上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所 ■ 常烜宇 李勇 代彥軍 王如竹

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速、人民生活水平提高，中國(guó)建筑能耗呈現(xiàn)剛性增長(zhǎng)趨勢(shì)。而在工業(yè)化的推動(dòng)下，工業(yè)行業(yè)能效水平提升較快，工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能潛力下降，因此，建筑領(lǐng)域?qū)⒊袚?dān)越來越多節(jié)能減排的任務(wù)[1]。通過在屋頂安裝太陽(yáng)能集熱器和綠化工程不僅能給建筑提供生活熱水，同時(shí)也能降低建筑空間內(nèi)對(duì)空調(diào)的能源需求、降低雨水徑流、減緩城市熱島效應(yīng)等。因此，屋頂太陽(yáng)能集熱器和綠化工程安裝在促進(jìn)建筑節(jié)能減排和改善城市生態(tài)環(huán)境方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

太陽(yáng)能集熱器主要給建筑提供生活熱水，其在建筑屋頂?shù)陌惭b已較為成熟，但是在與屋頂綠化結(jié)合方面，需要更多注意安裝位置、防水層設(shè)置、防凍養(yǎng)護(hù)等問題，并盡量避免與綠化之間相互遮擋從而影響各自功能。

屋頂綠化主要側(cè)重于改善生態(tài)環(huán)境和建筑節(jié)能。屋頂綠化在安裝過程中要考慮到建筑的原有結(jié)構(gòu)，并且在承載、防水等方面應(yīng)與太陽(yáng)能集熱器的安裝相契合。因此，城市建筑的屋面綠化需要有針對(duì)性的專項(xiàng)設(shè)計(jì)及施工，以達(dá)到預(yù)期的效果。

可見，建筑屋頂同時(shí)安裝太陽(yáng)能集熱器和屋頂綠化有較大需求。然而，迄今為止，關(guān)于這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合研究和關(guān)注較少。我國(guó)的不少城鎮(zhèn)已有大量屋頂太陽(yáng)能集熱器安裝及屋頂綠化建設(shè)要求，其中包括：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安裝規(guī)范、驗(yàn)收及養(yǎng)護(hù)方面的相關(guān)規(guī)范，但缺少兩者相結(jié)合的規(guī)范和具體要求。為探討在建筑屋頂綠化及太陽(yáng)能集熱器結(jié)合安裝的具體實(shí)施要求，本文針對(duì)現(xiàn)有的屋頂綠化及太陽(yáng)能安裝規(guī)范進(jìn)行對(duì)比分析研究，重點(diǎn)分析在安裝施工、檢查驗(yàn)收及維護(hù)方面兩者的相同及不同之處，總結(jié)建筑屋頂安裝中的建筑防水層、承載負(fù)荷、工程檢查驗(yàn)收的注意事項(xiàng)及屋頂植物的養(yǎng)護(hù)、太陽(yáng)能集熱器的安裝維修方面等基本要求。為屋頂綠化結(jié)合太陽(yáng)能集熱器的安裝施工、工程驗(yàn)收及維護(hù)提出建議和改進(jìn)的依據(jù)。

1 研究的規(guī)范內(nèi)容

本文主要參考研究的規(guī)范從層次上包括國(guó)家及主要城市的地方規(guī)范，重點(diǎn)研究了規(guī)范中的安裝施工、工程驗(yàn)收及維護(hù)部分，如表1所示。

表1 本文所研究的規(guī)范

其中，《城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》[2]適用于公共綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地，以及其他綠地綠化工程及其附屬設(shè)施的施工及驗(yàn)收；《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》[3]規(guī)定了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝要求及工程驗(yàn)收的技術(shù)規(guī)范；《屋面工程技術(shù)規(guī)范》[4]能加強(qiáng)建筑工程的質(zhì)量管理，統(tǒng)一屋面工程質(zhì)量的驗(yàn)收，保證工程質(zhì)量。

2 施工安裝

2.1 太陽(yáng)能集熱器安裝規(guī)范

根據(jù)《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》[5]和《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》[3]的要求，在太陽(yáng)能設(shè)備施工方面應(yīng)注意幾方面內(nèi)容，具體見表2。

由表2可看出，太陽(yáng)能集熱器安裝時(shí)必須做好屋面防水工作，各零件部分載荷必須符合設(shè)計(jì)要求。

表2 太陽(yáng)能集熱器安裝注意事項(xiàng)

2.2 綠化安裝規(guī)范

對(duì)于已建建筑的綠化屋面改造，應(yīng)按簡(jiǎn)單式屋頂綠化施工流程進(jìn)行，其流程示意圖如圖1所示。

施工時(shí)，不能損壞屋面已有的設(shè)施，屋面增設(shè)綠化設(shè)備時(shí)不能打開和破壞原有的防水層。由圖1可看出，綠化的施工流程和太陽(yáng)能集熱器的安裝類似點(diǎn)在于首先要確保防水層的處理安全可靠。

進(jìn)一步地，在第一階段我們還向?qū)W生介紹魔方簡(jiǎn)史，讓學(xué)生簡(jiǎn)單了解魔方的類別，最后還觀看了魔方視頻，有單手還原視頻、盲擰視頻，還有魔方比賽的視頻。這些生動(dòng)的事實(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，他們愛上了魔方。

圖1 簡(jiǎn)單式屋頂綠化施工流程示意圖

2.3 太陽(yáng)能集熱器與綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，太陽(yáng)能集熱器與綠化結(jié)合安裝主要有兩種結(jié)合方式，即平行布置和立體布置，如圖2所示，在完成屋頂構(gòu)造層的建設(shè)后，進(jìn)行太陽(yáng)能集熱器支架的安裝。根據(jù)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》，太陽(yáng)能集熱器與屋頂綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)總結(jié)見表3。

圖2 太陽(yáng)能集熱器與屋頂綠化不同的結(jié)合方式

表3 太陽(yáng)能集熱器與屋頂綠化結(jié)合安裝注意事項(xiàng)

總之，通過以上分析表明，在屋頂綠化和太陽(yáng)能集熱器的安裝過程中，屋頂負(fù)載、給水排水及防水工作十分重要，這兩方面影響到整個(gè)工程的施工進(jìn)度和成果。應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行細(xì)致的施工，以免造成不必要的麻煩和損失。建議先進(jìn)行找平層的鋪設(shè)，避免原結(jié)構(gòu)面因存在高低不平或坡度而影響防水層的制作。屋頂構(gòu)造層如圖3所示。

圖3 屋頂構(gòu)造層

3 工程驗(yàn)收

3.1 太陽(yáng)能集熱器驗(yàn)收規(guī)范

根據(jù)《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》，太陽(yáng)能工程的檢驗(yàn)工作分為太陽(yáng)能試運(yùn)行、驗(yàn)收兩個(gè)階段。各階段的具體任務(wù)見表4。

表4 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)驗(yàn)收注意事項(xiàng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的驗(yàn)收包括集熱器、貯水箱、支架等。安全性能系統(tǒng)應(yīng)有可靠的使用安全性能，其中內(nèi)置加熱系統(tǒng)必須帶有保證使用安全的裝置?？煽啃阅芟到y(tǒng)應(yīng)有抗擊各種自然條件的可靠性能，其中包括應(yīng)有可靠的防凍、防過熱、防雷、抗雹、抗風(fēng)、抗震等技術(shù)措施。

在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)驗(yàn)收前，應(yīng)在安裝施工中完成屋面防水層和屋頂載荷的合格驗(yàn)收，同時(shí)也要注意下列隱蔽工程的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收：1)預(yù)埋件或后置錨栓連接件；2)基座、支架、集熱器四周與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)；3)基座、支架、集熱器四周與主體結(jié)構(gòu)之間的封堵；4)系統(tǒng)的防雷、接地連接節(jié)點(diǎn)。

3.2 綠化工程驗(yàn)收規(guī)范

由屋頂綠化的設(shè)計(jì)階段研究可知，屋頂綠化種類分為嵌入式屋頂綠化和模塊式屋頂綠化兩類。對(duì)于選擇嵌入式屋頂綠化的，則根據(jù)《城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，達(dá)到表5所示要求。

表5 綠化工程驗(yàn)收注意事項(xiàng)

竣工驗(yàn)收時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：新種植的喬木、灌木、攀緣植物，在一年生長(zhǎng)周期滿后方可驗(yàn)收；花壇種植的一、二年生花卉及觀葉植物，應(yīng)在種植15日后進(jìn)行驗(yàn)收；春季種植的宿根花卉、球根花卉應(yīng)在當(dāng)年發(fā)芽出土后進(jìn)行驗(yàn)收，秋季種植的應(yīng)在第二年春季發(fā)芽出土后驗(yàn)收。

綠化工程質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)滿足無雜草、無枯黃，各種花卉生長(zhǎng)茂盛，種植成活率達(dá)到85%；種植的植物材料的整形修剪應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；綠地附屬設(shè)施工程的質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GBJ 300-88《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。

對(duì)于選擇模塊式屋頂綠化的，在進(jìn)行安裝前就必須按照規(guī)范進(jìn)行種植，在驗(yàn)收時(shí)也應(yīng)達(dá)到上面提到的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于在規(guī)定中對(duì)綠化的驗(yàn)收要求較高，建議在實(shí)際驗(yàn)收時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r、氣候狀況等不可控因素綜合考慮決定。

3.3 太陽(yáng)能集熱器與綠化結(jié)合驗(yàn)收注意事項(xiàng)

對(duì)于太陽(yáng)能集熱器與屋頂綠化相結(jié)合的工程驗(yàn)收，應(yīng)分別滿足各自的規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn)，并注意驗(yàn)收的時(shí)間要求和順序。需要強(qiáng)調(diào)的是，在進(jìn)行太陽(yáng)能集熱器和綠化驗(yàn)收前必須先做好屋頂載荷和屋頂防水工程的驗(yàn)收工作。

4 運(yùn)行維護(hù)

在屋頂安裝了太陽(yáng)能集熱器和綠化工程并進(jìn)行工程驗(yàn)收后，運(yùn)行的同時(shí)應(yīng)注意對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作。

4.1 太陽(yáng)能集熱器養(yǎng)護(hù)規(guī)范

在太陽(yáng)能設(shè)備養(yǎng)護(hù)方面，根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，應(yīng)注意表6中所列要求。

由表6可看出，太陽(yáng)能集熱器的養(yǎng)護(hù)工作主要是進(jìn)行污垢的處理及防曬、防凍等，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

表6 太陽(yáng)能集熱器養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

4.2 屋頂綠化工程養(yǎng)護(hù)規(guī)范

對(duì)于屋頂?shù)木G色植物，只有注意養(yǎng)護(hù)，才能保證其良好的生長(zhǎng)，繼而發(fā)揮其理想功效。各地屋頂綠化植物不同，同時(shí)綠化植物的養(yǎng)護(hù)工作也有所不同。根據(jù)《上海市屋頂綠化技術(shù)規(guī)范(試行)》[6]和《北京市屋頂綠化規(guī)范》[7]對(duì)綠化植物的養(yǎng)護(hù)提出建議，見表7。

表7 綠化植物的養(yǎng)護(hù)建議

本文選取了上海市和北京市的規(guī)范進(jìn)行對(duì)比分析，兩個(gè)規(guī)范在屋頂綠化養(yǎng)護(hù)方面均從灌溉、修剪、有害生物控制、防寒、施肥、設(shè)施維護(hù)和養(yǎng)護(hù)人員養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)應(yīng)采取必要的安全措施等方面進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。但由于兩地氣候、空氣環(huán)境、綠化植物類型選擇等差異，養(yǎng)護(hù)方式也有所差別，在展開具體工作時(shí)值得注意。

4.3 太陽(yáng)能集熱器與綠化結(jié)合運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)

通過對(duì)比可看出，對(duì)于屋頂綠化和太陽(yáng)能設(shè)備的維護(hù)，防凍和排水工作是重點(diǎn)。若為平面布置的結(jié)合類型，屋頂綠化和太陽(yáng)能的擺設(shè)相對(duì)較為獨(dú)立，維護(hù)時(shí)幾乎不會(huì)造成相互之間的影響；若為立體布置的結(jié)合類型，在進(jìn)行綠化的灌溉和修剪等維護(hù)時(shí)，可能對(duì)太陽(yáng)能集熱器造成遮陽(yáng)等影響。綠化植物的維護(hù)除應(yīng)根據(jù)園林綠地養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)外，必須嚴(yán)格控制植物高度、疏密度，尤其是立體布置時(shí)應(yīng)注意綠色植物的及時(shí)修剪來保證屋頂綠化的安全性，以免對(duì)載荷超過設(shè)計(jì)規(guī)范。值得一提的是，在植物的澆灌時(shí)，應(yīng)該注意避免污染太陽(yáng)能集熱器設(shè)備，影響集熱效果。太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)防止泄漏，避免熱水燙傷植物。

5 結(jié)論

本文對(duì)我國(guó)主要屋頂綠化工程及太陽(yáng)能集熱器安裝工程的各項(xiàng)規(guī)范進(jìn)行了分析研究，為既有建筑及新建建筑的屋頂設(shè)置太陽(yáng)能集熱器和綠化工程的安裝驗(yàn)收維護(hù)流程提出了合理化的要求和建議。

1) 通過分析屋頂綠化和太陽(yáng)能集熱器各自的施工安裝規(guī)范，梳理了太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、支架及綠化工程的安裝程序，安裝過程中達(dá)到防水要求。防水層的制作是太陽(yáng)能集熱器及綠化施工的關(guān)鍵步驟，太陽(yáng)能和綠化施工均有防凍、抗風(fēng)、抗震等技術(shù)措施。但太陽(yáng)能集熱器施工還包括防過熱、防雷、抗雹等技術(shù)措施，而綠化施工不包含這些措施。

2) 在屋頂綠化和太陽(yáng)能集熱器結(jié)合工程的驗(yàn)收前必須進(jìn)行屋頂載荷和防水層的驗(yàn)收，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)收階段，太陽(yáng)能工程和綠化工程驗(yàn)收內(nèi)容差別較大，可分別驗(yàn)收。太陽(yáng)能工程包括試運(yùn)行及驗(yàn)收兩個(gè)步驟，著重于系統(tǒng)的組裝和系統(tǒng)的技術(shù)性能。綠化工程驗(yàn)收包括工程中驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收，太陽(yáng)能集熱器和屋頂綠化主要看綠化的成活率和效果。

3) 屋頂綠化和太陽(yáng)能集熱器結(jié)合工程的維護(hù)方面，除了按各自要求進(jìn)行維護(hù)以外，也要注意同時(shí)維護(hù)時(shí)相互間的影響，保證綠色植物不遮擋集熱器，灌溉不影響集熱器運(yùn)行。確保不發(fā)生熱水泄漏損傷植物的情況。太陽(yáng)能集熱器注意系統(tǒng)及各部件的養(yǎng)護(hù)，綠化工程注意對(duì)綠化植物的養(yǎng)護(hù)，兩者均要注意防曬、防凍等季節(jié)性預(yù)防措施。

[1]蔡偉光. 中國(guó)建筑能耗影響因素分析模型與實(shí)證研究[D].重慶: 重慶大學(xué), 2011.

[2] CJJ/T82-99, 城市綠化工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] GB-T18713-2002, 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范[S].

[4] GB 50345-2012, 屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5] GB 50364-2005, 民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 上海[2008]25, 上海市屋頂綠化技術(shù)規(guī)范(試行)滬綠[S].

[7] DB11/T 281-2005, 北京市屋頂綠化規(guī)范[S].