屋面保温层与防水层

屋面保温层与防水层

1.传统屋面构造做法，即正置式屋面，其构造一般为隔热保温层在防水层的下面。因为传统屋面隔热保温层的选材一般为珍珠岩，水泥聚苯板，加气混凝土，陶粒混凝土，聚苯乙稀板（EPS）等材料。这些材料普遍存在吸水率大的通病，如果吸水，保温隔热性能大大降低，无法满足隔热的要求，所以一定要靠防水层做在其上面，防止水份的渗入，保证隔热层的干燥，方能隔热保温；

2.倒置式屋面的构造做法，所谓倒置式做法即把传统屋面中，防水层和隔热层的层次颠倒一下，防水层在下面，保温隔热层在上面。与传统施工法相比该工法第一能使防水层无热胀冷缩现象，延长了防水层的使用寿命；第二保温层对防水层提供一层物理性保护，防止其受到外力破坏。倒置式屋面的发展及特点倒置式屋面自1951年首次在美国试用，距今已有半个多世纪。从1966年开始倒置屋面以其良好的结构性能得到大面积推广应用，先后在德国英国和日本等国家的重要建筑物上得到应用，我国正式引进倒置屋面是在1974年，由长春构建公司首先采用沥青膨胀珍珠岩作为保温层进行施工成功，随后北京、江苏等地区得到大范围应用[3]。与传统正铺式屋面相比，倒置式屋面是将保温层设置在防水层之上的屋面，它与传统做法的屋面相比具有以下特性：可以大幅度降低防水层与屋面结构的热应力，避免防水层产生由温度变化引起的早期破坏，从而提高其使用年限；可以充分发挥保温隔热层的节能作用，改善房屋的使用功能等。构造上、节能性、施工上的优越性有以下几点：第一、保温层对防水层的保护作用：经实测，当采用传统式屋面时，防水层表面夏冬季的温差值高达80℃左右，在这种高温与剧冷交替反复作用下，显然会影响防水层的使用寿命。而当采用倒置式屋面时，由于保温层的隔热作用，可使防水层的夏冬季温差保持15℃左右，对防水层的隔热保护作用十分显著。第二、减少

热应力的产生：在现代建筑中，屋盖绝大部分采用钢筋混凝土板，倒置式屋面对降低屋面结构砼热应力将产生良好的效果。由于砼板同时受柱子、墙壁等所约束，在受变化的室外气温、太阳辐射等影响时，砼板的温度发生很大变化，并使板热胀冷缩，板的伸缩将使得在以受约束部分为中心处产生热应力。当采用倒置式屋面时，由于受上层保温材料的作用，使得砼板表面温度变化很小，夏冬季受热温差值仅为8℃左右，这么小的温度变化，将降低屋面结构的热应力，从而减小了防水层由于受屋面热应力的破坏而产生的渗漏。第三、隔热节能性突出：由于材料本身良好的保温隔热性能，加之密实的防水层也会对隔热功能有贡献，使得室内热容量增大，蓄热量增加，提高了室内热环境质量，降低了空调和供暖设备的高能耗。另外采用倒置式屋面，可使实际水蒸气压力低于饱和水蒸气压力，因而可减少屋面结露和内部结露区域，从而减少了能耗[4]。第四、对混凝土板有一定的保护作用：砼板在不同的保温方式时，随着温度的变化，板的上下界面将产生不同的弯曲应力。通过计算，当采用倒置式屋面时，砼板内的弯曲应力大大减小，避免了砼内部自身的损耗。因此从保护砼本体的观点出发，倒置屋面也是一种较好的实用技术。第五、有利于保持屋顶房间的热稳定性：当采用倒置式屋面时，通过对屋面结构砼板底面处的温度与设定的室内温度作比较，则砼板底面处的温度无论在夏季还是冬季，温差值仅为 2.0℃左右。即由于采用倒置式屋面，使室内热容量增大，蓄热量增加，从而使供暖负荷更为均匀，室温波动减小，提高了室内热环境质量，有利于保持夏冬季室温的相对稳定性。第六、减少屋面热桥现象的产生：在传统结构建筑中，热桥耗热量约占整体建筑耗热量的3%～5%，在节能建筑中约占20%。在屋面结构中，无论在哪个层面，只要水蒸汽压力大于饱和水蒸汽压力，可使屋面防水层起鼓或被破坏。当采用倒置式屋面时，由于保温层的

作用，可使实际水蒸汽压力低于饱和水蒸汽压力，因而可减步屋面结露和内部结露区域，即热桥现象的产生，从而减少了能耗。第七、施工方便，效益突出：倒置式屋面与传统屋面的工艺基本相似，但减少了屋面施工受天气的影响程度，即使是在雨季也不用等待数天，待下部各层彻底干燥后才能做防水层，从而使施工速度得到提高。虽然对保温材料要求提高了，即使采用造价较高聚苯乙烯泡沫板，但在取消架空隔热板后，总造价二者差别不大。另外由于保温层良好的结构自防水也可降低防水材料的造价，采用倒置式屋面对防水层的有效保护，延长了使用寿命，也就减少了屋面防水层的维修，对保温层保温性能也有改善作用由此带来的整体，长期的经济效益仍然是显著的。同时，我们也应该相信，倒置式屋面在大面积使用过程中，将不断对工艺和材料进行优化，其建筑造价还会降低，如研制的大掺量粉煤灰防水隔热材料，其工程造价仅为聚苯乙烯泡沫板的2/3，施工工期较以前缩短1/5，目前该材料已在廊坊和北京地区得到应用。四、倒置式屋面应用时应注意的几个问题尽管倒置式屋面具有许多优点，但由于施工复杂对保温材料材质要求较高及工程造价高等，所以此屋面在解决保温隔热与防水技术问题的同时。还应解决以下几个问题：第一、外饰面防水防潮比较困难。把保温材料层设置在防水层之上，则对保温层上的保护层材料应有一定的要求，这层材料应具有防水、防潮的功能，还应经得起太阳辐射和大气污染的考验。我国近几年研究以岩棉板和聚苯乙烯板做外保温材料，而用钢纤维砼做保护兼饰面层已取得了成功。另外，还有几种防水涂料也已问世，应用效果也较好。第二、应注意控制保温层的含水率。为了提高屋面的保温隔热性能，尽量采用含水率低或不吸水的高效保温材料（如聚苯乙烯、聚乙烯和聚氨酯等泡沫塑料），严禁湿法施工或雨天施工。否则引起保温层含水率过高，实际的保温效果很差，与设计要求相

距甚远。第三、保温与隔热时，保温层材料性能要求高：材料的保温性能与导热系数有关，导热系数越小其保温性能越好；材料的隔热性能与蓄热系数有关，蓄热系数越大其隔热性能越好。所以在选择保温层材料时，在注重材料保温的同时，还应兼顾到材料的隔热作用，冬季保温和夏季隔热是保温材料应具有的两个基本条件。保障倒置式屋面成功实施的根本在于保温材料的选择，由于传统的保温材料多为憎水性弱，松散状或多孔状。显然，在倒置屋面中应用传统保温材料不仅会因材料渗附水而降低其隔热保温性能，而且会加大设于其下防水层的压力从而使防水材料失效机率增大。因此，作为倒置式屋面的保温材料必须符合以下几个条件：1．材料导热系数小，蒸气渗透阻力大；2．材料内部无直通孔；3．材料本身抗反复冻融性强；4．材料应用基本不受温度限制在条件下均可安全使用。第四、返修困难：屋面渗漏除因材料失效外，还有施工、设计等诸多影响因素，所以对屋面进行防水维修也成为经常性的事务，传统屋面虽然渗漏率高，但其渗漏点易找的特点大大加快了维修进度，而采用倒置屋面施工时，一旦出现屋面渗漏需要对其维修，就会因难于判断渗漏点的位置而无法精确修补。另外，对渗漏点的修补至少会造成局部保温层返工，严重的会使整个保温层报废，从而带来巨大的经济损失。因此，采用倒置屋面施工，防水材料的恰当选择设计精确和精细施工是缺一不可的。总之，屋面是房屋建筑工程中不可缺少的重要组成部分，通常它是由承重结构、保温隔热和防水技术三大部分组成，倒置式屋面在保证屋面承重结构的前提下，在考虑屋面防水技术的同时，把屋面的保温隔热技术放到首要位置上。这不仅对建筑结构的使用安全，而且对人们居住环境的舒适程度和建筑节能关系极大。大量工程实践说明，在同等结构、材料和施工水平条件下，保温隔热做得好的屋面，屋面结构所承受的温度应力小。防水层出现空鼓、裂