倒置式屋面的现状与发展之我见

倒置式屋面的现状与发展之我见

一前言

屋面作为一个系统工程，就必须建立起一个屋面工程技术内在规律的理论分析体系。目前国内一些防水专家对屋面防水工程提出了匹配理论，就是怎样确定防水体系内部与防水对象之间的最佳状态，使防水体系能达到最佳的防水效果。还提出了约束理论，就是确定防水体系与防水对象之间的约束条件，也就是防水层与其他相关功能性构造之间是何种约束状态，哪一种约束状态对防水对象的综合防水效果最佳。还有的提出动态平衡理论，认为屋面工程受各种因素的作用，其变形变化是绝对的，其平衡是相对的，用动态平衡理论来研究防水体系与防水对象之间的运动状态，以寻求能适应不同变形变化的防水体系。

由这些理论观点出发，出现了使用多种防水材料、保温隔热材料组合成的复合防水屋面：有将防水层铺设在保温隔热层下面，以延缓防水层老化的倒置式屋面；有覆盖种植介质，种植观赏植物美化环境、提高隔热效果的种植屋面；有屋顶上蓄水养鱼及水生植物，降低室内温度的蓄水隔热屋面；有用作网球场或提供休闲活动场所的上人屋面等。多技术有了较大发展，具体表现在屋面设计系统化、屋面形式多样化、屋面构造合理化、防水材料标准化和保温层作法现代化等方面，从而使屋面工程质量有了较大幅度的提高，屋面渗漏率有了较大幅度的下降，我国屋面工程已进入一个崭新的发展阶段。

由以上可以看出，屋面工程设计已不仅仅是铺贴“三毡四油”，而是充分考虑了屋面的使用功能，逐步向屋面设计系统化的方向发展。在这里我着重讲述一下倒置式屋面的现状与发展。

二什么是倒置式屋面

倒置式屋面是与传统屋面相对而言的。《屋面工程技术规范》(GB50207-94) 和《建筑设计资料集》第二版第 8 册中阐明，倒置式屋面(IRMAROOF)就是"将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面"。而传统屋面的构造做法中，是把保温层放在密封的防水层之下。

倒置式屋面在发达国家的房屋建造中早已普遍使用。我们国家大约在70年代中期于东北地区开始使用，而后开始在其它地区实验推广。从试验使用的结果来看，防水隔热效果较佳。经过较长时间的观察分析，倒置式屋面的优点还是显而易见的。

三为什么要采用倒置式屋面

倒置式屋面的定义中，特别强调了"憎水性"保温材料，工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增，所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，从而增加了造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话，则由于屋面上伸出大量排汽孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，

反而使雨水灌入孔内。即使是按规范设排汽道、排汽孔有时还会出现防水层起泡现象。这里面一个根本的问题是保温材料中的含水率。上海过去采用加气混凝土、水泥蛭石、膨胀珍珠岩等无机胶结材料在现场拌合做屋面保温层，加上找平层也是湿作业，施工中用水量较大，要保证及时蒸发以达到自然风干状态下的含水率常常难以做到。这不仅影响到防水工程的施工质量，更大大影响了实际保温效果。近年来虽然采用树脂等有机胶结材料的保温层，如防水树脂珍珠岩等逐渐在市场上广泛应用，但由于市场上压价竞争，质量良萎不齐，其实际含水大大超过其测试报告，质量关难以把握。

材料科学的发展，挤塑聚苯乙烯等新型高效节能材料的发展应用，终于使倒置式屋面中憎水性保温材料之技术难关得以克服，为倒置式屋面的设计应用提供了材料基础。倒置式屋面与普通保温屋面相比较，主要有如下优点：

1．构造上的优越性

传统屋面的做法，是把保温层放在防水层之下。如果采用倒置式屋面，则把保温层放在防水层之上，这样做的实际效果是延长了防水层的使用年限。由于保温层大大减弱了防水层受大气、温差造成的不利影响，使防水层不易老化，避免紫外线、臭氧、酸雨、高低温差变化等恶劣条件对防水层的直接损害。因此能长期保持防水材料的柔软性和延伸性，有效的延长防水层的使用年限。同时若保温层材料选择得当，还能减少外界各种因素对屋面冲击产生的噪音。对上人屋面来说既满足了人们在使用功能上的需要，又妥善解决了因取消隔热架空板后给屋面带来的保温隔热问题。

2．取材方便

采用倒置式屋面，其保温层放在防水层之上，这就要求保温隔热材料具有导热系数小、耐气候性能良好、不吸水、有适当的强度、质地柔和、便于铺设、价格适中等特点。以前普遍采用加气混凝土、水泥蛭石、膨胀珍珠岩等材料作为倒置式屋面的保温隔热材料，但这些材料往往在使用3～5年后，热工性能就大幅度下降，影响了倒置式屋面的保温隔热性能。现在一种新型建筑材料――自熄性聚苯乙烯泡沫塑料板被逐渐多的用于屋面的保温隔热材料。自熄性聚苯乙烯泡沫塑料板具有保温隔热、防震、吸水性小的特点，并具有一定的强度。若采用密度为30kg/m3的聚苯乙烯泡沫塑料板在合适的保护层下，其物理性能可数十年保持不变。同时聚苯乙烯泡沫塑料板在使用的过程中不会污染环境而起安全可靠，已经被广泛的应用于屋面、外墙、楼地面、各种管道等的保温隔热。因此说，由于聚苯乙烯泡沫塑料板的出现，为采用倒置式屋面在选材上提供了可靠的保证。

3．施工简便，易于推广

倒置式屋面与传统屋面相比较，只是构造层次设置的顺序不同。如果是结构找坡，可以直接在找平层上铺设防水层，然后铺设聚苯乙烯泡沫塑料板，最后设置保护层。相比传统屋面做法的程序：埋设排气管道>保温层并找坡>水泥砂浆找平>防水层施工>设置保护层的整个过程来说更为简便和省时。在施工上没有太大的难度和特别需要注意的地方，所以说施工简便，易于推广，还能节约工期。

4．费用适中，效益显著

倒置式屋面与传统屋面的工艺基本相似，虽然采用聚苯乙烯泡沫塑料板，但总造价上分析二者差别不大。通过了解一些工程的情况，虽有个别工程的屋面因保温隔热材料选择不同，其造价略高于传统屋面做法，但大部分采用倒置式屋面的造价比传统屋面的造价略低或与之持平。但我们应该看到，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，以及对保温层保温性能的改善，由此带来的整体、长期的经济效益仍然是显著的。同时，倒置式屋面在大面积推广使用的过程中，将不断对工艺和材料进行改进和优化，其建筑造价还会降低。

5．符合国家对建筑节能要求的发展方向