斜坡屋顶的生态价值浅析

斜坡屋顶的生态价值浅析

李林蔚

西北政法大学 西安市 710199

摘要：近年来，传统建筑符号开始复兴，斜坡屋顶作为中国传统建筑符号被广泛应用，已经成为当代建筑屋顶设计中的重要形式，斜坡屋顶的复兴，不仅因其有明显的历史人文价值，更重要的是具有生态优势，且随着科学技术的进步，绿建技术的应用，使其生态价值更为显著。

关键词：斜坡屋顶、建筑、生态价值、绿色建筑

斜坡屋顶是一种古老的建筑屋面形式，具有悠久的历史，但随着现代主义建筑的兴起，平屋顶在屋面形式中占据了主要地位，近年来，随着传统文化的复兴，斜坡屋顶作为传统建筑符号随之复兴，我国各大城市尤其是历史文化名城都大量出现了新建斜坡屋顶建筑和街区平改坡改造工程，出现了斜坡屋顶热的现象。斜坡屋顶的复兴，不仅因为其历史价值与人文价值，更重要的是其具有生态优势。

一、斜坡屋顶自身的生态价值

斜坡屋顶历史悠久，其本身就具有多种生态价值，斜坡屋顶因其屋面倾斜度能使雨雪顺畅排出，不滞留屋面，具有良好排水能力；斜坡屋顶受光面较平屋面小，且吊顶后能形成空气隔层，具有显著的保温隔热效果；斜坡屋顶在不进行吊顶的情况下，相对于平屋顶具有更高的室内空间，且在屋面开侧窗和天窗时，能够将热气流引导至天窗处，增加室内空气流动性，具有良好的通风散热功能。

二、斜坡屋顶自身生态价值在建筑节能上的应用

随着科学技术的发展与进步，不仅斜坡屋顶的生态价值被应用于绿建技术中，许多绿建技术也与斜坡屋顶相结合，将斜坡屋顶建筑的生态价值最大化发挥。

（一）利用斜坡屋顶自然采光

建筑顶面采光是建筑自然采光的重要途径之一。但平屋顶天窗采光时往往会因为阳光直射而导致眩光，形成不舒适的光环境，而斜坡屋顶采光则很好地弥补了平顶天窗采光的不足，倾斜的采光面对自然光的射入方向和射入量有较强的选择性，提高了使室内光线舒适度，有效防止眩光，从而节约了因采光不足而消耗的电能。

（二）利用斜坡屋顶自然通风

建筑通风的原理是通过室内外温差，造成不同的风压使空气流动。按照热力学原理，建筑室内温度随着高度向上逐渐递减，斜坡屋顶具有较高内部空间，因此建筑屋顶处与建筑内温差较大，在斜坡屋顶处设置天窗时，热空气从天窗流出，使室内产生负压，从而通过门窗把室外新鲜空气吸入室内。形成天然的通风系统。

3. 利用斜坡屋顶节约用地

当太阳高度角一定，同样高度的建筑物，采用斜坡屋顶时对阳光的遮挡要明显小于平屋顶，这样可以缩小建筑日照间距，提高场地使用率，具有良好的节地效果。尤其是在住宅建筑方面节约用地效果显著。住宅采用坡度适当的坡屋顶可提高建筑的密度，起到节约土地的作用。在住区规划设计中我们也能发现，相同的日照间距的住宅，坡屋顶住宅比平屋顶住宅可增加一层坡顶阁楼，额外增加了建筑面积，起到了节地作用。

三、绿建技术对斜坡屋顶生态价值的提升

（一）太阳能技术的引入

太阳能技术是绿色建筑技术中最常用的节能技术，具有清洁、资源丰富等特点，我国的太阳能资源十分丰富，年日照时间为2500 小时的地区占国土面积的 2/3 以上，在太阳能开发利用方面有巨大潜力。屋顶作为建筑最先接触太阳能的顶面，将屋顶与太阳能技术相结合对建筑节能十分重要。

1、太阳能集热技术应用，通过集热器将阳光中的热能储存到水或者其他介质中，在需要的时候，这些储存的能量可以在一定程度上满足建筑物的能耗需求。这种集热技术主要应用于太阳能热水器的使用。现已出现太阳能热水器与斜坡屋顶一体化的技术，将太阳能热水器系统所包含的所有内容都当作建筑不可缺少的元素加以考虑，从内部管线到外部形象进行整体设计，将其各个部分融入建筑之中，使之成为建筑组成的一部分。集热器可紧贴于屋面上，或作为雨罩、遮阳板等构件放在建筑适当的位置，将屋面上适宜接受太阳光的角度设计成了标准化的框架体系，使屋面构造和采光窗、太阳能集热板有机地结合在一起，创造了全新的屋顶形象。

2、太阳能光电转换技术应用，也就是常说的太阳能电池板技术。它通过太阳能电池把光能直接转换成电能，可以直接为建筑物提供照明等能源需求。太阳能电池技术已经发展得相当成熟，在我国浙江长兴已推行新农村家庭屋顶光伏发电项目，甚至现在已经有太能光电瓦的产生，法国第一大屋面瓦生产厂商Imerys Toiture公司在法国首次将太阳能光电发电设备与房屋的屋面瓦结合在一起，使太阳能屋面建设更为方便。

2. 风力机械及空调的引入

将风力机械应用于斜坡屋顶上，风力机械屋顶是在不妨碍建筑自然通风的情况下设置机械通风或空气调节系统。斜坡屋顶本身就具有下送上排的气体流通性能，再加上风力机械和空调调节，让室外的新鲜空气经过新风机组的除尘过滤、加热加湿等处理过程，从每一个房间地面的墙边以低速送风的方式送入，将低质量空气由屋顶排出室外，新鲜空气直接送入人体的呼吸系统，空气净化防霾效果显著。同时利用排出气体与送入室内的新气体进行热量交换，减少新气体加热或制冷处理的能耗，从而达到绿色节能的效果。

（三）种植屋面技术的引入

屋顶绿化中植物吸收太阳辐射热能力很强，一般有60%吸收，27%反射，剩余13%才会传至屋面。因此屋顶绿化能够很好的降低建筑热能耗，维护建筑。种植斜坡屋顶在技术上较难处理，但当技术不是障碍时，种植斜坡屋顶会给建筑带来许多生态效益。斜坡屋顶相对于平屋顶而言具有更大的种植面，且增加了垂直方向的绿化面积，因此斜坡屋顶绿化不仅能吸收更多的太阳辐射热，同时也降低了邻近建筑墙面的辐射热。斜坡屋顶绿化还能实现生态可视化，美化城市天际线，扩大城市绿化的面积，满足更多人对绿色自然的需求，谋求建筑、生态、视觉的一体化。

（四）雨水收集系统的引入

屋面雨水收集装置包括集雨面、集雨槽、落地管、蓄水池等。斜坡屋面由于其坡度影响不仅集雨面相对平屋顶要大，还容易通过檐口的檐沟收集雨水，雨水流进排水管，汇集于有一定间距的处置落地管排入地下蓄水池。在通过蓄水池过滤系统将雨水净化，回收的雨水可用于多种用途，如补给人工水面、补给地下水、冲洗厕所、灌溉绿地等。

斜坡屋顶不仅造型优美，空间特别，且随着科技的发展，它在生态方面的优势逐渐凸显，其在生态上的价值不可估量。在当代建筑斜坡屋顶设计方面，不仅要将新技术、新材料与新工艺与之结合，还应将绿色、生态、节能理念融入斜坡屋顶的设计中，形成传统与现代完美结合的新时代斜坡屋顶建筑，为未来人居环境发展做贡献。

参考文献：

[1]杨帆，许军才．坡屋顶在屋顶保温中的研究与应用［J］． 山西建筑， 2009．

[2] 管军. 移动屋顶机械系统研究[D]. 浙江:浙江大学, 2005.

[3] 杨洁：斜坡屋顶绿化技术研究[D]，北方工业大学硕士论文,2014

[5] 周铁成.建筑坡屋顶的设计[J].中华建设.2014(04)