南昌地区平屋顶屋面的隔热结构设计

第２９卷　第３期　有　色　冶　金　设　计　与　研　究　２００８焦　６　月　

南昌地区平屋顶屋面的隔热结构设计　

丁　毅　

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌３３０００２）　

［摘要］结合南昌地区气候特点，从种植绿色植物、做屋顶通风隔热间层、安装太阳能设施和利用光的反　

射原理等方面论述了平屋顶屋面的降温隔热方法及结构设计。　［关键词］降温隔热；种植隔热；通风间层；顶棚隔热；反射降温　中图分类号：ＴＵ３５２，５９文献标识码：Ｂ文章编号：１００４－－４３４５（２００８）０３—００３５—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｈｅａｔ　Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｆｌａｔ　Ｒｏｏｆｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｒｅａ　ｏｆ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　

ＤＩＮＧ　Ｙｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｒｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ　３３０００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｎａｎｃｈａｎｇ，　ｆｒｏｍ　Ｖａ￣ＯＵＳ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｇｒｅｅｎ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ，ｐｕｔｔｉｎｇ　ａｎ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｆｏｒ　ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｍｏｆｌｏｐ，ｍｏｕｎｔｉｎｇ　ＳＯ—　ｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｆａｃｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ，ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｈｅａｔ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｆｏｒ　ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ；ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｏｆｉｎｇ；ｒｅ—　ｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｏｌｉｎｇ　

平屋顶屋面结构简单、施工方便、经济合理，屋　

面又兼有多种用途等诸多优点，因而在低、多层建筑　

中被广泛采用。但南昌地区属亚热带季风气候，夏季　太阳辐射作用强烈，平屋顶屋面若无相应降温隔热　措施，顶层房间将十分闷热，影响居住质量。因此，对　

平屋顶屋面采取降温隔热措施十分必要。考虑到南　

昌地区气候特点，平屋顶屋面一般可采取以下一些　

降温隔热方法。　

１种植绿色植物隔热　

在屋面上种植植物，降温散热效果较好。但屋面　构造及防水等需作一些特殊处理，并要多方面考虑　其系统性及协调性，主要做法为：　（１）种植屋面需采用２道或多道防水设防，屋面　

板必须是现浇混凝土屋面板，并要在种植层之下依　次布置土工布过滤层、蓄排水层、细石防水混凝土　

层、隔离层＋根系阻挡层、高分子卷材或涂料防水　

收稿日期：２００８一Ｏ１—２８　作者简介：丁毅（１９８１一），男，主要从事建筑设计工作。　层、水泥砂浆找平层、找坡层、保温层、钢筋混凝土结　构层等［１］，如图１所示。　

挡水槛　砖砌种植床埂　

滤水网　

泻水孔　种植层　土工布过滤层　蓄排水层　Ｃ２５细石防水混凝土　１０ｍ厚隔离层＋根系阻挡层　高分子卷材或涂料防水层　水泥沙浆找平层　找坡层　钢筋混凝土结构层　

图１种植屋面　维普资讯 http://www.cqvip.com ．３６．　有　色　冶　金　设　计　与　研　究　第２９卷　

ｆ２）选择合适的植物。根据南昌地区气候特点和　

植物生长的实际情况，屋面的绿化应以栽培冬季落叶　

的攀缘类植物为主，不宜种植根系发达、对防水层有　较大破坏作用的植物，也可种植浅根、耐寒、耐热、贫　

瘠型地皮草。这样，夏季既可降低屋面的温度，冬季又　不会明显减少屋面对太阳辐射热的吸收。而更为重　要的是：选择种植攀缘类植物，不需要在屋面上大面　

积布置种植床，只需在屋面的某一个点或若干个点上　

布置少量种植床　如果是低层建筑，甚至还可以将种　植床直接布置在地面，屋面上只需布置藤架等设施。　

这样就大大降低了屋面的荷载，同时又减轻了屋面防　

水设防的难度，而且还能空出一定的屋面面积，供其　他方面如安装太阳能热水器等节能设施使用。　

（３）藤架及种植床的做法。一般来说，藤架的具体　高度及做法应根据所选植物的品种来定。为便于建　筑内住户对植物品种有更多选择，可根据建筑类型　

和屋面的种植面积，预先在屋面上设计布置一定数　

量的钢筋混凝土桩柱。桩柱砌在建筑下部的承重结　构或承重墙上，桩柱的大小在ｌＯＯｘｌＯ０　ｍｍ左右，高　

度最好在１．６　１．７　ｍ之间，并分别在每根桩柱高度的　

０．９　ｍ、１．２　ｍ和１．５　ｍ处预先设置好连接螺丝或连　接孔洞，为以后横向结构的藤架搭建创造条件。　

用加气混凝土或空心砖来砌筑床埂。床埂最好　砌在下部的承重结构上，埂内外用１：３水泥砂浆抹　面。床埂高度应大于种植层６０　ｍｍ左右。每个种植　床应在其床埂的底部设２个或２个以上的泻水孔，　

以防种植床内积水过多造成植物烂根，如图１所示　

为避免种植介质流失，泻水孔处需设滤水网，滤水网　可用塑料网或塑料多孔板等材料制作　

（４）种植介质的选择及厚度。为了不过多增加屋　面荷载，应尽量选用谷壳、泥碳等轻质材料作种植介　

质，也可选用耐水性能和保水性能好的絮状纤维作　种植介质。种植层的厚度应满足屋顶所栽培植物正　

常生长的需要，除需考虑植物品种外，还需考虑建筑　结构和层面荷载等因素。但如果是大面积布置种植　

床，种植介质的厚度最好不要超过３００　ｍｍ，以免过多　

增加屋面荷载。　（５）屋面四周需设置护栏。种植屋面是一种上人　

屋顶，需经常进行人工管理（如浇水、施肥等），因而屋　面四周应设护栏或采取其他的防护措施，以确保人　

员安全。护栏的净保护高度应＞１．０　ｍ。如屋面有较高　的藤架或较大的花木等设施，还应采取适当的加固　措施，以免被风刮倒。　ｆ６）种植屋面应有一定的排水坡度，以便及时排　

除积水。可以在靠屋面低侧的种植床与女儿墙间留　出３００～４００　ｍｍ左右的距离，利用所形成的天沟组织　

排水　如采用含泥砂的种植介质，屋面排水口处还应　设挡水槛，以便沉积水中的泥砂，如图１所示。屋面　

种植层一般都不厚，为防止天气久晴后苗床内干涸，　需在每一种植分区内设给水阀，以供人工浇水之用。　

２做屋顶通风隔热间层　

在屋顶上设置通风间层，使其上层表面遮挡阳　

光辐射，同时利用风压和热压作用将间层内的热空　气不断带走，使通过屋面板传入室内的热量大为减　少，从而达到隔热降温的目的。通风间层的设置方法　

有两种。　ｆ１１架空通风隔热问层。架空通风隔热问层一般　

设于屋面防水层上，架空层内的空气可自由流通，如　

图２、３所示。　

图２架空通风层（１）　

图３架空通风层（２）　墩　

架空通风层的具体做法主要如下：①架空屋面　

的坡度不能太大，最好控制在２％一３％的范围内，最大　不能超过５％，架空层的净空高度应随屋面宽度和坡　度的大小而变化。屋面宽度和坡度越大，净空越高，但　

最好不要超过３６０　ｍｍ。否则，架空层内的风速反而　会变小，

影响隔热降温效果。架空层的净空高度一般　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　南昌地区平屋顶屋面的隔热结构设计　・３７・　

以１００～３００　ｍＥ为宜［２１。屋面宽度＞１０　ｍ时，应在屋脊　

处设置通风桥，如图２所示。以提高通风效果。②隔　热板的支承物有两种做法，一种是砖垄墙式，如图２　所示；另一种是砖墩式，如图３所示，两者各有优缺　点。砖垄墙式的优点是：当架空层的通风口能正对当　

地夏季主导风向时。隔热间层内就极易形成流速很　

快的穿堂风，散热效果非常好，但由于砖垄墙式架空　间层是一种相对封闭的巷道式通风。受风向限制，如　

通风口不能正对夏季主导风向，降温隔热的效果反　

而特别差；砖墩式则不受风向限制，无论何种风向，都　能收到一定的通风散热效果。但相对于通风口正对　风向时的砖垄墙式通风而言，砖墩架空层内的对流　

风速要慢很多。因此在具体设计时，应根据当地夏季　

主导风向。合理进行选择并配置。③隔热间层四周应　设一定数量的通风孔。可以将通风孔留设在对着风　

向的女儿墙上。如图３所示，以确保架空层内空气顺　

畅流通。如果在女儿墙上开孔有碍于建筑立面造型，　也可以在离女儿墙２５０　ｍＥ左右宽的范围内不铺设　

架空板。让架空板周边开敞，以利空气对流。　ｆ２１顶棚通风隔热。利用顶棚与屋面间的空间做　通风隔热层也可收到较好的隔热效果。其主要做法　是：①顶棚通风层四周需设置一定数量的通风孔，通　

风孔进风口应设置在当地夏季风向的正压区，出风　

口应设置在负压区，以利顶棚内的空气顺畅对流，如　

图４所示。　

ｉ　【　屋面　

混凝土花格　Ｙ／／／／／７／／／７／Ｙ／ｆ／／．／ｓ　

Ｊ　

通风孔　ｌ　＝　

Ｌ　顶棚　

图４顶棚通风隔热层　遮挡，直射阳光可引起较大的温度应力，使防水层变　形开裂。因此，需在刚性防水屋面上涂上浅色涂料。　这样，既可利用浅色涂料反射阳光，减少屋面对太阳　

辐射热的吸收，同时又能防止防水层出现变形开裂，　受到破坏。③顶棚通风层的净空高度最好控制在　

５００　ＩＴｌＩｎ左右的范围内。当然，净空高度还要根据通　

风孔的大小。屋面梁及设备管道占用的空间以及检　修设备管道所需要的空间等因素综合考虑加以确　

定。④外墙通风孔要注意防止雨水飘进。当通风孔　尺寸较大时，需在通风孔洞口设置百叶窗挡雨。特别　

是无挑檐遮挡的外墙通风孔。更要注意解决好飘雨　

问题　

３安装太阳能设施　

南昌地区太阳辐射作用强烈，如果在屋面上系　

统安装太阳能发电、太阳能热水器等太阳能设施，不　仅可以大面积阻挡阳光对屋面的直接照射，减少屋　

面对太阳辐射热的吸收，而且还可以利用太阳能提　供的电力或热水供人们使用。进而达到降温散热和　

建筑节能的双重功效。因此，在屋面上安装太阳能设　施应结合资源利用、建筑节能等统筹规划，统一安排，　并把其作为今后的一个主要方向，重点推广并发展。　

４利用光的反射原理降温散热　

在平屋顶屋面上采取反射降温散热措施，简单　实用、施工方便、经济性好，因而受到广泛重视。由于　色浅而又光滑的表面比色深而又粗糙的表面具有更　

大的反射率。所以在屋面建造时要充分利用这一特　点。尽量使屋面做到光滑、平整。同时选用浅色建筑　

材料。由于铝箔纸板是反射率很高的材料，因此在屋　面上加铺一层铝箔纸板，能起到非常好的降温散热　

效果。总之，平屋顶屋面降温隔热的方法很多，在建筑　

设计时应根据建筑的性质和屋面荷载等情况具体分　

析。合理进行配置。　

【参考文献］　【ｌ】　中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程设计技术措施（节　通风孔可开设在外墙上，孔口饰以混凝土花格　能专篇）【Ｍ　京：中国计划出版社，２００７．　或其他装饰性构件，以利美观。②要认真做好屋面防　【２】杨维菊厦热冬冷地区生态建筑与节能技术【Ｍ　京：中国建筑工　水层的保护。相对于架空板通风屋面，顶棚通风屋面　业出版社，２００７・　

的防水层直接与大气环境接触，由于缺少架空层的　维普资讯 http://www.cqvip.com