上海交通大學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)化進程加速、人民生活水平提高，中國建筑能耗呈現(xiàn)剛性增長趨勢。而在工業(yè)化的推動下，工業(yè)行業(yè)能效水平提升較快，工業(yè)領域節(jié)能潛力下降，因此，建筑領域?qū)⒊袚絹碓蕉喙?jié)能減排的任務[1]。通過在屋頂安裝太陽能集熱器和綠化工程不僅能給建筑提供生活熱水，同時也能降低建筑空間內(nèi)對空調(diào)的能源需求、降低雨水徑流、減緩城市熱島效應等。因此，屋頂太陽能集熱器和綠化工程安裝在促進建筑節(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。

太陽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合方面，需要更多注意安裝位置、防水層設置、防凍養(yǎng)護等問題，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構，并且在承載、防水等方面應與太陽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性的專項設計及施工，以達到預期的效果。

可見，建筑屋頂同時安裝太陽能集熱器和屋頂綠化有較大需求。然而，迄今為止，關于這兩項技術的結合研究和關注較少。我國的不少城鎮(zhèn)已有大量屋頂太陽能集熱器安裝及屋頂綠化建設要求，其中包括：設計標準、安裝規(guī)范、驗收及養(yǎng)護方面的相關規(guī)范，但缺少兩者相結合的規(guī)范和具體要求。為探討在建筑屋頂綠化及太陽能集熱器結合安裝的具體實施要求，本文針對現(xiàn)有的屋頂綠化及太陽能安裝規(guī)范進行對比分析研究，重點分析在安裝施工、檢查驗收及維護方面兩者的相同及不同之處，總結建筑屋頂安裝中的建筑防水層、承載負荷、工程檢查驗收的注意事項及屋頂植物的養(yǎng)護、太陽能集熱器的安裝維修方面等基本要求。為屋頂綠化結合太陽能集熱器的安裝施工、工程驗收及維護提出建議和改進的依據(jù)。

1 研究的規(guī)范內(nèi)容

本文主要參考研究的規(guī)范從層次上包括國家及主要城市的地方規(guī)范，重點研究了規(guī)范中的安裝施工、工程驗收及維護部分，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收規(guī)范》[2]適用于公共綠地、防護綠地、附屬綠地，以及其他綠地綠化工程及其附屬設施的施工及驗收；《太陽熱水系統(tǒng)設計安裝及工程驗收技術規(guī)范》[3]規(guī)定了太陽能熱水系統(tǒng)設計、安裝要求及工程驗收的技術規(guī)范；《屋面工程技術規(guī)范》[4]能加強建筑工程的質(zhì)量管理，統(tǒng)一屋面工程質(zhì)量的驗收，保證工程質(zhì)量。

2 施工安裝

2.1 太陽能集熱器安裝規(guī)范

根據(jù)《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范》[5]和《太陽熱水系統(tǒng)設計安裝及工程驗收技術規(guī)范》[3]的要求，在太陽能設備施工方面應注意幾方面內(nèi)容，具體見表2。

由表2可看出，太陽能集熱器安裝時必須做好屋面防水工作，各零件部分載荷必須符合設計要求。

表2 太陽能集熱器安裝注意事項

2.2 綠化安裝規(guī)范

對于已建建筑的綠化屋面改造，應按簡單式屋頂綠化施工流程進行，其流程示意圖如圖1所示。

施工時，不能損壞屋面已有的設施，屋面增設綠化設備時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能集熱器的安裝類似點在于首先要確保防水層的處理安全可靠。

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圖1 簡單式屋頂綠化施工流程示意圖

2.3 太陽能集熱器與綠化結合安裝注意事項

根據(jù)設計方案，太陽能集熱器與綠化結合安裝主要有兩種結合方式，即平行布置和立體布置，如圖2所示，在完成屋頂構造層的建設后，進行太陽能集熱器支架的安裝。根據(jù)《屋面工程技術規(guī)范》，太陽能集熱器與屋頂綠化結合安裝注意事項總結見表3。

圖2 太陽能集熱器與屋頂綠化不同的結合方式

表3 太陽能集熱器與屋頂綠化結合安裝注意事項

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

圖3 屋頂構造層

3 工程驗收

3.1 太陽能集熱器驗收規(guī)范

根據(jù)《太陽熱水系統(tǒng)設計安裝及工程驗收技術規(guī)范》，太陽能工程的檢驗工作分為太陽能試運行、驗收兩個階段。各階段的具體任務見表4。

表4 太陽能熱水系統(tǒng)驗收注意事項

太陽能熱水系統(tǒng)的驗收包括集熱器、貯水箱、支架等。安全性能系統(tǒng)應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)應有抗擊各種自然條件的可靠性能，其中包括應有可靠的防凍、防過熱、防雷、抗雹、抗風、抗震等技術措施。

在太陽能熱水系統(tǒng)驗收前，應在安裝施工中完成屋面防水層和屋頂載荷的合格驗收，同時也要注意下列隱蔽工程的現(xiàn)場驗收：1)預埋件或后置錨栓連接件；2)基座、支架、集熱器四周與主體結構的連接節(jié)點；3)基座、支架、集熱器四周與主體結構之間的封堵；4)系統(tǒng)的防雷、接地連接節(jié)點。

3.2 綠化工程驗收規(guī)范

由屋頂綠化的設計階段研究可知，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收規(guī)范》，達到表5所示要求。

表5 綠化工程驗收注意事項

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

綠化工程質(zhì)量驗收應滿足無雜草、無枯黃，各種花卉生長茂盛，種植成活率達到85%；種植的植物材料的整形修剪應符合設計要求；綠地附屬設施工程的質(zhì)量驗收應符合GBJ 300-88《建筑安裝工程質(zhì)量檢驗評定統(tǒng)一標準》的有關規(guī)定。

對于選擇模塊式屋頂綠化的，在進行安裝前就必須按照規(guī)范進行種植，在驗收時也應達到上面提到的相關標準要求。由于在規(guī)定中對綠化的驗收要求較高，建議在實際驗收時應根據(jù)當?shù)厍闆r、氣候狀況等不可控因素綜合考慮決定。

3.3 太陽能集熱器與綠化結合驗收注意事項

對于太陽能集熱器與屋頂綠化相結合的工程驗收，應分別滿足各自的規(guī)范要求和標準，并注意驗收的時間要求和順序。需要強調(diào)的是，在進行太陽能集熱器和綠化驗收前必須先做好屋頂載荷和屋頂防水工程的驗收工作。

4 運行維護

在屋頂安裝了太陽能集熱器和綠化工程并進行工程驗收后，運行的同時應注意對整個系統(tǒng)設備的養(yǎng)護工作。

4.1 太陽能集熱器養(yǎng)護規(guī)范

在太陽能設備養(yǎng)護方面，根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范，應注意表6中所列要求。

由表6可看出，太陽能集熱器的養(yǎng)護工作主要是進行污垢的處理及防曬、防凍等，以保證系統(tǒng)的正常運行。

表6 太陽能集熱器養(yǎng)護注意事項

4.2 屋頂綠化工程養(yǎng)護規(guī)范

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

表7 綠化植物的養(yǎng)護建議

本文選取了上海市和北京市的規(guī)范進行對比分析，兩個規(guī)范在屋頂綠化養(yǎng)護方面均從灌溉、修剪、有害生物控制、防寒、施肥、設施維護和養(yǎng)護人員養(yǎng)護作業(yè)時應采取必要的安全措施等方面進行相關規(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)護方式也有所差別，在展開具體工作時值得注意。

4.3 太陽能集熱器與綠化結合運行維護注意事項

通過對比可看出，對于屋頂綠化和太陽能設備的維護，防凍和排水工作是重點。若為平面布置的結合類型，屋頂綠化和太陽能的擺設相對較為獨立，維護時幾乎不會造成相互之間的影響；若為立體布置的結合類型，在進行綠化的灌溉和修剪等維護時，可能對太陽能集熱器造成遮陽等影響。綠化植物的維護除應根據(jù)園林綠地養(yǎng)護技術規(guī)程進行養(yǎng)護外，必須嚴格控制植物高度、疏密度，尤其是立體布置時應注意綠色植物的及時修剪來保證屋頂綠化的安全性，以免對載荷超過設計規(guī)范。值得一提的是，在植物的澆灌時，應該注意避免污染太陽能集熱器設備，影響集熱效果。太陽能集熱系統(tǒng)運行中應防止泄漏，避免熱水燙傷植物。

5 結論

本文對我國主要屋頂綠化工程及太陽能集熱器安裝工程的各項規(guī)范進行了分析研究，為既有建筑及新建建筑的屋頂設置太陽能集熱器和綠化工程的安裝驗收維護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能集熱器各自的施工安裝規(guī)范，梳理了太陽能集熱器、儲水箱、支架及綠化工程的安裝程序，安裝過程中達到防水要求。防水層的制作是太陽能集熱器及綠化施工的關鍵步驟，太陽能和綠化施工均有防凍、抗風、抗震等技術措施。但太陽能集熱器施工還包括防過熱、防雷、抗雹等技術措施，而綠化施工不包含這些措施。

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

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

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

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

[3] GB-T18713-2002, 太陽熱水系統(tǒng)設計安裝及工程驗收技術規(guī)范[S].

[4] GB 50345-2012, 屋面工程技術規(guī)范[S].

[5] GB 50364-2005, 民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范[S].

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

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