論別墅墻體與屋頂的節能設計
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人類一切關于衣食住行的生產活動和生活行為都是圍繞提高生活質量和解放其自身而展開的。從上述關于“節能”和“建筑節能”的概念我們可以得出：別墅節能，第一要提高生活質量，提高居住其中的人舒適性感受；第二，節能涉及到技術、工藝、設備、材料等多個方面，需要結合項目的實際情況綜合考慮。別墅節能的重點在于“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能設計。
別墅墻體的節能設計
新型墻體墻體材料的概念是相對于傳統粘土實心磚而提出的。2010年底，我國所有城市禁止使用實心粘土磚，逐步淘汰了這種毀田燒磚破壞耕地資源又不節能的建筑材料。新型墻體材料技術性能較好，質量輕、強度高、保溫隔熱性能好、造價適中、節能、節土、有利于自然環境保護，同時具有較好的社會經濟效益。理所當然要在投資大、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、各種纖維增強墻板和復合墻板等。以上各種新型墻體材料使用的材料和制作工藝各不相同，具有不同的品質特征，適用范圍也不盡相同，但都必須達到我國相關法律法規規定的相關標準。例如，普通混凝土小型空心砌塊主要適用于承重墻體、外圍護墻或內隔墻，它是用水泥作膠結料，砂石作集料，經攪拌、振動（或壓制）成型、養護等工藝過程制成。
墻體從六個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、北六個方位中占據了六分之四。因此，墻體是節能設計的重點。通常而言，外墻保溫可以從兩個方面來探討：（1）從材料（高效絕熱材料）和墻體結構（多層復合）；（2）直接以新型高熱阻材料構筑墻體（具備相應的熱穩定性）。在外墻保溫的系統設計和技術方面，德國、英國和瑞典走在世界的前列，已經有近40年的歷史。外墻外保溫體系的材料和施工技術發展迅速，提高了別墅節能的效率。外墻外保溫具有多重優越性，具體而言具有節能、保溫、隔熱、隔聲、防水、裝飾等作用。2005年3月1日起，當時的建設部了《外墻外保溫技術規范》（JGJ144-2004），其中推薦了五種外墻外保溫系統。分別為上表的前五種外墻外保溫系統。在別墅節能墻體的設計中，根據工程的具體情況，選擇這五種外墻外保溫墻體能取得墻體部分的良好節能效果。在進行別墅建筑的外墻外保溫設計時，需要注意以下幾個方面。在正確使用和正常維護的條件下，外墻外保溫系統的使用年限不應少于25年。在設計選用外保溫系統時，不得更改系統構造和組成材料。各系統保溫材料選用時建議的最小厚度應參考各地的具體規范要求。另外，外保溫復合墻體的熱工和節能設計應符合相關的規定，如保溫層內表面溫度應高于0℃；外保溫系統應包覆門窗框外側洞口、女兒墻以及封閉陽臺等熱橋部位等。外保溫工程必須保證密封和防水構造的合理設計施工，確保水不會滲透到保溫層及基層。
屋頂，又稱屋面，是形成建筑空間的一個重要界面。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霜等自然災害以及其他人為的外力影響。別墅節能離不開屋頂的節能。別墅建筑的熱量損耗有很大一部分是通過屋面散失掉的。別墅屋面節能設計的主要形式是本節的重點內容。
現代建筑得益于新型建筑材料混凝土的發明和鋼筋混凝土結構的發現。平屋面別墅通常采用簡潔的鋼筋混凝土結構形式，將建筑外環境與室內空間隔絕開，使室內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，不與外界環境直接接觸，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造，部分地區可去除隔氣層等。無論哪一種形式，都是基于減弱、阻隔建筑內外熱量交換的具體技術措施，根據別墅的具體情況采用形式不同的平屋面結構，以期達到最佳的保溫隔熱、節能環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，按照建筑風格可以分為中式、歐式等。其中，混凝土坡屋頂可以根據其構造分為釘掛型無細石混凝土整澆層、釘掛型有無細石混凝土整澆層、粘鋪型無細石混凝土整澆層、粘鋪型有細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、環保作用，具有較好的節能效果。屋頂花園能夠給人們提供一個視野寬闊的戶外活動休息區域，這也是高級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境中吸收大量的熱量，其中大部分用于蒸發作用和光合作用，所以綠地溫度增加并不強烈，一般綠地中的地溫比空曠場低10—17.8℃。據相關資料，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菌，并能最大減噪達10dB。需要注意的是，種植屋面技術要求比較高，涉及建筑、園藝等專業學科，必須綜合考慮設計、選材、施工和維護管理等方面的問題。別墅種植屋面的設計涉及其建筑、結構、排水、景觀及綠化等多個專業工種，必須在設計過程中充分協調、溝通。在設計過程中需要重點注意以下方面：別墅屋面綠化應結合地域地理條件、別墅屋面環境、綠化效果及別墅主人的個人愛好綜合選擇。如果種植喬木，種植層厚度至少應在900mm以上，大型喬木可能需要1500mm以上，還需在隔離層下側設置獨立的專用阻斷植物根系生長的阻擋層，以防止植物根系對防水保溫層的破壞。別墅種植屋面是一個系統工程，設計師在選擇產品材料時應充分考慮各種型材及構造的系統性以及與建筑基層和物理環境的協調。由于別墅屋面更換植被比較麻煩，應優先考慮生命周期較長的植被，選擇一些當地的本土植物或歸化植物，以達到適合、經濟、美觀的效果。要對灌溉和排水作充分的考慮，是采用自動灌溉系統還是人工澆灌的方式，應根據實際情況在設計中予以考慮。
結語
別墅墻體的節能設計需要內外結合，選擇合適的節能墻體材料，外墻優先選擇外保溫的形式。外圍護結構的外保溫可以有效避免產生熱橋，有利于改善室內熱環境。別墅屋面節能需結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現景觀美化和節能效果的屋面方式，同時需做好防水隔熱處理。別墅節能是一個復雜的系統工程，只有通過各種措施的綜合運用、有機結合，而不是機械拼湊節能技術和材料，在每一個節能細節上都加以重視，才能在更加經濟實惠的前提下取得較好的節能效果。（本文作者：陳玉中、吳文治 單位：廣州南洋理工職業學院、常州工學院藝術與設計學院）