屋顶建筑节能论文

摘要:屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式,其应用越来越广泛。它的价值不仅在于能为城市增添绿色,而且能减少建筑材料屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。如果能很好地加以利用和推广,形成城市的空中绿化系统,对城市环境的改善作用是不可估量的。今天小编给大家找来了《屋顶建筑节能论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

屋顶建筑节能论文 篇1：

节能环保材料与屋顶绿化技术在市政建筑节能设计中的运用思考

摘要：在低碳环保视域下，加强市政建筑节能设计是现代化城市建设发展的必然趋势。尤其是随着房屋建筑节能标准逐渐提升，需要加大建筑技术研究，积极引进节能环保材料和屋顶绿化技术，为建筑节能设计指引新的方向。本文主要对节能环保材料以及屋顶绿化技术在市政建筑节能设计中的应用进行探究，旨在进一步提升建筑节能设计水平，促进绿色低碳环保目标的实现。

关键词：节能环保材料 屋顶绿化技术 市政建筑节能设计 运用

在现代化科学技术发展背景下，建筑技术水平日益提升和创新，尤其是在低碳环保号召下，更加提升了对房屋节能质量的要求。因此，在市政建筑节能设计中，要加强对高端节能技术的英语，并积极引进节能环保材料，增加环保保温材料的使用率，并促进屋顶绿化技术的融合应用，为市政建筑节能设计提供新的思路和方向。

一、屋顶绿化技术的应用要点

（一）屋顶绿化技术应用原则

屋顶绿化技术应用中，工序较为繁杂，需要施工单位进行精细化管理，统筹全局，合理策划，保障屋顶绿化技术的高效化运用。其中需要遵循以下原则：（1）生态相宜性，在对屋顶绿化进行设计时，需要对屋顶荷载、土层厚度、土质性能等开展综合性分析，以便选择适宜性的植物种类，才能保障其成活率;同时结合不同植物成长特征的差异性，对植物种类进行合理搭配，满足种间共存原则，保障植物搭配的科学性。[1]（2）保障景观舒适性，确保高大乔木与景观小品的搭配性，提升物种丰富性，体现整体景观的充实性和层次化。（3）促进生态、生活、生产的互相效应，在满足生活需求以及生态需求的基础上，可以强化其生产功能，种植辣椒、西红柿等同时具备生态景观和生产功能的植物，优化生活质量。

（二）屋顶绿化植物的合理选择

（1）因地制宜，植物具有较强地域性，只有选择与当地气候、土壤、水文等条件相适宜的植物类型，才能保障其成活率。一般情况下，在进行屋顶绿化设计时，需要选择本土植物类型，尤其要选择生命力强、适应性好的植物，要对本土植物进行精细化选择，从而提升屋顶绿化植物的观赏性，强化整体景观效果。（2）搭配耐旱、抗风性能好的植物类型。屋顶绿化设计中，植物需要长时间曝光与阳光之下，温度较高，水分蒸发快，生长环境较为干燥，基于此，需要选择耐旱性植物。此外，屋顶位置较高，风力较大，常常受到风雨的侵袭，因此需要选择低矮、抗风能力强的植物种类。[2]（3）选择常绿植物，可以始终保障屋顶绿化的保温个人功能，增加城市绿化面积，打造系统化的绿化景观效果，其中包含多种叶形、株形秀丽的植物，并对植物搭配结构进行科学设计，体现空间组合的层次感。

（三）绿色屋顶结构设计

在海绵城市建设视域下，对屋顶绿化技术进行应用，需要利用雨落管断接以及集水井方式，对屋面雨水进行收集，然后利用导管将其输送到周边绿地的灌溉设施中，也可以利用植草沟、雨水管渠等方式把收集的雨水输送到场地内的集中调蓄设备中，通过这种方式既可以保障屋顶绿化的优化建设，同时还可以提高资源利用率，充分体现绿色环保的设计理念，真正发挥屋顶绿化技术的价值作用。

二、节能环保材料的应用路径

（一）围护结构与材料

围护结构主要包含一些建筑结构材料以及装饰材料，通过这些材料可以把建筑室内空间进行包围，同时可以对室内外空间进行隔离，其中涉及到墙体、门窗、地面、屋面等结构，而这些结构是房屋建筑中能耗较大的部分，其中门窗最大。因此，围护结构节能设计的效果，直接关系到整体房屋建筑耗能的多少。在建筑节能设计中，可以通过控制围护结构的渗透性，增加其密封性的方式来降低其能耗，同时也可以使用隔热保温墙体材料，从而发挥墙体保温、结构冷桥的功能作用，这样可以节省采暖所消耗的能源。[3]这种方式可以我国北方更为适用，甚至围护结构的保温性能成为节能设计效果的衡量标准之一。在实际设计中，建筑人工性能会随着墙体表面保温层厚度的增加而提升。

（二）节能墙面

墙面主要是指室内隔墙，与室内使用功能息息相关，在对其形态进行设计时要确保其表面平整性，避免出现凹凸现象;同时在满足室内防火等级要求的基础上，尽可能的使用环保材料，以便提升墙面的保温性能，减少室内热能散失，如可以在轻质隔断内填充保温隔热材料，等以便提升其隔热效果，减少热量传导，降低热量消散，从而最大程度上减少室内能量消耗。

（三）复合墙体材料

建筑墙面的热量散失量较大，在室内采暖能量消耗体系中占据较大比重。为了进一步提升房屋节能效果，满足新节能指标的要求，需要在墙体设计中使用复合墙体材料，包含黏土空心砖、混凝土空心砌块等，可以有效提升墙体的保温隔热效果。该墙体形式的保温模式，涉及到外墙外保温、外墙内保温、夹芯墙体等。通常情况下第一种保温模式较常使用。[4]这是因为这种保温模式具有以下优势：对建筑主体结构具有一定的保护作用，可以强化其耐久性、完整性与稳固性;当墙体材料内外温差较大时，不会发生变形现象，避免墙体在温度应力下的裂缝问题;减少墙体冷桥面积，可以对墙面结霜问题进行合理控制;占用空间较少，增加室内使用面积;通过保温隔热对策，可以减少蒸汽渗透问题的出现，不会对居民生活造成影响，比较适用于旧房改造。现阶段较为常用的符合墙体材料有膨胀聚苯板薄抹灰、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统等。

（四）屋面保温节能

屋面热量传导对顶层室内温度的影响较大，在进行屋面设计时，需要选择性能优异的保温材料，从而强化其防水、隔热保温等综合功能，以便提升其对长期日照、降水、温差等环境的适应性，尤其是要在构造、材料、绿化措施等方面体现节能保温理念。尤其是在北方平屋顶模式中，比较常用挤塑型聚苯乙烯板符合材料，具有较好的防水效果，可以减少温差效应对防水层的影响，提升屋面防水层的使用寿命。[5]

结语

综上所述，在国家低碳环保号召下，加大市政建筑的节能设计势在必行。在建筑设计中，要树立低碳环保理念，融入绿色环保设计思想，对建筑方案、结构设计、材料选择等方面进行全面渗透，充分体现建筑节能的目标要求，促进其社会、生态、经济效益的综合性提升。在市政建筑节能设计中，要积极引用节能环保材料，并合理使用屋顶绿化技术，体现建筑设计的技能环保思想，促进市政建筑低碳、环保、节能方向发展，从而提升资源利用率，降低建筑运行中的能源消耗，为人们创建更加优质的生活环境。

参考文献

[1]王俊波.建筑门窗节能设计及环保材料的应用[J].建材与装饰，2019（05）：84-85.

[2]王蓉.浅谈节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（06）：71.

[3]李俊峰.现代建筑门窗节能設计及环保材料的应用分析[J].门窗，2018（03）：25-26.

[4]周海梅.现代建筑门窗节能设计及环保材料的应用探讨[J].建筑知识，2015，35（08）：116.

[5]方拓.浅谈节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用[J].科技传播，2010（24）：210-211.

作者：袁林海

屋顶建筑节能论文 篇2：

建筑节能新技术屋顶绿化探讨

摘 要:屋顶绿化作为一种不占用地面土地的绿化形式,其应用越来越广泛。它的价值不仅在于能为城市增添绿色,而且能减少建筑材料屋顶的辐射热,减弱城市的热岛效应。如果能很好地加以利用和推广,形成城市的空中绿化系统,对城市环境的改善作用是不可估量的。

关键词:屋顶绿化;节能;建筑;屋顶景观设计

文献标识码:A

1 传统的建筑屋顶结构存在的主要问题

建筑物的屋顶是建筑的主要围和体面之一,被称为建筑的第五立面,目前传统的屋顶结构(混凝土屋面)主要由屋顶结构层、防水层、保温隔热层和混凝土保护面层构成,在夏季强烈的日光照射下,其表面温度会升高至50-60℃左右.尽管屋顶面层内的保温隔热层抑制部分热量的流入,但还是有相当部分的热量通过结构层传导到建筑的最上层的室内,造成最上层室内温度居高不下,需要耗费大量额外的空调用电;而冬季则相反,由于屋顶面层温度很低,导致室内热量通过屋顶结构传导到室外,造成最上层室内温度偏低,需要耗费大量额外的供暖热量,这就是建筑顶层房间“冬冷夏热”的弊病。

传统屋顶结构的第二个问题是一天中温度变化很大,有时表层最高温度与最低温度在一天内的差值达到25-30℃,由此造成混凝土结构层出现热胀冷缩,尽管伸缩量很小,但一天天的热胀冷缩会使屋顶面层逐渐产生、细小裂纹,细小裂纹会逐渐影响到防水层的使用寿命,严重的裂纹还会造成防水层受损,出现屋顶漏水的现象。

2 屋顶绿化的特点

(1)温湿度条件差因屋顶位于高处,四周相对空旷,因此风速比地面大,水分蒸发快。屋顶距地面越高,绿化条件越差。

(2)造园及植物选择有一定的局限性因屋顶承重能力的限制,无法具备与地面完全一致的土壤环境,因此在设计时应避免地貌高差过大,在植物的选择上一般应避免采用深根性或生长迅速的高大乔木。

(3)绿地边界规整屋顶形状一般为规则的几何形状且多重复出现,尤其在小区中更为明显。设计时应注意协调统一又富于变化,形成韵律。

3 屋顶绿化的节能和屋面保护特性

在夏季,绿化种植层对日光照射所产生的热有三种主要作用方式:反射作用、隔热作用、蒸腾作用。北京市园林科研部门曾经做过测试,在7月某天下午3点左右,地表绿地的表面温度为31%,而地表裸露土地的表面温度为39℃,绿地表面温度比裸露地面温度低将近26%;地面上乔灌草结合较好的绿化区内,其空气湿度比裸露土地高出23%。

屋顶绿化层的存在还可以防止日光直接照射到屋顶表面,从而避免了日光中紫外线对屋面的劣化影响,保护了屋顶面层,并延长了防水层的使用寿命和建筑物的使用寿命;建筑物使用寿命的增加,就可以节省大量的维修保养工作及改建和重建的工作,这又从另一个方面实现了我们所追求的建筑节能、节水、节材的目的。

屋顶绿化不同于地面上的一般绿化,其具有自身的特殊性。

第一,屋顶绿化需要考虑建筑物的承重能力。在建筑物上种植植物,种植层的重量必须在建筑物的可容许荷载以内,否则建筑物可能出现裂纹并引起屋顶漏水,严重的还可能会造成坍塌事故。第二,屋顶绿化需要考虑快速排水。建筑结构层为非渗透层。雨水和绿化洒水必须尽快排出,如果屋面长期积水,轻则会造成植物烂根枯萎,重则可能会导致屋顶漏水。第三,屋顶绿化需要保护建筑屋面和防水层。植物根系具有很强的穿透能力,如果不设法阻止植物根系破坏建筑屋面和防水层,就可能会造成防水层受损而影响其使用寿命,还可能造成屋顶漏水。第四,屋顶绿化需要考虑项目完成后的日常维护保养。屋顶绿化不同于地面绿化.可能建在数层高楼房的屋顶,所以必须考虑后期的维护保养的问题,如定期浇水、修剪、除虫和施肥等。例如较高楼层的屋顶绿化面积较大时,建议采用自动喷洒装置或自动地中滴灌装置。考虑到城市缺水的问题,还可以将屋顶绿化浇水系统与建筑物的中水系统或者雨水集处理系统相连,用中水或者收集的雨水作为绿化浇灌用水.可以起到节约优质饮用水的作用。第五,屋顶的种植环境比较恶劣。由于屋顶上日晒、风吹、水分过快蒸发、干旱等种植环境不同于地面,所以选择植物品种时需要选择喜日照、抗风性强、耐旱等耐候性强的植物品种。

4 屋顶薄层绿化技术

将屋顶薄层绿化方法与传统的屋顶绿化方法进行了比较,可以看出由于采用保水性保肥性能优良的轻质人工培养土,种植基质层的厚度可以减少一半以上。由于人工培養土的湿容重约是普通土壤的1/2,所以单单种植基质层的重量就可以减少到四分之一以下。其次,由于采用架空排水板取代陶粒排水层,可以将排水层的重量由约100kg/m2减少到3kg/m2厚度由约100-150mm减少到28mm。再次,采用双层防根系穿透保护层,可以省去屋面的保温层和混凝土保护面层.又可以节省约80-140kg/m2屋面荷载。这样,传统绿化如果种植层厚度为1240mm.重量为1540kg/㎡的话,采用屋顶薄层绿化技术种植层厚度减小为430mm,重量减轻为235kg/m2。屋顶薄层绿化技术不仅太大减轻绿化种植层的重量和厚度,并且很好地解决了绿化层排水、基质层的保水保肥、植物根系的呼吸和生长、建筑屋面和防水层保护等诸多的问题,是代表屋顶绿化未来发展方向的综合性技术解决方案。

参考文献

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[4]李榕.城市屋顶花园推行迟滞问题的探讨和应对[D].同济大学,2007.

作者：吴克彬

屋顶建筑节能论文 篇3：

粗放式屋顶绿化的热惰性

摘要：屋顶绿化的热工性能是进行建筑节能工程设计和评价的依据，但目前对屋顶绿化热工性能的研究很少关注热惰性。以一种粗放式屋顶绿化在自然通风状态下连续5个月的对比测量数据为依据，采用统计分析方法研究了屋顶绿化对气候热作用波动的衰减和延迟特性。结果表明，绿化屋顶与裸屋顶相比，对气候热作用波动的平均衰减倍数提高了1倍以上，延迟时间有所减少。

关键词：屋顶绿化；内表面温度；热惰性

文献标志码：A

Key words：Roof green，Internal surface temperature，Thermal inertia

当今城市面临着能源需求不断增大、城市热岛效应普遍增强和生态环境恶化等问题，因此城市可持续发展需要大力开展建筑节能、抑制建筑能耗的快速增长，同时还要广泛开展城市生态环境建设，增加绿地、缓解城市热岛效应。在这种情况下，屋顶绿化作为一种有效的节能生态综合措施受到广泛重视，这不仅促进了屋顶绿化技术的应用和发展，也激发了人们对屋顶绿化研究的更多兴趣。在改善热环境方面，主要有屋顶绿化对微气候的影响和降低城市热岛效果的研究[12]。在建筑节能方面，主要关注屋顶绿化的隔热效果和热工性能。目前已有各种屋顶绿化降温节能效果测量的报道[37]，也有屋顶绿化隔热效果的模拟研究[811]。屋顶绿化的热工性能可以直接应用于建筑节能工程，通常使用与屋顶绿化隔热效果相同的保温材料层的热阻来表达，并以测量数据为依据确定屋顶绿化当量热阻[1215]。但是建筑材料层的热阻是稳态传热状态的性能参数，在周期性非稳态传热过程中只能表达平均传热状态的热工性能。在室外周期性热作用下，建筑围护结构还具有热惰性，表现为内表面温度波幅衰减和相位延迟。在屋顶上覆土种植绿化植物后，屋顶整体的热惰性增大，在许多实际测量中，已经得出屋顶绿化的内表面温度波动很小，说明屋顶绿化增大了温度波幅衰减，但屋顶绿化是否增大了相位延迟、是否有当量热惰性指标等问题值得研究。笔者以一种粗放式屋顶绿化的全夏季测量数据为依据，分析反映屋顶绿化热惰性的内表面温度波的衰减和延迟特性。

1研究方法

1.1实验方法

屋顶绿化的热惰性是对气候周期性作用的热反应，可以从屋顶绿化的隔热效果与气候参数之间的相关性来分析。屋顶绿化主要依靠植物遮阳、蒸发以及土层热阻达到隔热效果。植物遮阳的效果与植物种类、生长状态和覆盖程度有关，植物蒸发的效果与植物的蒸发特性和土层的含水量有关，土层热阻与土质材料及其含湿量有关。这些因素中，植物的状态和土层的含水量还是处于动态变化的过程中。植物的生长状态随季节变化，春、夏、秋三季会有不同的状态，土层含水量与降雨气候有关，也与人工浇水情况有关。因此，一般的屋顶绿化的隔热效果受气候因素的影响，也受人工管理因素的影响，而粗放式屋顶绿化基本上不用人工管理，其植物的生长状态和土层的含湿量的动态变化都是以年为周期的气候作用的结果。因此，选择粗放式屋顶绿化进行全夏季热工参数测量和分析，能反映气候作用下这种屋顶绿化的热惰性。

实验对象为重庆某多层住宅楼屋顶（见图1），屋面上有一部分为自然生长多年的草地，土层厚约100 mm。屋顶结构为架空通风双屋顶（见图2），两层屋面板之间的架空层高度为600 mm，前后开有通风口，气流通畅。因此，上层屋顶的下侧空间处于自然通风状态，其内表面温度直接反映屋顶隔热的效果。在裸屋顶和草地屋顶的内表面布置温度测点（见图2），测温仪为自记温度计TR52，仪器精度为±0.3℃，仪器固定在伸入架空层内的长木棍上，仪器探头紧帖上层屋顶的内表面。布置温度测点的屋顶所对应的房间，分别为两户相邻住宅的厨房，其窗户开启自然通风。在附近屋顶布置气象仪，为Davis小型气象站，自动测量太阳辐射照度、气温、湿度、风速、降雨量等气候参数，其中太阳辐射照度的精度为±5%，气温精度为±0.5℃。数据采集间隔为1 h，测量时间从5月1日持续到9月29日，共5个月，完全覆盖了整个夏季。

1.2测量数据

测量期间，气温和太阳辐射照度的逐时变化见图3，在室外气候作用下，有、无草地的屋顶内表面温度的逐时变化比较见图4，按月平均的测量数据汇总见表1。从气候参数的变化来看，每月都不相同，这不仅直接影响屋顶的传热量，还影响土层的湿状态和植物状态。

气候对植物的影响是一种季节性的过程，从春季到秋季是草地植物的一个完整的生长周期，因此，下面以植物一个生长周期内的测量数据为依据，研究屋顶绿化对气候参数日变化作用的热惰性。

2.3延迟时间

屋顶对室外气候热作用波动的延迟时间为内表面温度最大值的时间与室外热作用波动最大值的时间之差。在相同的室外气候热作用下，绿化屋顶与裸屋顶的内表面温度最大值的时间之差，即为绿化屋顶相对于裸屋顶的相对延迟时间，其值为正（负）时，表示绿化屋顶对室外气候热作用波动的反映比裸屋顶慢（快）。

图9为测量期间绿化屋顶的相对延迟时间，可以用随日期变化的拟合曲线表示。曲线从5月1日开始缓慢下降，进入6月中旬以后曲线趋于平直。曲线上的数值为负值，说明绿化屋顶对室外气候热作用波动的反映比裸屋顶更快。

将绿化屋顶各月的相对延迟时间取平均值，得到图10。可见，5月份绿化屋顶的平均相对延迟时间的数值最小，其余月份的平均相对延迟时间基本相同。表明5月份绿化屋顶对室外气候热作用波动的延迟时间与裸屋顶相近，其余月份绿化屋顶对室外气候热作用波动的延迟时间比裸屋顶少2 h左右。

室外气候对屋顶的热作用包括气温和太阳辐射，可分别计算屋顶对气温和太阳辐射作用的延迟时间。使用气候参数和屋顶内表面温度测量数据，按照式（1）计算出屋顶对气温和太阳辐射的延时相关系数，找出达到最大值的时间τ，可确定延迟时间。

图11为屋顶对气温的延时相关系数变化曲线。从图上可以看出，在每天24 h的热作用周期波动下，延时相关系数也呈现24 h的周期波动，并且波动曲线逐渐下降，这说明第1天的气温变化对第2天屋顶内表面温度的影响减小。而且裸屋顶曲线下降比绿化屋顶更快，这也表现了绿化屋顶的蓄热性。在延时数为24 h内，裸屋顶的延时相关曲线波动大，最大延时相关系数为0.96，说明裸屋顶内表面温度对当天气温逐时变化的反应强；绿化屋顶的延时相关曲线波动小，最大延时相关系数为0.85，并且各时间的延时相关系数都在0.7以上，说明当天各时间的气温对绿化屋顶内表面温度都有较大影响。从图上还可以看出，两种屋顶对当天气温变化的反应延迟是不同的，绿化屋顶的延迟时间为2 h，裸屋顶的延迟时间为3 h，即绿化屋顶对气温变化的反应比裸屋顶更快。

图12为屋顶对太阳辐射照度的延时相关系数变化曲线。同样可见，裸屋顶对太阳辐射逐时变化的反应比绿化屋顶更强，而且两条曲线下降都比较慢，说明当天太阳辐射对第2天屋顶内表面温度还有影响。图上还看出，绿化屋顶对当天太阳辐射的延迟时间为3 h，裸屋顶的延迟时间为6 h，即绿化屋顶对太阳辐射变化的反应比裸屋顶更快。

以上针对气温和太阳辐射的作用，由测量数据统计分析得出，绿化屋顶的延迟时间比裸屋顶更短，这个结果的正确性可以用一段时间的测量数据进行验证。图13是连晴天的屋顶内表面温度逐时变化，可以看出，绿化屋顶内表面温度达到最大值的时间比裸屋顶更早，对此现象的科学解释有待进一步研究。

3讨论

1）在工程应用中屋顶绿化的衰减倍数取值。根据图5，粗放式屋顶绿化的相对衰减倍数是变化的，拟合曲线的最小值为2。因此取屋顶绿化的相对衰减倍数为2，即屋顶绿化的衰减倍数为裸屋顶的衰减倍数的2倍，这样就可以保证屋顶绿化的隔热效果。根据屋顶构造及材料的热物性参数，可以计算出裸屋顶在夏季隔热情况下的衰减倍数为3.6，因此屋顶绿化的衰减倍数可取为7.2。

2）屋顶绿化的热惰性是否可用当量热惰性指标表达。如果把屋顶上覆土种植绿化植物看成屋顶上设置了保温材料层，那么按照围护结构周期传热原理，屋顶增加保温材料层后热惰性会增大，内表面温度波的衰减和延迟都会增加。但上面的实验分析得出，屋顶增加绿化层后，内表面温度波的延迟时间不是增加而是减少。这说明屋顶绿化的热惰性与保温材料层的热惰性有区别，使用当量热惰性指标不能完全表达屋顶绿化的热惰性。

4结论

1）在屋顶下面空间自然通风状态下，粗放式屋顶绿化对夏季气候热作用波动的衰减倍数在5月最大，8月最小，平均衰减倍数为裸屋顶的2倍以上。

2）屋顶覆土绿化后，对气温和太阳辐射热作用波动的反应更快，延迟时间减少；反应强度减弱，内表面温度与气候参数的最大延时相关性降低。

3）屋顶绿化的热惰性不同于保温材料层的热惰性，找不出能反映屋顶绿化的衰减性和延迟性的当量热惰性指标。

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（编辑胡英奎）

作者：唐鸣放　王东