、經(jīng)濟(jì)、美觀的效果。要對(duì)灌溉和排水作充分的考慮，是采用自動(dòng)灌溉系統(tǒng)還是人工澆灌的方式，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在設(shè)計(jì)中予以考慮。

結(jié)語

別墅墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)需要內(nèi)外結(jié)合，選擇合適的節(jié)能墻體材料，外墻優(yōu)先選擇外保溫的形式。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外保溫可以有效避免產(chǎn)生熱橋，有利于改善室內(nèi)熱環(huán)境。別墅屋面節(jié)能需結(jié)合采光和太陽能利用綜合考慮。別墅屋面如有可能，種植屋面是比較好的實(shí)現(xiàn)景觀美化和節(jié)能效果的屋面方式，同時(shí)需做好防水隔熱處理。別墅節(jié)能是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有通過各種措施的綜合運(yùn)用、有機(jī)結(jié)合，而不是機(jī)械拼湊節(jié)能技術(shù)和材料，在每一個(gè)節(jié)能細(xì)節(jié)上都加以重視，才能在更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的前提下取得較好的節(jié)能效果。（本文作者：陳玉中、吳文治 單位：廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院、常州工學(xué)院藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院）