坡屋面节能新技术

黄 明 武汉科技大学中南分校

庞兴然 山东大卫国际建筑设计公司黄士基 武汉理工大学土建学院

摘要 介绍创新型砼薄板的制作及其在坡屋面上的应用，改进坡屋面的传统

结构，使其具有通风隔热，保温防寒的双重节能功效。

关键词 新型砼薄板 坡屋面 通风隔热 节能

1 坡屋面的节能现状我国现代的建筑，以平面为多，坡屋面较少，其造型也很单调，缺少丰富与多彩。困难时期，人们的要求很低，有房子住就很满足！现在是大发展时期，高楼大厦、生活小区等如雨后春笋般的从祖国大地上冒了出来，开发商们尽量压低造价，有意识的从长远发展的角度让其具有节能者，少之又少。翻开各种版本的《房屋建筑学》教科书，介绍坡屋顶的节能形式有几种，但都大体相似，能够跟上时代步伐，当今较为理想的并且是切实可行的节能形式，那就有目共睹了。人民生活不断提高，能源紧张，全球变暖，号召全面节能，“平改坡”这不失为一种有效的节能措施，但只就此还不是我们目前最理想的“境界”，我们还必须在“坡”上大作切实可行的文章。为此我们构思了一种实用新型砼薄板，取代传统的现浇砼屋面板和空心预制板，用它改变屋面的现行结构，使其节能更加优化。2 实用新型砼薄板把预应力圆孔板改制成预应力砼薄板，如图1。板厚约60mm，板中除有预应力筋外，还预埋有特制的钢筋构架，该构架的一部分外露于薄板之上，形成架立筋，在一组架立筋之上，沿长度方向焊一条较粗的所谓上部筋。冷拔的架立筋和上部冷拉筋的钢号及直径大小，都由薄板的长度而定。一块薄板中，由几组架立筋组成，其组数视薄板的宽度而定。板宽若1.4米大约7组。预应力薄板的宽度，由施工方法而定，如用人力，薄板宽度可在1.4m以下，如机械吊装，其宽度可加大到与运输车辆的宽度相等。一个普通的房间可用两块到三块薄板，小房间就用一块薄板。预应力薄板的长度视房屋的跨度而定，一般在7米以下为宜。如太长，薄板的厚度和钢筋的直径都要随之加大，在房屋建筑中就会降低其优越性，太长也不便运输。预应力薄板外露的钢筋，是由一组组的架立筋排列而成，它如同并排的小“工字梁”，把薄板视为桥面，架立筋和上部筋就如同桥面上的斜拉索或上桁架。施工人员可以在薄板上大胆行走，也可以暂放轻型的施工机具，或少量的施工材料，荷载当然不能太集中。84 atd图1 预应力砼薄板模型照片预应力薄板，它可在预制厂里作为产品完成，薄板的底面和两侧面，要求平直光洁，从而取代圆孔板的生产，同样可以规格化、系列化、造型多样化。它可以叠合堆放和侧立堆放。上述新型砼薄板，于2005年获得国家实用新型专利，专利号为ZL2004200124005，有关具体的制作技术和相关尺寸，都已记载在专利书上。3 新型砼薄板在坡屋面上的应用福建工程学院李积权等三位老师说：他们就夏热冬暖的福州地区对传统的预制砼板架空隔热通风屋顶的热工性能做过测试，在夏季炎热气候下，屋顶内外表面最高温度差值只有5℃，居住者有明显的烘热感。由此可见，要利用通风散热原理提高屋顶的隔热性能，必须采取有效的通风和构造技术。上海同济大学建筑与规划学院宋德萱、江经伟两位老师说，平改坡住宅是在原屋面上用轻钢龙骨支撑起混凝土薄板，改造后的屋顶不通风，并没有起到真正热工意义的坡屋顶作用。在冬季虽有一定的保温作用，但在夏季热量闷在里面，不能及时通风散热，隔热性能大打折扣。笔者对上述有着共识。图2的示意就是我们利用新型砼薄板构思的坡屋面节能新技术。按设计好的长度和宽度，把新型砼薄板横放在山墙上或山梁上，薄板可以伸出四周墙外，方便制作房檐板。由于薄板的宽度较大，板间缝隙很少，如有小缝隙，可事先在板的侧边涂抹防水胶质砂浆，让其靠拢密合即可。为防滑移，每块板钻孔后，用螺钉与墙体固牢。取若干根长度超过砼薄板宽的钢筋，和其上部钢筋垂直焊牢，把砼薄板相互连接起来，为防止生锈把所有钢筋（包括架立筋）涂刷一层防锈漆。为隔热、保温，在钢筋网上铺设硬性保温板（挤塑聚苯乙烯板），在保温板上铺设10～15mm厚的木板，人造木板也可，为防水和防腐，木板两面都涂刷热沥青，再铺上一层防水卷材。在卷材上压放几根两端弯拆的捆固用的钢筋，与新型砼薄板的上部钢筋焊在一起，整个屋面形成一体，以防暴风吹掀。为防木板下滑，在每根压筋的上方订一木条。最后订上挂瓦条，挂上红瓦，有节能功效的红地毡工程即可告成。屋脊的构造因材料的不同，而形式各异。其主要目的是让气流从上而出，以达到最佳的通风效果，图3是用钢筋制成的通风屋脊构造。弯制钢筋和薄板上部筋搭焊固牢。如此具有通风层的屋面结构，好像屋顶上搭了一个“坡凉棚”，它利用屋顶内外的热力差，迎风面的压力差，坡面的高低差，使空气在通风层中易于流动，形成屋顶的自然通风。热的三种传递方式：辐射、传导和对流都在结构和构造中体现出来，从而达到隔热降温的作用。夏季空调就可少开或者不开。它适合夏热冬暖的南方，特别是福建广东等地区。atd 85

图2 通风隔热屋面构造图3 通风屋脊构造如果我们在通风层的四周，设置具有密封作用的门及其开关，如铰链、弹簧、滑轮与细绳组成的手动拉线开关。关于拉线开关的设计，《建筑构造》224页的图中可给予启示，此不赘述。当然电动的更好，让屋面层智能化起来，冬季关闭，不让空气层的空气流动，好像屋面层上加盖了“一床棉被”，室内的热量不易散发，室外的寒气又不易从屋面进来，暖气就可降温开，少开或者不开。它适用于我国广大的夏温冬寒的北方。4 与传统的坡屋面相比优势明显空心预制板虽然被明令禁用，但如今仍不乏有人把它组成坡屋面作承重的结构层使用，它不但承载能力差，整体性更差。它的圆孔两端是堵死的，根本起不到通风的作用。平时因其导致的墙倒屋塌、物损人亡的事故常见于媒体，特别是在震区，更显露了它致命的弱点。与传统的现浇砼屋面板相比，前者因其具有三角钢构架和预应力筋，其厚度为50－60mm，而后者的厚度为100mm左右。显然后者用筋量、砼用量、总重量都较前者为重，本身不能制造空气流动层。新型砼薄板可省去极为繁杂的模板工序，避免了在坡面上布筋和浇注砼的艰辛。它节约了“堆积如山”的模板和“森林”般的支撑，它实为一项节约材料的绿色工程。由于新型坡屋面有着良好的隔热保温性能，我们就可有效的使用“屋山空间”。只要把墙体再增高一米左右，就可增加一层楼的使用面积。如凉台或窗口开在山墙，就能使居住建筑的外观造型更丰富。结 论实用新型砼薄板在坡屋面上的应用，不但是一项行之有效的节能工程，也是一项绿色工程。参考文献[1] 宋德萱、江经纬，《城市既有住宅节能改造的措施》[2] 李积权等，《夏热冬暖地区有建筑 节能技术》[3] 《上海建筑科技》2007年3期[4] 《建筑技术》2007年月10月号[5] 《建筑构造》建工出版社224页，1984年[6] 《房屋建筑学》建工出版社251页，1990年86 atd