论别墅墙体与屋顶的节能设计

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人类一切关于衣食住行的生产活动和生活行为都是围绕提高生活质量和解放其自身而展开的。从上述关于“节能”和“建筑节能”的概念我们可以得出：别墅节能，第一要提高生活质量，提高居住其中的人舒适性感受；第二，节能涉及到技术、工艺、设备、材料等多个方面，需要结合项目的实际情况综合考虑。别墅节能的重点在于“提高建筑中的能源利用率”，减少建筑中能量的散失，这就要求我们必须重视别墅建筑的墙体与屋顶节能设计。

别墅墙体的节能设计

新型墙体墙体材料的概念是相对于传统粘土实心砖而提出的。2010年底，我国所有城市禁止使用实心粘土砖，逐步淘汰了这种毁田烧砖破坏耕地资源又不节能的建筑材料。新型墙体材料技术性能较好，质量轻、强度高、保温隔热性能好、造价适中、节能、节土、有利于自然环境保护，同时具有较好的社会经济效益。理所当然要在投资大、耗能多的别墅建筑中推广使用。新型墙体材料中，砖类主要有粘土空心砖、粉煤灰砖、灰砂砖等，砌块类主要有普通混凝土小型空心砌块、轻质混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块、石膏砌块等；板类主要有GRC板、石膏板、各种纤维增强墙板和复合墙板等。以上各种新型墙体材料使用的材料和制作工艺各不相同，具有不同的品质特征，适用范围也不尽相同，但都必须达到我国相关法律法规规定的相关标准。例如，普通混凝土小型空心砌块主要适用于承重墙体、外围护墙或内隔墙，它是用水泥作胶结料，砂石作集料，经搅拌、振动（或压制）成型、养护等工艺过程制成。

墙体从六个方向围合而形成限定的建筑空间。从一般意义的建筑空间来讲，它在上、下、东、南、西、北六个方位中占据了六分之四。因此，墙体是节能设计的重点。通常而言，外墙保温可以从两个方面来探讨：（1）从材料（高效绝热材料）和墙体结构（多层复合）；（2）直接以新型高热阻材料构筑墙体（具备相应的热稳定性）。在外墙保温的系统设计和技术方面，德国、英国和瑞典走在世界的前列，已经有近40年的历史。外墙外保温体系的材料和施工技术发展迅速，提高了别墅节能的效率。外墙外保温具有多重优越性，具体而言具有节能、保温、隔热、隔声、防水、装饰等作用。2005年3月1日起，当时的建设部了《外墙外保温技术规范》（JGJ144-2004），其中推荐了五种外墙外保温系统。分别为上表的前五种外墙外保温系统。在别墅节能墙体的设计中，根据工程的具体情况，选择这五种外墙外保温墙体能取得墙体部分的良好节能效果。在进行别墅建筑的外墙外保温设计时，需要注意以下几个方面。在正确使用和正常维护的条件下，外墙外保温系统的使用年限不应少于25年。在设计选用外保温系统时，不得更改系统构造和组成材料。各系统保温材料选用时建议的最小厚度应参考各地的具体规范要求。另外，外保温复合墙体的热工和节能设计应符合相关的规定，如保温层内表面温度应高于0℃；外保温系统应包覆门窗框外侧洞口、女儿墙以及封闭阳台等热桥部位等。外保温工程必须保证密封和防水构造的合理设计施工，确保水不会渗透到保温层及基层。

别墅屋顶的节能设计

屋顶，又称屋面，是形成建筑空间的一个重要界面。别墅一般层高较低，以两至三层为常见。屋顶一般兼具防雨雪冰冻风霜等自然灾害以及其他人为的外力影响。别墅节能离不开屋顶的节能。别墅建筑的热量损耗有很大一部分是通过屋面散失掉的。别墅屋面节能设计的主要形式是本节的重点内容。

现代建筑得益于新型建筑材料混凝土的发明和钢筋混凝土结构的发现。平屋面别墅通常采用简洁的钢筋混凝土结构形式，将建筑外环境与室内空间隔绝开，使室内的热量不至于散失过多。别墅的平屋面有倒置式、正置式等形式。倒置式保温屋面与正置式保温屋面的不同之处是它的保温层铺置在防水层上面，防水层可得到充分保护，不与外界环境直接接触，受气温变化及外界影响小，可延长防水层的使用年限。倒置式屋面可以较好的简化屋面构造，部分地区可去除隔气层等。无论哪一种形式，都是基于减弱、阻隔建筑内外热量交换的具体技术措施，根据别墅的具体情况采用形式不同的平屋面结构，以期达到最佳的保温隔热、节能环保的效果是根本的目的。别墅坡屋顶按照建筑形式可以分为单坡、双坡、四坡等，按照建筑风格可以分为中式、欧式等。其中，混凝土坡屋顶可以根据其构造分为钉挂型无细石混凝土整浇层、钉挂型有无细石混凝土整浇层、粘铺型无细石混凝土整浇层、粘铺型有细石混凝土整浇层四类。

屋顶花园是种植屋面的一种常见形式，是别墅较经常采用的形式之一。顾名思义，屋顶花园就是在建筑的屋面上进行花园式的绿化种植。这种屋顶具有很好的隔热、保温、减噪、环保作用，具有较好的节能效果。屋顶花园能够给人们提供一个视野宽阔的户外活动休息区域，这也是高级别墅的重要特征之一。屋顶花园的灌木、草坪等绿色植物层，形成多层遮阳伞，不仅遮挡日光直射，而且植物不断地从周围环境中吸收大量的热量，其中大部分用于蒸发作用和光合作用，所以绿地温度增加并不强烈，一般绿地中的地温比空旷场低10—17.8℃。据相关资料，夏季种植屋面与普通屋面相比较，表面温度平均可降低6.3℃，可使城市中的灰尘降低40%左右，还可以吸收各种有害气体杀灭各种细菌，并能最大减噪达10dB。需要注意的是，种植屋面技术要求比较高，涉及建筑、园艺等专业学科，必须综合考虑设计、选材、施工和维护管理等方面的问题。别墅种植屋面的设计涉及其建筑、结构、排水、景观及绿化等多个专业工种，必须在设计过程中充分协调、沟通。在设计过程中需要重点注意以下方面：别墅屋面绿化应结合地域地理条件、别墅屋面环境、绿化效果及别墅主人的个人爱好综合选择。如果种植乔木，种植层厚度至少应在900mm以上，大型乔木可能需要1500mm以上，还需在隔离层下侧设置独立的专用阻断植物根系生长的阻挡层，以防止植物根系对防水保温层的破坏。别墅种植屋面是一个系统工程，设计师在选择产品材料时应充分考虑各种型材及构造的系统性以及与建筑基层和物理环境的协调。由于别墅屋面更换植被比较麻烦，应优先考虑生命周期较长的植被，选择一些当地的本土植物或归化植物，以达到适合、经济、美观的效果。要对灌溉和排水作充分的考虑，是采用自动灌溉系统还是人工浇灌的方式，应根据实际情况在设计中予以考虑。

结语

别墅墙体的节能设计需要内外结合，选择合适的节能墙体材料，外墙优先选择外保温的形式。外围护结构的外保温可以有效避免产生热桥，有利于改善室内热环境。别墅屋面节能需结合采光和太阳能利用综合考虑。别墅屋面如有可能，种植屋面是比较好的实现景观美化和节能效果的屋面方式，同时需做好防水隔热处理。别墅节能是一个复杂的系统工程，只有通过各种措施的综合运用、有机结合，而不是机械拼凑节能技术和材料，在每一个节能细节上都加以重视，才能在更加经济实惠的前提下取得较好的节能效果。（本文作者：陈玉中、吴文治 单位：广州南洋理工职业学院、常州工学院艺术与设计学院）