工程案例
業務范圍
坡屋面防水設計
發布時間:2014-05-14
1 現狀與問題論及屋面防水,坡屋面比平屋面更講究屋蓋整體的系統性。
(1)舊式的坡瓦屋面 不論民居還是官式,不論是南方、北方,都各有一套成熟的系統。只是有的較簡陋,有的較復雜,但都能適應當時的經濟及當地的氣候條件。
(2)新式的坡瓦屋面 以機平瓦為代表,主要用于檁條望板系統之中,該系統基本成熟可靠。
(3)現代坡瓦屋面 指的是以英紅瓦為代表的具有優良防水、耐久及裝飾性能的水泥砂漿重質瓦。瓦的表面華麗,但如將瓦座砌于混凝土屋面板上,就會造成整個系統的混亂,下面將重點敘述。
(4)油氈瓦 是近年國內發展起來的輕質瓦,上海及其周邊地區正推廣。設計時要解決揚長避短的問題。
(5)金屬坡屋面 包括金屬瓦、金屬單板、復合夾芯板等,通常都由專業公司設計、制作、安裝,高度專業化。但這類屋面,特別是金屬板,使用3~5年后,即可能發生滲漏,其滲漏率比較高。
(6)坡頂屋面的剖面設計 近年來很有點別出心裁。比如,只是為了立面需要,將坡瓦屋面與平面構造完全按平屋面設計,至少在平、坡相交的部位,坡屋面的一部分被當作檐溝側壁使用。建議凡平、坡相接,須在坡瓦屋面檐端作250mm高的泛水作為過渡。坡屋面、平屋面按各自合理的構造設計,兩者的防水層在泛水頂部(或延至坡頂上200~300mm寬)密封連接。平屋面的防水層是主防水層,坡屋面防水屋是次防水層。
2 重質瓦
2.1 系統構造
重質瓦原本是用在屋架系統上的:屋架上設檁條、椽子、木望板;或檁條上直接釘木望板。筒瓦可以采用鋼絞線或擰在一起的雙股鋼絲,直接釘掛在望板上;但大多數的平瓦則是勾掛在掛瓦條上,掛瓦條下為順水條,防水層就鋪設在順水條與木望板之間。
保溫層主要設在吊平頂內,采用礦棉氈類。吊頂封閉的空間,設通風構造;通常在山墻兩側設百葉,夏季開啟通風,冬季關閉保溫。整個系統成熟、合理。保溫層也可設在斜吊頂中。不設吊(平)頂的坡瓦屋面,保溫層可仍為礦棉類,設在防水層上。此時的瓦作為主防水層,而卷材則起防止冷凝水的作用兼作防水層。
2.2 存在問題及對策
將重質瓦用在鋼筋混凝土坡屋面上似乎是我國特有的作法。帶來的問題是:掛瓦使絕熱層幾乎沒有好設計。有關標準圖集選用的絕熱層為塊料,塊料保溫層的設置要解決重質瓦下滑的問題。圖集提示的解決辦法是在檐口處設計鋼筋混凝土反梁,將保溫層勾托住;同時在屋面板內預埋鋼筋頭。
鋼筋頭給保溫塊材的鋪設及防水層的施工(特別是卷材)“制造麻煩”后,又給掛瓦條的安裝帶來不便——鋼筋頭埋設不準,在施工保溫層、防水層時,工人當作爬梯使用。解決的辦法是采用現場噴發泡聚氨酯。具體構造建議:采用鋁合金掛瓦系統,或仍采用木質掛瓦條,但需加高條的斷面高度,取消順水條。兩種方法都須直接將掛瓦條固定在混凝土屋面板上,然后作保溫層。發泡聚氨酯施工時,應控制好厚度,留足掛瓦后的空隙,使偶爾滲到瓦下的水能通過聚氨酯硬泡表面,穿過掛瓦條預留的開口排除。
對聚氨酯硬泡上表面自然形成的膜層,不要切割、踩踏破壞。必要時,在其上還可加涂聚氨酯涂膜或JS涂膜,并連續覆蓋掛瓦條。
2.3 絕熱防水問題
在冬暖夏熱地區,以考慮隔熱為主。建議設計金屬隔熱膜。北方地區及夏熱冬冷地區,宜優選外保溫。完全取消絕熱層的設計,不僅有悖于國家的建筑節能政策,而且降頂層用戶的舒適度。
內保溫或吊平頂保溫隔熱,效果不如外保溫,而且不能解決混凝土屋面板的溫變裂縫,于防水不利。
鋼筋混凝土坡屋面板不能作為防水層,能作為主體防水層的,主要還是柔性防水層,如聚氨酯涂膜或自閉性卷材。坡度較大時,建議選用JS,厚度1.0~1.2mm,但局部穿釘處應加至2.5~3.0mm,起密封作用。
2.4 現代平瓦、筒瓦的構造設計問題
將瓦大面積座磚,很容易破壞瓦的自然搭接構造的合理性,不能保證恰當的間隙和恰當的空腔,使瓦的防水功能大為降低。座砌的瓦,因為怕下滑,常常取消防水層,這直接違反規范規定,因此而造成大面積滲漏的教訓也不少。若一定要座瓦,建議防水層采用JS,或采用聚合物水泥砂漿,但前提是要確保坡屋面混凝土澆筑的質量。
采用其他柔性防水層是不可取的。比如Ⅱ型聚氨酯涂膜,在施涂最后1道涂膜后,撒細砂拍入,這種流行的防下滑措施是不可靠的,特別是建在道路兩旁的建筑。
生產現代瓦的專業公司能夠提供完美的整套坡頂構造節點,要使瓦能起到主防水層的作用。設計、施工均應盡量避免自造節點。
不論現代平瓦還是筒瓦,只能在局部位置使用少量專用砂漿座砌。
3 油氈瓦
3.1 系統構造
油氈瓦屬輕質瓦。油氈瓦原來也是與檁條、望板系統配套使用。因此,它在上海地區采用之初,主要用在輕鋼屋架、檁條望板系統中,其整個屋面系統的輕質性、方便性、經濟性,是促進該地區“平改坡”成功的內在因素。
3.2 存在的問題及對策
將油氈瓦直接釘粘在混凝土坡屋面上,令其優勢全無。但用在外保溫層上,則顯然比重質瓦好。首先減弱了下滑的重力;構造上也趨簡化:因為不設掛瓦條,鋼筋頭可以不留,在保溫砌塊的砂漿找平層上作防水層(也稱油氈瓦墊層),然后直接粘釘油氈瓦。
筆者建議,砂漿找平層采用聚合物水泥砂漿,主要目的是改性,增加砂漿的韌性,以便釘置油氈瓦時,釘孔四周減少裂縫。于是,油氈墊層可以去掉。
油氈瓦用在夏季日照強烈的地區及沿海強風暴雨地區時,其弱點較易顯現。
4、金屬坡屋面
4.1 系統構造
金屬坡屋面,無論是瓦還是板,都以構造防水為主;特別是排水方向上的搭接,主要靠足夠的坡度。若坡度小于5%,瓦(板)從脊到檐應連續,中間不應有搭接。實際工作中,有些坡度過小的屋面,其排水方向的搭接靠膠密封,這是金屬板屋面發生大面積嚴重滲漏的的主要原因。解決辦法是采用專用雙面防水密封膠帶。但由于板間縫隙寬窄不一,定型的雙面膠帶若能與合適的膏狀密封膠配合使用,可能效果更好。
金屬板橫向搭接,雖有搭接部位(波峰)及搭接長度的要求,仍應注意雨季主導風向,順風搭接。
金屬板的選用要點:①構造形式應使板能自由伸縮;②密封節點應(錨點)考慮非裸露式;③板面宜選淺色。以上是減少因溫度變形引起滲漏的主要措施。
4.2 金屬坡屋面
常因內天溝尺度過小,排水不暢,引起水滿上溢,從檐板下滲入室內。
解決的辦法:①天溝側板應延伸至檐板下盡可能多一點,具體要看屋面坡度。坡度大,延伸少,坡度小,延伸多;②采用虹吸式水落口,其排水效率高,可加速溝中雨水流速,對天溝的縱向坡度及溝的尺寸要求都較為寬松。另外水落口排水不暢,最主要的原因還是維護問題。水落口應選用較高突起的,平緩篦籠則容易被堵。
夾芯鋼板封閉之端部,應用聚氨酯硬泡填封(現場發泡),若接室內單板天溝,應采取措施確保絕熱層的連續性。
4.3 金屬瓦屋面
金屬瓦通常也是與輕鋼屋面共同組成屋蓋系統,而且高度專業化,能夠較好地解決防水、保溫、隔熱、減噪聲等問題。如果將其移植到混凝土坡屋面上,保溫隔熱構造可以同油氈瓦,但瓦的固定只能釘掛在龍骨(掛瓦條)上。
若將金屬瓦直接錨在金屬掛瓦條上,固體傳聲很大,采用木龍骨,情況會好許多。
5 幾點建議
(1)坡屋面應優選鋼結構,采用輕鋼檁條、望板及掛瓦系統。主體結構為鋼筋混凝土框架的坡頂居住建筑,頂層(或屋蓋)可采用鋼結構,視其大小,可現場拼裝、組裝、也可整體吊裝。
(2)防水設計要同時考慮絕熱層。其綜合構造系統,可簡可繁。再簡,也比完全放棄好。最簡單經濟的掛瓦,可在混凝土板直接用砂漿作出掛瓦條,掛條中間開泄水口;作JS防水層覆蓋掛瓦條;絕熱層采用鋁箔,用氯丁膠鋪貼,相互搭接75mm,膠帶粘牢;再鋪掛重質瓦。若直接座瓦,應先作JS,隨即用纖維砂漿鋪成條狀座瓦 ,可形成通風隔熱層。但若須保溫,僅能做內保溫。
(3)金屬屋面應按專業公司提供的全套系統進行設計、制作、安裝。比如曲面網架金屬屋面,不僅包括網架,也包括屋蓋四周的封堵。拆開分包的結果,容易產生“邊區”,滲漏就從那里產生。專業公司提供的全套系統,還應包括專用配件。
(4)坡屋面的外檐溝,有時為了立面美觀,會把溝做的很小,甚至埋不下1個水落口。解決的辦法是,定制水落口;同時,允許雨天,水滿外溢。對混凝土外檐溝,要求外檐飾面耐水沖刷,不怕臟,能自潔;對金屬外檐溝,則建議溝外側邊緣低于內緣。
日本有許多屋面檐溝不設水落管,也不裝水落口,只在溝端留洞,洞下掛鐵鏈,鐵鏈錨于室外檐下地坪,因此沒有溢水問題,但錨鏈四周地坪最好為礫石,而且在很大范圍內為滲水地面,是生態,環保做法。
(5)把防水的瓦當飾面磚用,還不如直接采用面磚粘貼。即便宜又防水的辦法是直接作防水飾面涂料。瓦因為防水,才保持數千年的延續和進步,既然不讓瓦防水,就不必用瓦。現代涂料,既能防水,又能裝飾,完全可直接用于坡屋面外表。
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