倒置式屋面设计及施工中应注意的几个问题

倒置式屋面设计及施工中应注意的几个问题

[摘 要]倒置屋面在国内的应用，至少已有6年，而硬泡的应用则有近10年的历史。随着近年使用面积的迅速扩大，有必要就倒置屋面在构造设计和施工过程中普遍存在的一些问题，提出来讨论。结合工程实际，就其中存在的一些问题细致分析，介绍了防水层、保温层、保护层，排水设计及材料选用在设计和施工中应注意的问题，可为相关工程的设计、施工提供参考。

[关键词]倒置式屋面 构造设计 施工注意事项 问题

倒置式屋面是指保温层置于防水层上面的屋面。因其能有效保护防水层，使防水层避免阳光紫外线的直接照射而产生热胀冷缩及老化，同时防水层不会受到机械性破坏，这样大大的提高了防水层的使用寿命，能有效地改善屋面漏水这个顽症。随着近年使用面积的迅速扩大，有必要就倒置屋面在构造设计及施工中普遍存在的一些问题，提出来讨论。

1、构造设计

1．1防水层设计：倒置屋面的防水层与保温层多为直接接触，因此，两种材料有相容匹配的问题。若防水层选用JS，相容匹配较好解决，但JS长时间与水接触总不是太好；若防水层选用PVC卷材，保温层选用聚苯乙烯板(挤塑或模压泡沫板)则两者较为匹配。若防水层选用不含溶剂的“纯”聚氯酯，也与聚苯板匹配。如果选用改性沥青作防水层，因其挥发物分子中有苯环，将对聚苯乙烯有害，因此，应采取隔离措施。自带厚韧保护膜的改性沥青自粘卷材，其聚乙烯保护膜可起有效的隔离作用。

1．2保温层的设计：(1)保温层的设计，主要考虑好与防水层的相容匹配。(2)关于聚苯板，一般情况下，应注意其直接吸水问题。模压工艺生产的聚苯板与挤塑工艺比，其吸水率要高出许多，且随其表观密度的减小而增加。因此笔者主张在以保温为主的屋面，宜选挤压型的聚苯板；若选用模压型的，建议表观密度最小20kg/m3，若能达到30kg／m3，其性能较接近挤塑。 (3)有些规范和图集在选择模压聚苯板密度时，似主要考虑了荷载因素：不上人者，选15kg/m3；20kg／m3时，可承受有限荷载；30kg/m3时，可承受较大荷载。但作为保温层，考虑了吸水率这一因素，以不选用表观密度小于20kg／m3者为好。(4)当有雨水浸入绝热材料下部时，一般在晴热天，便可蒸发掉，当然这指的是开敞式压置层的情况。当此现象发生在冬季时，则因室外气温低，会在绝热材料与压置层之交界面及其联通部位，出现内部结露。如果能靠材料的呼吸作用消除这些水分，那么结露导致的保温效果的下降并不持久，随着水分的逐渐散去，便可恢复。若这些水分不能消除，则将逐年蓄积。因此。应考虑到经过10-20年后，保温层的导热系数会比初期增大。即使材料的吸水率为零，若蒸汽渗透阻系数不是无穷大，则由于内部结露所造成的材料被水湿润的情况仍是难以避免的。所以，实际应用

中常常控制无害蓄水量的范围，并以适当增大绝热材料的厚度作为补偿。工程实践中常选用挤压聚苯乙烯泡沫板，主要是出于上述考虑。

1．3排水设计：(1)保温层水分积久不散的原因之一，就是排水设计不周，误以为倒置屋面除了水落口周边节点外，似不存在排水问题。例如，工程实践中，屋面专用挤塑聚苯板，其板下纵向边缘之凹缝，常常被取消，就是对排水要求认识不足的表现。解决的办法：应当按正规设计，选用专门加工的板材，不要随意取消板下排水凹缝。(2)排水设计中的屋面坡度，应按3％选用。理由：规范规定的2％—3％，是一般平屋面，明面排水，倒置屋面排水，会受阻，因此坡度应按上限选用。同样道理，水落口周边的坡度，笔者建议大于5％，如10％，但其变坡范围并不扩大，这样可减少泄水孔处产生倒流。(3)封闭式压置层，水落口周边建议用现浇配筋的混凝土封边，不必设置泄水孔；但用在多雨地区，建议在保温层下，水落口周边600mm范围内加设聚酯毡，收头止于混凝土封边之内，退进20mm。封边混凝土与刚性防水压置层之间，设缝嵌密封材料。水落口与混凝土封边之间填少许卵石，形成对裸露的主防水层及其密封材料的防护。(4)粗砂铺砌块材才，虽然方便、价廉，但砂阻水滞湿，其随水流而动的趋势，对正常维护使用，特别是水落口附近，可能会带来不便，所以笔者不主张使用砂铺。

1．4压置层的设计： (1)倒置式屋面的保温层直接暴露在大气中，为了防止紫外线的直接照射、人为的损害，以及防止保温层泡雨水后上浮，故在保温层上做压置层(亦称保护层)，在国家标准图集《平屋面建筑构造(一)》99J201—1中，倒置屋面构造的压置层，则只包括开敞式。即在保温层上只有砂铺压块、水泥砂浆及卵石3种供选择。这3种压置层均无防水作用。(2)砂铺压块，建议只用在少雨地区；若用在多雨地区，则立采用聚酯毡上直接空铺混凝土压块。聚酯毡铺在保温板上，利其保护兼作疏水。卵石则建议只用在局部，如排水明沟、水落口四周或装饰性分割。这2种压置层，水透至保温层下，仍与大气连通，水及水汽来去自由，不仅防水原理科学，对保温效果亦只有短时间的不利影响。水泥砂浆压置层，太薄。易裂，雨水易进不易出，可能会长时间地降低保温效果，因此，在保温为主的多雨地区，不用为好；此外，作为屋面表层，也不宜设计成上人屋面，更不能用于使用屋面。(3)封闭式压置层，主要指配筋的细石混凝土，这时的压置层兼作防水层，防水设防要求2道，且为刚柔结合时，这是一种较好的匹配。兼作压置层的刚性防水层，若有水渗透，也有一个进易出难的问题。解决的办法，建议在设计上加强刚性防水层的防水能力，具体构造：在细石混凝土中掺加纤维或聚合物；分格缝选用标准较高的密封材料及构造配件：也可在细石混凝土上加作聚合物水泥砂浆粘贴浅色地砖，这对于上人屋面是一种很好的选择。(4)封闭式压置层增强了倒置式屋面的防水能力，在夏热冬冷，冬季潮湿多雨的地区，压置层若不防水，保温效果将因保温层内雨水久滞不散而有所降低。

2、施工中注意事项

2．1工程实例： (1)贵州省贵阳市东山达兴花园小区新建的6、7、8、9、15号楼，设计均为倒置式屋面，防水层采用PVC卷材，保温层均采用挤塑聚苯

乙烯保温隔热板(俗称欧文斯科宁)，6、7、8、9号楼为上人屋面，压置层采用配筋细石混凝土，15号楼屋面不上人，采用水泥砂浆。(2)在实际运用中的效果：在相同的施工和养护条件下，15号楼屋面保护层较其它几栋楼屋面保护层早出现和多出现裂纹，其发展速度也较快，直至影响到观感质量，最后只得采用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭处理。其实除了上述设计中提到的原因外，还需认识到细石混凝土在施工中易产生裂缝已经是一个质量通病，其本身在浇灌铺设硬化过程中，很难避免干缩引起的开裂，而且由于混凝土的抗剪、抗拉能力差，屋面结构构件变形和相对位移、混凝土本身的热胀冷缩所产生的不均衡温度变化应力等都能使其产生裂缝，更别说相同厚度且无配筋的水泥砂浆，因此，在保温为主的多雨地区，不用为好，遇此类似情况时笔者建议把水泥砂浆保护层改为配筋细石混凝土保护层更为实用。

2．2施工中控制事项：(1)仔细检查防水施工施工是否符合设计及施工规范要求，避免以后工序施工完毕后重新返工，此时顺便检查杂物是否清除，待防水层干燥后，再施工保温层及保护层。(2)进场原材料的质量控制：砂、石含泥量不能超标，且砂宜选用中砂，细度模数控制在2．4～3．0，砂子过细，水泥用量较多，增加混凝土自身的收缩量。水泥的选用符合国家现行标准《普通硅酸盐水泥》(GB175-99)、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》(GB1344-99)，因含碱量高的水泥会生成抗裂性能差的凝胶，加重混凝土后期的干燥收缩，所以在水泥的选用上宜选用含碱量低的普通硅酸盐水泥；此问题亦在实践中得到印证：贵阳市东山达兴花园6、7、9号楼与8号楼在配制细石混凝土料时选用不同含碱量的水泥，后期结果表明采用含碱量低水泥的8号楼屋面保护层在细部裂纹上较之6、7、9号楼少；同时也不宜选用早强水泥。

(3)施工过程的控制：严格控制水灰比，混凝土水灰比一般要求控制在0．55以下，要随时抽查，严禁为了施工方便随意加水，扩大水灰比，影响混凝土的强度和密实性，增大了混凝土干缩裂缝；不要在施工中加入早强剂、减水剂，其易使混凝土因早期温度收缩、自收缩和干燥收缩而产生较大的内部应力，早期的低徐变为缓解这种应力，进而使混凝土产生裂缝。钢筋应设1～1．5cm厚的垫块，并在浇筑过程中应有工人随时提起被踩塌的钢筋网片，以保证钢筋处在正确的位置，合理受力。混凝土应尽量振捣密实，厚薄应均匀，表面要用原浆收光抹压，严禁在混凝土表面撒干水泥刮抹。混凝土浇筑抹光完毕应加强早期养护，因混凝土是做在保温层上，混凝土中的水泥在凝结过程中要产生水化热，而其下部为保温层，热量不易散去就会消耗混凝土内部的水分，引起干燥收缩而易产生表面裂缝。要注意检查建筑找坡层的坡度是否符合设计要求，找坡层之上的找平层应平整以利排水。控制伸缩缝的设置，因屋面与女儿墙刚度不同，它们的接触面就间就存在相对变形，所以在泛水处应设置伸缩缝：其余每隔3米设分仓缝一条，每隔1．5米设分格缝一条，其中分仓缝深入到保温层顶面，宽度为20～30mm；分格缝宽为5mm左右，深度在8mm左右即可；分仓缝和伸缩缝均用聚氨脂或硅酮建筑密封油膏密封，密封油膏性能指标应符合《聚氨脂建筑密封膏》(JC482-92)及《建筑用硅酮结构密封胶》(GB16776-1997)要求。(4)表面裂缝的简单治理：对于屋面保护层表面出现的龟裂，可将裂缝清洗干净，待干澡后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。