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屋顶防水保温工程解决方案大探讨

发布日期:2016-12-01 14:42:23 6

屋面作为建筑物最为重要的部位之一,在承担结构之外最重要的功能就是防水和保温隔热。目前,我国建筑屋面渗漏率仍然高居高不下,保温隔热的效果也很不理想。降低屋面渗漏率,提高节能效果,已经是业界的迫切期望。渗漏率、节能效果与屋面工程的材料选择、构造设计、施工、维护等多个方面密不可分,因此,需从这几个方面综合考虑寻求适合的解决方法。

    1、现有屋面做法的弊端

    在混凝土屋面工程中,除了防水层和保温层,通常还包括找坡层、隔气层、找平层、保护层、面层等。根据屋面防水层和保温层先后做法不同,一般把屋面构造做法分为正置式和倒置式。

    正置式屋面,即保温层置于防水层之下的屋面构造做法。由于保温层在防水层之下,并且一般采用传统的保温材料,如珍珠岩、加气混凝土、陶粒混凝土等材料,这些材料普遍存在吸水率大的通病。防水层施工或者使用过程中,一旦存在破损或搭接密封不严,水快速进入并储存在保温层中,此时,保温材料因为吸水后导热系数徒增,保温效果快速下降。更为严重的是,由于保温层存有大量的水分肆意窜流,在屋面结构层薄弱处渗进室内,并且难以彻底修复。在保温层中设置排气管以排除保温层中水汽,尽管可起一定排气作用,但屋面中增设的排气管道,易被破坏,不仅起不到理想的排气效果,反而形成新的进水通道。

    近几年来,在我国南方推广比较多的倒置式屋面做法,即将保温层置于防水层之上。此类做法必须采用憎水性的保温材料,如挤塑板等,并且保温层上需设置细石混凝土等保护层。该做法能一定程度上避免保温层窜水的问题,但由于保温层上未设置防水层,水极易进入保温层并存在于保温层的缝隙中,如板缝、保温板与防水层之间,一方面降低了保温效果,另一方面,当进入冬季时,由于结冰膨胀导致保护层和面层开裂破损,影响了屋面的使用。尽管倒置式屋面防水层置于保温层之下,但由于传统防水层粘结工艺无法实现与结构层的满粘,以致防水层与结构层之间窜水层的存在,导致渗漏。此外,维修时工艺复杂,需将防水层之上的保温、保护、面层等构造层次全部揭除,费工费力。

    无论是正置式还是倒置式屋面,除了上述构造做法存在的先天不足之外,还因为屋面构造层次复杂,现场施工受人为因素影响较大,各构造层次之间分层施工,相互影响,甚至是因为不同施工单位之间的配合问题,导致屋面各功能层未能实现设计中所需的作用。

    依上述分析,现有屋面构造做法主要存在以下几个方面的不足:

    由于屋面防水层与结构层之间存在窜水层,导致渗漏发生,并且难以修复;保温层极易进水、蓄水,保温层中的水分导致保温隔热效果快速下降;各构造层次之间分层施工、互相掣肘。

    2、防水保温一体化解决方案

    从上述分析不难看出,其实屋面工程的渗漏和保温效果下降的最主要原因就是因为保温层和防水层之间未能形成一个整体,导致保温层进水或者保温层内蓄水、窜水影响到防水效果,故最好的方法是将保温和防水一体化,较为理想的做法是将防水层和保温层做成“三明治”式板材的结构形式,并利用预留的防水层搭接边实现防水层的完整性。

    防水层的选择

    对于防水保温一体化板上表面的防水层而言,主要是考虑了屋面防水层可能面临的使用环境相对比较恶劣,没有保温层的保护,甚至是需要直接外露,还可能是有种植的需求,因此,防水层的选择适宜选择物理性能优越、耐候性能好、有耐根穿刺等性能的防水卷材,如1.5mm厚PVC、TPO、MAC防水卷材等。

    对于下表面的防水层,很重要的是需要防水层能够很好地跟基层的混凝土或水泥砂浆找平层牢固粘结,让其成为屋面结构板的“皮肤”,从而避免窜水的发生,提高系统的可靠度,同时,还需要具有良好的施工应用。从这些要求看,我们不难想到最近十来年广泛应用的自粘卷材湿铺技术。考虑到卷材与保温芯层的复合工艺和技术,选择MAC高分子自粘橡胶复合防水卷材最为适合。

    上述所讲的防水卷材均为成熟的防水材料,均有现行的相关国家标准参照执行,完全满足防水的设防要求。

    保温材料的选择

    对保温层来说,主要考虑的是保温材料的导热系数、吸水率和抗压强度等,我们不难发现,在众多保温材料中,这几个方面比较好的是挤塑板和硬泡聚氨酯板。而硬泡聚氨酯在发泡过程中具有优越的粘结性能,能与混凝土、水泥砂浆、木板钢材、防水卷材等基面牢固粘结,利用该性能可实现保温芯层与上下两层防水层的粘结,所以,硬泡聚氨酯板更为适合。

    保温层与上下两层防水层粘结在一起,形成一个整体,上表面防水层与保温层、保温层与下表面防水层之间均不存在窜水层,并且由于硬泡聚氨酯自身具有良好的防水性能,即使卷材表面有破损,也不会导致窜水,此种结构能大大提高了系统的防水效果。同时,由于硬泡聚氨酯吸水率低以及保温层中不进水,所以能够有效保证其保温性能的稳定性。此外,由于防水层与保温层的的复合过程可以在工厂生产线上在线复合,减少了传统施工过程中作业条件、人为因素的影响,进一步提高屋面系统的可靠度。

    设计方案的选择

    在屋面工程设计中,必须重点考虑防水问题,而防水与有组织排水又有着密切关系,从防水的角度来说,最为理想的做法是结构找坡,如果采用建筑找坡,那么就要慎重选择合适的找坡材料,以及找坡层设置的位置问题。深圳地区目前也有部分民用建筑工程中采用屋面结构层底面水平而上表面找1~2%坡度的做法,解决了找坡的问题,效果比较好,值得推广。

    从上表可以看出,采用防水保温一体化板,大大简化了屋面的构造层次,减少了由于各功能层施工所需要的其他构造层,如找平层、隔气层、保护层等。一方面避免了防水层与保温层之间窜水、防水层与结构层之间的窜水问题,另一方面也有效保证了保温层的持久高效。

    由于防水保温一体化板设置有两道防水层,按照《屋面工程技术规范》的规定,采用上述防水保温一体化板构造做法即可达到屋面一级设防标准。而按照工程所在地区要求进行热工计算,即可确定板材保温层的厚度。

    施工工艺选择

    为了能更适应现场施工条件,防水保温一体化板施工时,宜采用聚合物水泥浆粘结工艺,即湿铺法。

但由于防水保温一体化板具有一定的刚度,与基层的服贴性不如单纯的防水卷材那么好,所以在施工过程中需借助机具对其进行振动,一方面有利于排气、提浆,另一方面有利于提高水泥浆的饱满度,从而确保防水保温一体化板与基层满粘,实现不窜水,最终达到提高屋面系统防水性能。

    上下表面卷材的长、短边搭接可通过预留或者现场增加封口条的方法实现,对于MAC自粘卷材的搭接,可利用其自粘性能,实现“胶粘胶”的搭接方式,而TPO或PVC卷材则可采用热风焊接的方法。在节点部位,采用“节点防水加强处理——裁切防水保温一体化板——铺贴防水保温一体化板——打现场发泡聚氨酯填充——面层防水层覆面”的做法。

    3、结论

    综上所述,将性能优越的高分子卷材防水层和优良的硬泡聚氨酯保温层通过工厂化在线复合成“三明治”式的一体化板,利用自粘卷材的湿铺技术及振动工艺,将防水保温一体化板做成屋面结构层的“皮肤”,该做法可大大简化屋面构造层次,避免了防水层以下窜水的发生,从而提高屋面防水的可靠度,确保保温层的持久高效,同时,降低了屋面工程施工作业条件,减少了人为因素的影响。该技术的大力推广,将有利于我国建筑节能和绿色建筑的发展。

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