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 35 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 在国家强制性标准屋面工程技术规范中明确指出：倒置式屋面对保证屋面质量和 保 护防水层有利，其用量将逐步扩大，并在相应的章节和条文中具体提出了倒置式屋面的设 计和细部构造要求。今年来，建设部在推广建筑防水工程新技术的指导意见中也提出要求： 保温隔热屋面设计宜扩大采用倒置式屋面。可见国家对倒置式屋面的肯定和支持的。因此， 大力推广使用倒置式屋面，完全符合我国现阶段的技术政策，应把它作为建筑屋面构造的 发展新方向加以推广。四 倒置式屋面的常见做法倒置式屋面保温层及其保护层的常见做法有如下几种类型： 1 采用发泡聚苯乙烯水泥隔热砖用水泥砂浆直接粘贴于防水层上。优点是构造简单，造 价低。缺点是使用过程中会有自然损坏，维修时需要凿开，且易损坏防水层。发泡聚苯乙 烯虽然密度、导热系数和吸水率均较小，且价格便宜，但使用寿命相对有限，不能与建筑 物寿命同步。 2 采用聚苯乙烯泡沫塑料板直接铺设于防水层上，上做配筋细石混凝土，如需美观，还 可再做水泥砂浆粉光、粘贴缸砖或广场砖等。这种做法适用于上人屋面，经久耐用，缺点 是不便维修。 3 采用保温板直接铺设于防水层，再敷设纤维织物一层，上铺卵石或天然石块或预制混 凝土块。优点是施工简便，经久耐用，方便维修。五 设计中的几个关键问题倒置式屋面依构造层次自下而上有如下几个关键技术问题1 屋面坡度宜优先采用结构起坡 3，以便减轻自重，省却找坡层。建筑找坡可采用加 气混凝土砌块碎料，作保温层并找坡，价廉物美。2 防水层宜选用两种防水材料复合使用。如屋面防水等级为二级，下层选用焦油聚氨脂 防水涂膜，上层选用三元乙丙防水卷材。3 防水层与保温层之间可设置一层滤水层，一方面可使防水层与保温层之间产生一 个隔离层，再方面可同时造成一个集水和结冻的空间。滤水层可采用干净的卵石或排水组 合。 但大部分工程为节约造价省略了这一层构造。4 保温层一般可选用挤塑聚苯乙烯保温隔热板保温板宜避免直接铺设于防水层上，否则 应向有关供应商咨询以证明该保温板与卷材及其粘结剂之间不会发生化学分解。最简单的 方法是通过现场试验的办法检验之。 5 如因上人屋面需要，保温板上可整浇 4mm 厚 C20 细石混凝土，内配4150mm 双向 筋，表面可粘贴广场砖等。如仅供检修或消防避难用屋面，则可排铺天然石块或预制混凝 土块：如屋面上无其他上人要求则可散铺卵石，卵石粒径一般为 2040mm，这种做法在欧 美较为常见，保护层厚度一般可按 4978kgm2 控制。保护层与保温板之间还应覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层。 6 屋面上的细部是容易出现渗漏的薄弱环节。调查表明，在渗漏的屋面工程中 70是 节 点部位渗漏，所以必须做好屋面的细部处理。屋面的细部包括防水层收头、各种变形缝和 分格缝、搭接缝、女儿墙泛水、管道根部、水落口、檐口等细部。目前大多数屋面防水工 程的细部，均已按要求用密封材料进行嵌填处理。另外，在节点作法上也根据工程实践进 行了改进，例如取消泛水上的挑眉砖、女儿墙上面做防水处理、易变形部位增加空铺附加 层等，使细部作法更加合理。六 建筑材料的发展与更新1 防水材料的发展与更新 防水材料是做好屋面防水工程质量的基础。过去我国只有石油沥青油毡及沥青防水材 料的技术标准。而前一段时间出现的高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、高 聚物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料，以及一些防水密封材料，当时尚未制定相 应的材料标准，致使一些假冒伪劣防水材料混入市场，使用到屋面工程上，造成屋面工程 当年施工当年漏雨的现象屡屡发生。 近年来，国家十分重视防水材料标准的制定工作，相继出台或即将出台大量的防水材 料标准和检验方法标准，严格控制伪劣产品进入市场，在屋面工程上常用的防水材料标准 如下。在防水卷材方面：除过去已有的标准外，新出台的有改性沥青聚乙烯胎防水卷材 (JC/T633-1996)、高分子防水材料第一部分：片材 （GB18173.1-2000）及弹性体 改性沥青防水卷材(GB18242-2000)、塑性体改性沥青防水卷材等。 在防水涂料方面：有水性沥青基防水涂料(JC408-91)、聚氨酯防水涂料(JC500-92) 聚氯乙稀弹性防水涂料（JC/T674-1997） 以及聚合物乳液防水涂料(2000年征求 意见稿)等。 在防水密封材料方面：有建筑防水沥青嵌缝油膏（JC/T207-1996）、聚氨酯建 筑密封膏(JC500-92)、烯酸酯建筑密封膏(JC484-92)、聚氯乙烯建筑防水接缝材料 (JC/T798-1997)等。 这些材料标准的颁发和实施，有效地控制了防水材料的质量，克服了防水材料市场的 混乱局面，使我国屋面防水材料逐步走上标准化的轨道。 2 保温层作法向现代化发展 屋面保温层是屋面工程中的重要组成部分，保温材料的技术性能及施工质量的好坏， 直接影响着屋面的保温隔热、节能效果和屋面工程的整体防水质量。现在大量出现了热导 率小、吸水率极小、轻质高强的现代化保温材料来取代传统的保温材料。 聚苯乙烯泡沫塑料板。该材料在工厂用挤压法或模压法生产成一定尺寸的块体，其表 观 密度仅为1530kg/m3，压缩强度不小于150kpa，热导率为0.030.04W/m.k这种聚苯乙烯 泡沫塑料板可直接铺贴在屋面上做保温层，搭