上海交通大学制冷与低温工程研究所 ■ 常烜宇 李勇 代彦军 王如竹

0 引言

随着城镇化进程加速、人民生活水平提高，中国建筑能耗呈现刚性增长趋势。而在工业化的推动下，工业行业能效水平提升较快，工业领域节能潜力下降，因此，建筑领域将承担越来越多节能减排的任务[1]。通过在屋顶安装太阳能集热器和绿化工程不仅能给建筑提供生活热水，同时也能降低建筑空间内对空调的能源需求、降低雨水径流、减缓城市热岛效应等。因此，屋顶太阳能集热器和绿化工程安装在促进建筑节能减排和改善城市生态环境方面具有明显的优势。

太阳能集热器主要给建筑提供生活热水，其在建筑屋顶的安装已较为成熟，但是在与屋顶绿化结合方面，需要更多注意安装位置、防水层设置、防冻养护等问题，并尽量避免与绿化之间相互遮挡从而影响各自功能。

屋顶绿化主要侧重于改善生态环境和建筑节能。屋顶绿化在安装过程中要考虑到建筑的原有结构，并且在承载、防水等方面应与太阳能集热器的安装相契合。因此，城市建筑的屋面绿化需要有针对性的专项设计及施工，以达到预期的效果。

可见，建筑屋顶同时安装太阳能集热器和屋顶绿化有较大需求。然而，迄今为止，关于这两项技术的结合研究和关注较少。我国的不少城镇已有大量屋顶太阳能集热器安装及屋顶绿化建设要求，其中包括：设计标准、安装规范、验收及养护方面的相关规范，但缺少两者相结合的规范和具体要求。为探讨在建筑屋顶绿化及太阳能集热器结合安装的具体实施要求，本文针对现有的屋顶绿化及太阳能安装规范进行对比分析研究，重点分析在安装施工、检查验收及维护方面两者的相同及不同之处，总结建筑屋顶安装中的建筑防水层、承载负荷、工程检查验收的注意事项及屋顶植物的养护、太阳能集热器的安装维修方面等基本要求。为屋顶绿化结合太阳能集热器的安装施工、工程验收及维护提出建议和改进的依据。

1 研究的规范内容

本文主要参考研究的规范从层次上包括国家及主要城市的地方规范，重点研究了规范中的安装施工、工程验收及维护部分，如表1所示。

表1 本文所研究的规范

其中，《城市绿化工程施工及验收规范》[2]适用于公共绿地、防护绿地、附属绿地，以及其他绿地绿化工程及其附属设施的施工及验收；《太阳热水系统设计安装及工程验收技术规范》[3]规定了太阳能热水系统设计、安装要求及工程验收的技术规范；《屋面工程技术规范》[4]能加强建筑工程的质量管理，统一屋面工程质量的验收，保证工程质量。

2 施工安装

2.1 太阳能集热器安装规范

根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》[5]和《太阳热水系统设计安装及工程验收技术规范》[3]的要求，在太阳能设备施工方面应注意几方面内容，具体见表2。

由表2可看出，太阳能集热器安装时必须做好屋面防水工作，各零件部分载荷必须符合设计要求。

表2 太阳能集热器安装注意事项

2.2 绿化安装规范

对于已建建筑的绿化屋面改造，应按简单式屋顶绿化施工流程进行，其流程示意图如图1所示。

施工时，不能损坏屋面已有的设施，屋面增设绿化设备时不能打开和破坏原有的防水层。由图1可看出，绿化的施工流程和太阳能集热器的安装类似点在于首先要确保防水层的处理安全可靠。

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图1 简单式屋顶绿化施工流程示意图

2.3 太阳能集热器与绿化结合安装注意事项

根据设计方案，太阳能集热器与绿化结合安装主要有两种结合方式，即平行布置和立体布置，如图2所示，在完成屋顶构造层的建设后，进行太阳能集热器支架的安装。根据《屋面工程技术规范》，太阳能集热器与屋顶绿化结合安装注意事项总结见表3。

图2 太阳能集热器与屋顶绿化不同的结合方式

表3 太阳能集热器与屋顶绿化结合安装注意事项

总之，通过以上分析表明，在屋顶绿化和太阳能集热器的安装过程中，屋顶负载、给水排水及防水工作十分重要，这两方面影响到整个工程的施工进度和成果。应根据规范规定进行细致的施工，以免造成不必要的麻烦和损失。建议先进行找平层的铺设，避免原结构面因存在高低不平或坡度而影响防水层的制作。屋顶构造层如图3所示。

图3 屋顶构造层

3 工程验收

3.1 太阳能集热器验收规范

根据《太阳热水系统设计安装及工程验收技术规范》，太阳能工程的检验工作分为太阳能试运行、验收两个阶段。各阶段的具体任务见表4。

表4 太阳能热水系统验收注意事项

太阳能热水系统的验收包括集热器、贮水箱、支架等。安全性能系统应有可靠的使用安全性能，其中内置加热系统必须带有保证使用安全的装置。可靠性能系统应有抗击各种自然条件的可靠性能，其中包括应有可靠的防冻、防过热、防雷、抗雹、抗风、抗震等技术措施。

在太阳能热水系统验收前，应在安装施工中完成屋面防水层和屋顶载荷的合格验收，同时也要注意下列隐蔽工程的现场验收：1)预埋件或后置锚栓连接件；2)基座、支架、集热器四周与主体结构的连接节点；3)基座、支架、集热器四周与主体结构之间的封堵；4)系统的防雷、接地连接节点。

3.2 绿化工程验收规范

由屋顶绿化的设计阶段研究可知，屋顶绿化种类分为嵌入式屋顶绿化和模块式屋顶绿化两类。对于选择嵌入式屋顶绿化的，则根据《城市绿化工程施工及验收规范》，达到表5所示要求。

表5 绿化工程验收注意事项

竣工验收时间应符合下列规定：新种植的乔木、灌木、攀缘植物，在一年生长周期满后方可验收；花坛种植的一、二年生花卉及观叶植物，应在种植15日后进行验收；春季种植的宿根花卉、球根花卉应在当年发芽出土后进行验收，秋季种植的应在第二年春季发芽出土后验收。

绿化工程质量验收应满足无杂草、无枯黄，各种花卉生长茂盛，种植成活率达到85%；种植的植物材料的整形修剪应符合设计要求；绿地附属设施工程的质量验收应符合GBJ 300-88《建筑安装工程质量检验评定统一标准》的有关规定。

对于选择模块式屋顶绿化的，在进行安装前就必须按照规范进行种植，在验收时也应达到上面提到的相关标准要求。由于在规定中对绿化的验收要求较高，建议在实际验收时应根据当地情况、气候状况等不可控因素综合考虑决定。

3.3 太阳能集热器与绿化结合验收注意事项

对于太阳能集热器与屋顶绿化相结合的工程验收，应分别满足各自的规范要求和标准，并注意验收的时间要求和顺序。需要强调的是，在进行太阳能集热器和绿化验收前必须先做好屋顶载荷和屋顶防水工程的验收工作。

4 运行维护

在屋顶安装了太阳能集热器和绿化工程并进行工程验收后，运行的同时应注意对整个系统设备的养护工作。

4.1 太阳能集热器养护规范

在太阳能设备养护方面，根据现有规范，应注意表6中所列要求。

由表6可看出，太阳能集热器的养护工作主要是进行污垢的处理及防晒、防冻等，以保证系统的正常运行。

表6 太阳能集热器养护注意事项

4.2 屋顶绿化工程养护规范

对于屋顶的绿色植物，只有注意养护，才能保证其良好的生长，继而发挥其理想功效。各地屋顶绿化植物不同，同时绿化植物的养护工作也有所不同。根据《上海市屋顶绿化技术规范(试行)》[6]和《北京市屋顶绿化规范》[7]对绿化植物的养护提出建议，见表7。

表7 绿化植物的养护建议

本文选取了上海市和北京市的规范进行对比分析，两个规范在屋顶绿化养护方面均从灌溉、修剪、有害生物控制、防寒、施肥、设施维护和养护人员养护作业时应采取必要的安全措施等方面进行相关规定。但由于两地气候、空气环境、绿化植物类型选择等差异，养护方式也有所差别，在展开具体工作时值得注意。

4.3 太阳能集热器与绿化结合运行维护注意事项

通过对比可看出，对于屋顶绿化和太阳能设备的维护，防冻和排水工作是重点。若为平面布置的结合类型，屋顶绿化和太阳能的摆设相对较为独立，维护时几乎不会造成相互之间的影响；若为立体布置的结合类型，在进行绿化的灌溉和修剪等维护时，可能对太阳能集热器造成遮阳等影响。绿化植物的维护除应根据园林绿地养护技术规程进行养护外，必须严格控制植物高度、疏密度，尤其是立体布置时应注意绿色植物的及时修剪来保证屋顶绿化的安全性，以免对载荷超过设计规范。值得一提的是，在植物的浇灌时，应该注意避免污染太阳能集热器设备，影响集热效果。太阳能集热系统运行中应防止泄漏，避免热水烫伤植物。

5 结论

本文对我国主要屋顶绿化工程及太阳能集热器安装工程的各项规范进行了分析研究，为既有建筑及新建建筑的屋顶设置太阳能集热器和绿化工程的安装验收维护流程提出了合理化的要求和建议。

1) 通过分析屋顶绿化和太阳能集热器各自的施工安装规范，梳理了太阳能集热器、储水箱、支架及绿化工程的安装程序，安装过程中达到防水要求。防水层的制作是太阳能集热器及绿化施工的关键步骤，太阳能和绿化施工均有防冻、抗风、抗震等技术措施。但太阳能集热器施工还包括防过热、防雷、抗雹等技术措施，而绿化施工不包含这些措施。

2) 在屋顶绿化和太阳能集热器结合工程的验收前必须进行屋顶载荷和防水层的验收，以达到设计要求。验收阶段，太阳能工程和绿化工程验收内容差别较大，可分别验收。太阳能工程包括试运行及验收两个步骤，着重于系统的组装和系统的技术性能。绿化工程验收包括工程中验收和竣工验收，太阳能集热器和屋顶绿化主要看绿化的成活率和效果。

3) 屋顶绿化和太阳能集热器结合工程的维护方面，除了按各自要求进行维护以外，也要注意同时维护时相互间的影响，保证绿色植物不遮挡集热器，灌溉不影响集热器运行。确保不发生热水泄漏损伤植物的情况。太阳能集热器注意系统及各部件的养护，绿化工程注意对绿化植物的养护，两者均要注意防晒、防冻等季节性预防措施。

[1]蔡伟光. 中国建筑能耗影响因素分析模型与实证研究[D].重庆: 重庆大学, 2011.

[2] CJJ/T82-99, 城市绿化工程施工及验收规范[S].

[3] GB-T18713-2002, 太阳热水系统设计安装及工程验收技术规范[S].

[4] GB 50345-2012, 屋面工程技术规范[S].

[5] GB 50364-2005, 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范[S].

[6] 上海[2008]25, 上海市屋顶绿化技术规范(试行)沪绿[S].

[7] DB11/T 281-2005, 北京市屋顶绿化规范[S].