旧建筑物平改坡技术分析与应用

旧建筑物平改坡技术分析与应用
摘要：平改坡是指在建筑物结构许可、地基承载力达到要求的情况下, 将多层楼房平屋面改造为坡屋顶,达到改善建筑物功能和景观效果的房屋修缮工程。

从根本上解决了平顶房屋的渗漏问题, 大大减少屋顶的日常维修费用, 解除顶层住户的后顾之忧。

提高旧房的热工效率, 改善房屋居住条件, 节约维修维护费用, 极大地发挥旧房的价值, 从而达到节约能源的功效。

通过平改坡工程的实施, 整治旧房外立面、丰富屋面造型, 采用与周边环境相协调的彩色的屋面材料, 使得原来陈旧、古板的外立面变得丰富、美观起来, 同时解决第五立面的污染问题, 从而美化了城市景观、风貌。

关键词：平改坡节约能源解决平顶房屋的渗漏问题改善建筑物功能和景观效果美化城市景观、风貌。

平改坡是指在建筑物结构许可、地基承载力达到要求的情况下, 将多层楼房平屋面改造为坡屋顶,达到改善建筑物功能和景观效果的房屋修缮工程。

20世纪90年代末, 我国上海地区兴起平改坡工程, 通过试点工程的实践与总结, 不断取得经验,并在上海老城区等大面积推广与实行。

平改坡工程在上海市得到政府部门的重视和大力支持, 曾被誉为民心工程, 在防水、隔热和改善小区建筑景观等多方面取得了良好的综合效益, 并获得2002年中国人居环境奖。

近年来, 在上海市平改坡成功经验的启示下, 我国许多城市也逐渐实行平改坡工程。

在实施平改坡工程的同时, 要结合房屋的现状对房屋外立面进行改造, 主要包括外墙粉刷、雨落管改造、临街门窗油饰等, 改善房屋的居住环境, 还要对原结构的不安全之处进行适当加固, 提高结构的安全度。

平改坡工程是一个复杂的房屋改造修缮工程,设计与施工中要考虑许多因素, 需要解决许多问题,本文浅释了平改坡工程中的若干问题。

1 平改坡的意义
1. 1提高顶层的保温隔热能力
在不破坏原有保温层的基础上新增加了一层坡屋顶, 双层隔热保温, 同时, 新增坡顶和原有平顶之间形成较大空间的空气层, 能有效提高屋顶的保温、隔热能力,在一定程度上, 可以解决顶层“冬冷夏热”问题。

1. 2解决顶层的渗漏问题
在不破坏原有防水层的基础上新增加了一层坡屋顶, 形成了“双保险”, 加速雨水的排放, 避免雨水的囤积, 从根本上解决了平顶房屋的渗漏问题, 大大减少屋顶的日常维修费用。

1. 3美化城市景观
随着都市高层建筑的不断增多, 多层房屋的楼顶就成了城市建筑的第五立
面。

平屋顶年久积灰,外观简陋、“脏、乱、差”现象很快且很容易暴露出来, 严重影响市容观瞻。

多层平顶房屋的火柴盒式造型, 形式单一、呆板, 从视觉角度来说, 不美观, 与古都风貌不协调, 影响城市形象。

通过平改坡工程的实施, 整治旧房外立面、丰富屋面造型, 采用与周边环境相协调的彩色的屋面材料, 使得原来陈旧、古板的外立面变得丰富、美观起来, 同时解决第五立面的污染问题, 从而美化了城市景观。

1. 4节约能源
平改坡及其配套工程的实施, 可以消除老旧房留给居民的系列隐患, 提高旧房的热工效率, 改善房屋居住条件, 节约维修费用, 极大地发挥旧房的价值, 从而达到节约能源的功效。

2平改坡的建筑构造做法
建筑屋面形式由屋面的平面布置决定，在端部时分为悬山两坡、硬山两坡及歇山屋顶，在中部时分为插入、错位及转角，且又受到檐沟的构造做法影响，檐沟分为3种做法：①是利用原有建筑檐沟组织排水；②是拆除原有女儿墙改做钢筋混凝土或钢结构的檐沟组织排水；③是在原有女儿墙上做檐沟组织排水，檐沟分为钢筋混凝土和钢结构檐沟。

坡屋面上的老虎窗是平改坡工程中重要的装饰部件，也是解决上坡屋面的检修通道及屋顶空间的采光和通风口，老虎窗的位置宜与原有建筑的窗或阳台相对应，其钢架直接与钢屋架的檩条连接；老虎窗的窗宽不宜大于2200mm，老虎窗宜采用通风百叶窗与普通玻璃窗组合使用形式。

采用如图12、图13所示的屋面构造方案：方案一采用钢檩条（或木檩条），上面再铺设彩色压形钢板；方案二是做木檩条，上面铺设沥青卷材垫毡，然后再在垫毡上铺设沥青瓦并进行钉固，需对木材进行防火、防腐处理。

3平改坡的结构方案研究
3.1新增混凝土圈（卧）梁的布置方案和结构特点
为了增加新增坡屋顶屋面的整体刚度，保证轻型钢架与原屋面结构牢固连接，需要在原有平屋顶承重墙上增设现浇钢筋混凝土圈（卧）梁，新增加的钢筋混凝土圈梁仅在外墙一圈与原圈梁重合，除了在外墙一圈布置圈梁外，同时还在钢架下部沿房屋横向承重墙的位置，布置钢筋混凝土卧梁，卧梁应尽量与横向承重墙重合，当不能重合时，应设架空梁，架空梁两端搁置在原有的承重墙上，梁底用20m厚的聚苯乙烯泡沫塑料垫起，不与原屋面直接接触。

此时，卧梁与圈梁共同作为轻型钢架的连续支撑点，可以在圈（卧）梁上设置多个预埋钢板与钢架节点连接，钢架计算时，按多跨超静定桁架或者多跨连续斜梁进行内力计算和截面选择。

该方案的特点是，新增加的圈（卧）梁多，新旧两部分结构的连接强，屋面刚度也有所增加，轻型钢架各个杆件的内力分布比较均匀，结构受力也比较合理，用钢量也少。

但由于需要在原有屋面承重墙上大量钻孔并设置预埋锚栓，因此现场施工作业量增加，施工中，对原有住户其是顶层的噪音干扰和影响较大。

3.2轻型钢架结构形式及特点
在平改坡工程中坡屋顶多采用轻型钢架，而轻型钢架的结构形式应具有结构设计合理，外形及屋面坡度满足使用功能要求，用钢量省，承载力高，运输、制作和现场安装方便等特点，因此在选用钢架的结构形式时应综合考虑以上因素。

4平改坡建筑的地基承载力
平改坡建筑在原有建筑基础上增加了荷载, 一般情况下平改坡使用轻质材料, 荷载增加较小, 而且进行平改坡的建筑物大多建成年代相对较长,对于沉降已经稳定的建筑或者经过预压的地基, 可以适当提高地基承载力。

对于一般的砂性土、黏性土的地基承载力提高值见表1。

表1地基承载力提高系数取值
结束语
平改坡涉及到的建筑大多为年代相对较早的老建筑, 且多为普通多层住宅, 鉴于老建筑的情况多种多样, 为了保证平改坡工程安全实施, 对计划进行平改坡的建筑应观察是否有裂缝、沉降不均匀等现象, 判断建筑物的沉降是否已经稳定或者尚在进行中,如果存在以上问题, 应慎重处理, 以免建筑物沉降时损坏新作屋面的防水层。

对于底框结构( 即底层为框架结构, 上部为砖混结构, 底层的1层~ 2层框架托起上面3层~ 4层的砖混结构) 、超长结构或者层差较大的结构以及单元拼接有过大弯折且未设置沉降缝的多层住宅非常容易出现裂缝、沉降不均匀的现象,对这些情况要对结构进行认真复核, 然后再考虑能否及如何实施平改坡。

在进行复核时要注意检查是否有拆除承重墙的现象, 如果有则需要谨慎处理。

平改坡工程的详细复核需要对工程的原始资料进行收集,这项工作繁琐但是非常重要, 需要收集的必备资料包括: 总平面图( 了解平改坡建筑与周围建筑的相对关系) ,建筑平、立、剖面图,结构基础平面图, 屋面结构布置图等全套的结构设计图纸及竣工图纸,原有的屋面防水隔热措施及作法。

对结构形式复杂的建筑设计单位应进行实地踏勘,对收集到的资料进行认真分析后才可以进行平改坡设计工作。