刘 腾

（聊城大学建筑工程学院， 山东 聊城 252000）

0 引言

传统的正置式屋面做法，其构造层次自上而下为防水层、保温层、结构层，其保温材料不具有自防水性能的要求，通常保温材料吸水后导热系数增加，容易出现屋面开裂，使建筑达不到良好的保温隔热效果。倒置式屋面其构造层次自上而下为保温层、防水层、结构层。其保温材料均为憎水性材料，致密性、疏水性极佳，防水隔热效果好，且易于切割，施工便捷。与传统正置式屋面相比，倒置式屋面不但提高了防水性，还可以减少建造成本，因此对屋面工程进行价值工程研究十分具有实用性。

1 屋面概述

1.1 定义

屋顶：亦称屋盖，它位于建筑物的最上部，起着阻挡风、雨、霜、雪和日光等的侵袭，排除雨水、雪水以及保温隔热和围护的作用。同时承受屋顶上部载荷包括风载荷、雪载荷和屋顶自重，并将它们传递到墙或柱上。

屋面：指建筑物屋顶的表面，是屋顶中面积较大的部分。包括：隔汽层、通风防潮层、保温隔热层、防水层、保护层等，是综合反映屋面多功能作用的系统工程。

1.2 屋面基本功能

①防水。做好屋面防水能防止雨水渗透天花板，避免引起墙壁产生裂纹、屋内漏雨、室内发霉等情况，保证人们正常生活。

②保温和隔热。屋面的保温功能可以减少建筑物的热损失，在寒冷季节可防止结露，保证室内温度不会过低；在炎热季节，屋面的隔热功能使室内温度不至过高，更适宜人们居住，尽量做到建筑节能，满足绿色环保。寒冷地区应满足冬季保温，屋面宜采用轻质、高效、吸水率低、性能稳定的保温材料，提高构造层的热阻。[1]

③排水。屋面的排水功能给防水提供了有利条件，防水也为排水争取了足够的排水时间，防水与排水相辅相成、缺一不可。

④防火。屋面工程采用耐火材料对控制火灾有十分积极的作用，特别是满足一定防火条件的上人屋面，可作为火灾时的临时避难场所，具备临时避难功能。。

⑤美观。在满足经济性的前提下，建筑应做到一定的艺术性，尽量做到经济，适用，美观三者的平衡。

1.3 屋面工程设计一般规定

1.3.1 屋面工程应根据建筑物的建筑造型、使用功能、环境条件，对下列内容进行设计:

①屋面防水等级和设防要求;

②屋面构造设计;

③屋面排水设计;

④找坡方式和选用的找坡材料;

⑤防水层选用的材料、厚度、规格及其主要性能;

⑥保温层选用的材料、 厚度、燃烧性能及其主要性能;

⑦接缝密封防水选用的材料及其主要性能。.

1.3.2 屋面防水层设计应采取下列技术措施:

①卷材防水层易拉裂部位，应选择空车间、点贴、条贴或机械固定等施工方法;

②结构易发生较大变形、易渗漏和损坏的部位，应设置卷材或涂膜附加层;

③在坡面和垂直面上粘贴防水卷材时，应采用机械固定和密封固定点的方法

④卷材或涂膜防水层上应设置保护层;

⑤在刚性保护层与卷材、涂膜防水层之间应设置隔离层。

1.3.3 屋面工程所使用的防水材料在下列情况下应具有相容性:

1卷材或涂料与基层处理剂;

2卷材与胶粘剂或胶粘带;

3卷材与卷材复合使用;

4卷材与涂料复合使用;

5密封材料与接缝基材。

2 聊城市气候气候特征

聊城地处温带季风区，属于半干旱大陆性气候，具有明显的季节性和季风性。春季较干旱多风，光照辐射强；夏季湿热多雨；秋季天高气爽，降温较快，光照辐射弱；冬季气温寒冷，空气干燥，降水较少。

2.1 气温

聊城市年平均气温为13.5℃，高唐最低，达13.1℃，东阿最高，达14.0℃。四季温差较大，冬季1月气温最低，平均气温为-1.8℃；夏季7月气温最高，平均气温为26.8℃。极端最高气温为41.8℃，极端最低气温为-22.3℃。

2.2 降水

聊城市年平均降水量540.4毫米，最多年降水量为785.3毫米，最少年降水量为312.7毫米。夏季降水量占全年降水量的60%，易出现局部内涝。春季最易发生干旱，秋季雨量稍多，冬季降水最少，不足全年的 3%。年平均相对湿度68%，其中，7月—8月相对湿度最大，为79—83%，2月—3月最小，为57—59%。

3 案例分析

3.1 案例一：

3.1.1 项目名称：聊城市茨平县顺河片区棚户区改造项目——大李安置区

3.1.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等级为I级，屋顶保温材料的燃烧性能为2级。

①40厚(最薄处) 1:6 (重量此)水泥珍珠岩找披层2%

②20厚 1: 3水泥砂浆找平层

③80厚挤塑板保温层

④20厚1: 3水泥砂浆找平层

⑤刷基层处理剂一道

⑥3+3厚两道SBS (-20°) 防水卷材

⑦隔离层(干铺玻纤布或低强度等级砂浆)一道

⑧细石混凝土刚性防水平屋面。40厚C20细石混凝土(纵横分隔缝宽度应≤6m，缝宽20mm，沥青砂浆嵌缝)随打随抹;内配双向间路50钢筋网(钢筋网在分隔缝处断开)

3.1.3 屋面结构合规性分析

大李安置区项目采用正置式屋面，其屋面结构自下而上如图1所示，按照“屋面工程技术规范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，结合聊城市当地冬季寒冷干燥，夏季炎热空气湿度高的气候条件，在结构层上、保温层下应设置隔汽层，以保证湿气不能透过屋面结构进入保温层。

3.2 案例二 ：

3.2.1 项目名称：聊城市鑫亚片区棚户区改造项目

3.2.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等级为I级，屋面设二道防水。

①现浇钢筋混凝土楼板

②最薄处30厚1: 6水泥憎水型膨胀珍珠岩找坡层2%

③20厚1: 2.5水泥砂浆找平层

④80厚挤塑聚苯板

⑤30配C20细石混凝土找平层

⑥3+3SBS防水卷材 ( I型、聚酯胎、低温柔度- 209)

⑦10厚1: 4石灰砂浆

⑧40厚C20细石混凝土随打随抹平(内配中4@100双向钢筋网片，4mX4m分格，缝宽20，密封胶嵌缝，钢筋网在分隔缝处断开）

3.2.3 屋面结构合规性分析

鑫亚片区棚户区改造项目采用正置式屋面，其屋面结构自下而上如图 1所示，按照“屋面工程技术规范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，结合聊城市当地冬季寒冷干燥，夏季炎热空气湿度高的气候条件，在结构层上、保温层下应设置隔汽层，以保证湿气不能透过屋面结构进入保温层。

3.3 采用0-4评分法对屋面功能重要度系数进行计算

3.3.1 0-4功能评分

序号 功能名称 防水 排水 保温 隔热 防火 美观 评分值1 防水 X 4 4 3 3 2 1 6 2 保温 0 X 3 2 4 3 1 2 3 隔热 0 1 X 1 2 2 6 4 排水 1 2 3 X 3 3 1 2 5 防火 1 0 2 1 X 2 6 6 美观 2 1 2 1 2 X 8合计 4 8 1 4 8 1 4 1 2 6 0

3.3.2 功能评价综合统计

评价者代号序号 功能一 二 三 四 五 六总评分值 平均评分 功能系数g1 g2 g3 g4 g5 g6 1 防水 24 19 30 26 16 22 137 17.125 0.381 2 保温 10 15 16 13 14 12 80 10 0.222 3 隔热 4 5 4 8 8 8 37 4.625 0.103 4 排水 18 10 6 8 8 7 57 7.125 0.158 5 防火 2 10 3 2 8 6 31 3.875 0.086 6 美观 2 1 1 3 6 5 18 2.25 0.050合计 60 60 60 60 60 60 360 60 1

根据分析，防水的功能重要度系数最高，其次为保温功能。下面以防水、保温为侧重点，对屋面施工方案进行改进。

4 改进屋面施工方案设计

4.1 倒置式屋面做法：（上人屋面）

①现浇钢筋混凝土楼板结构起坡3%

②20厚1: 2.5水泥砂浆找平层

③3+3SBS防水卷材 ( I型、聚酯胎、低温柔度- 209)

④80厚挤塑聚苯板

⑤覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层

⑥10厚1: 4石灰砂浆

⑦40厚C20细石混凝土随打随抹平(内配中4@100双向钢筋网片，4mX4m分格，缝宽20，密封胶嵌缝，钢筋网在分隔缝处断开）

此方案采用倒置式屋面做法，结构如图2所示，为减轻自重用结构层起坡3%，用20厚1: 2.5水泥砂浆找平后，铺设3+3SBS防水卷材，蓄水试验合格后进行保温层的铺设。本项目采用 80厚挤塑聚苯板，保温隔热性能好，施工时易于切割，经久耐用，不易受气温变化影响。在保温层上覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层，再进行保护层施工。此方案既减少了工程量和施工成本，不但在缩短工期方面十分有优势，还进一步强化了屋面的防水和保温功能。

4.2 改进方案与原方案比较

改进方案 较高 较高 7-10天 较简单 较低

5 倒置式屋面的优势

5.1 防水效果好

正置式屋面采用的是水泥膨胀珍珠岩等非憎水性材料，施工时材料含水量高，且找平层也是湿作业，想要在有限的时间内达到理想的含水率非常困难，这极大地影响了防水作业的施工效果；而倒置式屋面通常选用憎水性保温材料，如挤塑聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃保温板等，这些保温材料内部为闭孔结构 ,具有优异和持久不变的保温性能、极强的憎水和阻止水蒸气渗透的能力、较高的抗压强度及加工容易便于安装的特点[2]。

倒置式屋面防水层在保温层之下，受到其保护，防水层温差变化小，热胀冷缩现象不明显，且紫外线等光照辐射无法作用到防水层，使防水层的寿命得以延长，产生良好的经济社会效益。

5.2 保温效果好

传统屋面常用的保温材料都是非憎水性的，保温隔热效果差，且日后会产生屋面开裂等现象，在后期使用中增加了维修次数，却不能保证有良好的维修效果，使用体验较差。而倒置式屋面中采用的是“憎水性”保温材料，吸水率极低，防水性好，能有效减少建筑热损失，在长期使用过程中保温效果好。

5.3 构造简化，节省成本

倒置式屋面将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面，不必设置屋面排气系统[3]，也不必设置防水层与保护层间的隔离层，节省成本，美观大方;正置式屋面防水材料在阳光的长期暴晒下，材料极易老化失效，故应在防水层与保护层之间加做隔汽层，增加了施工步骤，建设成本也相应增加。

5.4 符合全寿命周期管理理念

在使用期，倒置式屋面检修方便简单，可以不损材料，使运营期的人力物力成本大大降低，符合全寿命周期的管理理念。

6 结束语

倒置式做法将传统屋面中防水层与保温层的层次颠倒，其防水层在保温层之下，无热胀冷缩现象，延长了防水层使用寿命，有效解决了建筑屋顶易渗漏、高维修率、翻修周期短的问题，节省了后期维护费用，综合经济效益显著提高。无论从施工成本方面看，还是从工程维修及保养的长期效果看，倒置式屋面有很好的效益和应用前景,应在工程设计中优先采用。