人类发展到今天，正面临资源和环境问题的挑战，资源、环境和经济增长的矛盾日益尖锐。以能源为例，据统计，按照目前的开采量，全球石油剩余量只能再开采40年，煤炭也只能开采100年。环境污染问题也十分严峻，有些已经严重影响到人类的生存和发展。

　　国外在屋面节能方面的种种努力充分体现了有利于节约资源、有利于资源的再利用、有利于xx资源的更新，即可持续发展的原则。

　　屋面节能的多元化
　　可持续发展概念的深入人心，使人们在关注屋面系统防水功能的同时，更加重视对屋面节能功能的开发与应用。屋面的节能可以通过各种途径加以实现。各国的重点有所不同。下面分别对各种屋面节能的情况作概要介绍。

　　（1）“冷”屋面。照射在屋面上的太阳能一部分被屋面系统吸收，一部分被屋面表面反射。被屋面系统吸收的太阳能一部分又会以热辐射的形式释放出来。如果屋面系统反射太阳的能力强，热辐射的能力也大，那么屋面的温度就低，通过屋面进入建筑物内部的热量就少，从而减轻了空调的负荷，达到节能的目的。“冷”屋面正是这样的屋面。据劳伦斯国家实验室估计，采用“冷”屋面可使美国全国每年公用事业消费节省75亿美元。

　　使屋面变“冷”，主要有两种途径，一是涂刷反射性的白色涂料如丙烯酸涂料或用反射的矿物粒料罩面；另一种方法是采用白色或浅色单层屋面系统。单层屋面系统包括PVC、TPO、EPDM和改性沥青卷材，但以PVC和TPO最普及，长期性能也较好。

　　“冷”屋面的颜色一般为白色，但反射性好、颜色较深或与传统的屋面产品颜色相似的“冷”屋面产品正在开发之中，并且已经取得了不小的进展。

　　（2）太阳能屋面。太阳能取之不尽、用之不竭，不使用燃料，不产生废料，是最清洁的能源，因而受到各国的极大关注。太阳能的利用有多种形式，太阳能屋面只是其中一种形式，通常是指安装有太阳能发电系统的屋面。

　　美国在屋顶上安装太阳能发电系统的大型建筑物越来越多，这种趋势几乎扩展到全美各州。
如今，屋面太阳能利用的目标是追求xxx更佳、质轻、耐久的建筑一体化太阳能系统(简称BIPV系统)。这种太阳能发电系统大体有两种类型：

　　一是两层玻璃之间夹硅片组成的太阳能板。使用时将这种玻璃太阳能板安放在金属托架和支架上。二是薄膜无定形硅光电板。其质轻、柔软，像常见的卷材那样，使用时可以将这种材料直接粘贴到屋面上，不需要支架或托架。

　　（3）绿色屋面。又称种植屋面，是一种在屋面上种植花草、灌木甚至树木使屋面具有像花园一般园林景观的屋面。这种屋面集中体现了当今屋面系统发展的主要关注点：节能和环保。绿色屋面的组成使其保温性能大大提高。实测表明，在夏季某{yt}的下午，当室外温度为35℃时，参照屋面由于卷材吸收太阳辐射温度高达70℃，而绿色屋面卷材的温度仅为25℃，因而建筑物顶层温度可以降低，空调费用减少20％~50％。同样，冬季采暖的费用也有较大幅度的下降。绿色屋面在环保方面的效益也是显而易见的，可以减轻大城市的热岛效应，减少和利用雨水的排放等。

　　绿色屋面的推广也存在不少难点。技术上，既要考虑屋顶的外加荷载，又要解决好防水材料、保温、排蓄水材料、种植基层材料、植物营养土、植物种类及给水设施等一系列问题；经济上，初始成本较高；此外，还需要日常的维护管理，这些都增加了推广的难度。

　　（4）金属屋面。金属屋面有两种基本类型：结构金属屋面和建筑金属屋面，前者是将金属板直接与檩条或条板相连，后者金属板下面一般需要铺胶合板、定向纤维板等。金属屋面表面往往有涂层或罩面使其在性能上跻身于冷屋面和可持续屋面的行列，金属屋面的外观可以与传统的沥青油毡瓦、石板瓦、木瓦相仿，有各种颜色。

　　（5）屋面保温。屋面的节能不只是屋面表面的黑与白(反射性)，也不限于选用某个屋面系统的问题，而应当考虑整个屋面系统，其中保温是一个重要的方面。在气候寒冷地区，往往屋面保温产生的节能效果比屋面反射率的作用更加明显。而且，屋面反射只有在夏天有太阳的时候才能发挥作用，而保温则是一年365天始终起作用的。

　　屋面保温的效果关键取决于保温材料，其保温性能由R值决定；有些材料的R值会随时间而降低，因而还需要知道其长期热阻性能指标LTTR；另外，还要考虑尺寸的稳定性和强度等。

　　这里对几个常用保温材料环保方面的问题作简要说明。过去，聚异氰脲酸酯保温材料在生产中使用的发泡剂CFC和HCFC会对大气臭氧层造成危害，根据蒙特利尔公约，美国规定，到2002年底禁止生产和进口HCFC发泡剂。如今，全美国保温材料制造商已经完成从HCFC向新一代发泡剂戊烷的转变。膨胀聚苯乙烯(EPS)和挤出聚苯乙烯(XPS)保温材料在制造过程中不会向大气散发CFC和HCFC，对环保有利，而且可以重复使用；XPS的吸水速度极低，甚至在使用了几十年以后还可以重新使用，从而费用减少，产生的废物也最少。关于玻璃棉保温材料对健康的影响已经发表了600余篇论文，总的结论是，这种材料在制造和使用方面是安全的。

　　（6）再生材料利用。许多常用的建筑防水材料如沥青卷材、沥青油毡瓦都是石油基的，而石油是一种不可再生的自然资源，因此，防水材料必须不断减少对石油的依赖，努力实现材料自身的再生、大量利用工业废物及尽可能地利用可更新的自然资源是必然的发展趋势，而且这同样具有节约能源保护环境的效果，与各种节能屋面有异曲同工之妙，是循环经济在屋面防水中的体现。国外在诸如废轮胎利用、PVC和TPO的再生利用方面有许多成功经验值得借鉴。

　　节能屋面推广一靠科技二靠政策
　　从以上的介绍中可以看出，任何一种节能屋面都存在一些技术问题需要改进和提高，在经济上由于费用过高也阻碍了推广和发展。国外在这方面有一些好的做法可供参考。

　　（1）做好规划，明确目标。德国早在1991年就开始实施利用太阳能的“百万屋顶计划”。日本推出了太阳能全面开发利用规划，到2010年投入的太阳能发电系统要达到482万kW。美国xx政府法规规定，xx政府办公大楼到2005年应当减少能耗30％，2010年达到35％，xx工业建筑物和实验室到2005年必须降低能耗20％，2010年达到25％。许多地方政府也纷纷采取类似的规定。明确的奋斗目标极大地激励人们为此作出不懈的努力。另一方面，各国政府在经济上采取的鼓励政策也使冷屋面的应用有了较快的发展。

　　（2）经济上的鼓励政策。与传统的屋面相比，使用节能屋面业主，需要一次性投入更多的资金，而增加的投入或者得不到好的回报或者回报期限很长，往往使业主望而却步。如果政府能在经济上扶持一把，就可以起到巨大的推动作用。各国在经济上采取的优惠政策有多种形式：一是退税。据介绍，美国加里福尼亚州过去两年里由于退税政策的激励，冷屋面面积达到了500万㎡，退税额高达700万～1000万美元。二是补贴。德国规定，太阳能发电系统向公用电网每发1度电政府补贴0．00547欧元。美国许多州通过立法形式支持太阳能的利用，有的规定，安装自有太阳能发电系统的用户其安装费用的50％甚至更多可得到补偿，业主获得实实在在的经济利益。三是减免。由于绿色屋面的蓄水能力，减轻了城市排水系统的压力，因而德国采取减免排污费用的优惠政策，每平方米绿色屋面可节省排污费0．8欧元，而且还可以根据节省排污费的多少降低xx的利息，甚至直接作为计算xx利息的依据。

　　（3）榜样的力量。百闻不如一见，事实最有说服力。美国芝加哥市市长2001年率先在芝加哥市政厅铺设种植屋面，接着该市的自然博物馆、各种仓库、住宅及其他建筑物纷起效仿，让屋顶上披上绿装。这种芝加哥模式已经为美国其他城市所接受。

　　（4）技术管理。通过技术管理如标准、法规及行业协会的规定规范节能屋面使之健康发展。
　　几年前，由美国绿色建筑委员会提出的绿色建筑物标准(LEED)认证用评分的方法评估建筑物对各项环境因素的影响，包括节能、再生能源、热岛效应、再生材料利用等。一些州规定，只有通过LEED认证的建筑物才能获得信用xx。美国xx政府的中央管理部门已经要求，自2003财政年度起其所有的建筑物都必须通过LEED认证。虽然LEED理念的引入只是近几年的事，但随着越来越多的州和地方政府将各种优惠政策与可持续发展挂钩，LEED认证已经深入人心，从而促进了节能屋面的发展。

　　（5）科技进步。政策的作用是显而易见的，然而节能屋面的发展也有赖于科技的推动作用。国外对各类节能屋面都有相当的科研作后盾。许多科研项目得到政府、行业协会、制造商的支持，一些知名的实验室积极参加，进行合作研究，既有基础的课题也有实际使用方面的课题。

　　例如，冷屋面推广中最头疼的是高反射性与不惹人喜爱的白色之间的矛盾。为此，2002年加利福尼亚能源委员会邀请劳伦斯伯克利国家实验室和橡树岭国家实验室及由16家制造商组成的集团，共同研制非白色“冷”屋面产品，通过研究各种颜料的光学特性找出吸收不可见近红外线少的材料。目前，市售的深色屋面产品的反射率已经从0．05～0．25提高到0．25～0．45。据估计这种非白色“冷”屋面产品有望在今后2～3年内上市。

当前，我国政府正积极倡导建设节约型社会，促进可持续发展，各行各业正积极行动起来为实现这一利在当代、功在千秋的事业做出贡献。虽然我国的屋面节能工作有了一些进展，但此项工作还刚刚起步，有些基本上还是空白，相关的科研工作还十分薄弱。我们要认真学习国外的经验，充分发挥相关行业协会和企业的作用，发挥实验室、研究所及高等学校的作用。最近，湖北工业大学率先在国内招收防水专业学生，为行业人才的培养带了个好头。我们有理由相信，在不久的将来节能屋面之花必将在我国盛开。