屋面工程做法的價(jià)值工程評(píng)價(jià)——以聊城市為例

劉 騰

（聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院， 山東 聊城 252000）

0 引言

傳統(tǒng)的正置式屋面做法，其構(gòu)造層次自上而下為防水層、保溫層、結(jié)構(gòu)層，其保溫材料不具有自防水性能的要求，通常保溫材料吸水后導(dǎo)熱系數(shù)增加，容易出現(xiàn)屋面開(kāi)裂，使建筑達(dá)不到良好的保溫隔熱效果。倒置式屋面其構(gòu)造層次自上而下為保溫層、防水層、結(jié)構(gòu)層。其保溫材料均為憎水性材料，致密性、疏水性極佳，防水隔熱效果好，且易于切割，施工便捷。與傳統(tǒng)正置式屋面相比，倒置式屋面不但提高了防水性，還可以減少建造成本，因此對(duì)屋面工程進(jìn)行價(jià)值工程研究十分具有實(shí)用性。

1 屋面概述

1.1 定義

屋頂：亦稱屋蓋，它位于建筑物的最上部，起著阻擋風(fēng)、雨、霜、雪和日光等的侵襲，排除雨水、雪水以及保溫隔熱和圍護(hù)的作用。同時(shí)承受屋頂上部載荷包括風(fēng)載荷、雪載荷和屋頂自重，并將它們傳遞到墻或柱上。

屋面：指建筑物屋頂?shù)谋砻?，是屋頂中面積較大的部分。包括：隔汽層、通風(fēng)防潮層、保溫隔熱層、防水層、保護(hù)層等，是綜合反映屋面多功能作用的系統(tǒng)工程。

1.2 屋面基本功能

①防水。做好屋面防水能防止雨水滲透天花板，避免引起墻壁產(chǎn)生裂紋、屋內(nèi)漏雨、室內(nèi)發(fā)霉等情況，保證人們正常生活。

②保溫和隔熱。屋面的保溫功能可以減少建筑物的熱損失，在寒冷季節(jié)可防止結(jié)露，保證室內(nèi)溫度不會(huì)過(guò)低；在炎熱季節(jié)，屋面的隔熱功能使室內(nèi)溫度不至過(guò)高，更適宜人們居住，盡量做到建筑節(jié)能，滿足綠色環(huán)保。寒冷地區(qū)應(yīng)滿足冬季保溫，屋面宜采用輕質(zhì)、高效、吸水率低、性能穩(wěn)定的保溫材料，提高構(gòu)造層的熱阻。[1]

③排水。屋面的排水功能給防水提供了有利條件，防水也為排水爭(zhēng)取了足夠的排水時(shí)間，防水與排水相輔相成、缺一不可。

④防火。屋面工程采用耐火材料對(duì)控制火災(zāi)有十分積極的作用，特別是滿足一定防火條件的上人屋面，可作為火災(zāi)時(shí)的臨時(shí)避難場(chǎng)所，具備臨時(shí)避難功能。。

⑤美觀。在滿足經(jīng)濟(jì)性的前提下，建筑應(yīng)做到一定的藝術(shù)性，盡量做到經(jīng)濟(jì)，適用，美觀三者的平衡。

1.3 屋面工程設(shè)計(jì)一般規(guī)定

1.3.1 屋面工程應(yīng)根據(jù)建筑物的建筑造型、使用功能、環(huán)境條件，對(duì)下列內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì):

①屋面防水等級(jí)和設(shè)防要求;

②屋面構(gòu)造設(shè)計(jì);

③屋面排水設(shè)計(jì);

④找坡方式和選用的找坡材料;

⑤防水層選用的材料、厚度、規(guī)格及其主要性能;

⑥保溫層選用的材料、 厚度、燃燒性能及其主要性能;

⑦接縫密封防水選用的材料及其主要性能。.

1.3.2 屋面防水層設(shè)計(jì)應(yīng)采取下列技術(shù)措施:

①卷材防水層易拉裂部位，應(yīng)選擇空車間、點(diǎn)貼、條貼或機(jī)械固定等施工方法;

②結(jié)構(gòu)易發(fā)生較大變形、易滲漏和損壞的部位，應(yīng)設(shè)置卷材或涂膜附加層;

③在坡面和垂直面上粘貼防水卷材時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械固定和密封固定點(diǎn)的方法

④卷材或涂膜防水層上應(yīng)設(shè)置保護(hù)層;

⑤在剛性保護(hù)層與卷材、涂膜防水層之間應(yīng)設(shè)置隔離層。

1.3.3 屋面工程所使用的防水材料在下列情況下應(yīng)具有相容性:

1卷材或涂料與基層處理劑;

2卷材與膠粘劑或膠粘帶;

3卷材與卷材復(fù)合使用;

4卷材與涂料復(fù)合使用;

5密封材料與接縫基材。

2 聊城市氣候氣候特征

聊城地處溫帶季風(fēng)區(qū)，屬于半干旱大陸性氣候，具有明顯的季節(jié)性和季風(fēng)性。春季較干旱多風(fēng)，光照輻射強(qiáng)；夏季濕熱多雨；秋季天高氣爽，降溫較快，光照輻射弱；冬季氣溫寒冷，空氣干燥，降水較少。

2.1 氣溫

聊城市年平均氣溫為13.5℃，高唐最低，達(dá)13.1℃，東阿最高，達(dá)14.0℃。四季溫差較大，冬季1月氣溫最低，平均氣溫為-1.8℃；夏季7月氣溫最高，平均氣溫為26.8℃。極端最高氣溫為41.8℃，極端最低氣溫為-22.3℃。

2.2 降水

聊城市年平均降水量540.4毫米，最多年降水量為785.3毫米，最少年降水量為312.7毫米。夏季降水量占全年降水量的60%，易出現(xiàn)局部?jī)?nèi)澇。春季最易發(fā)生干旱，秋季雨量稍多，冬季降水最少，不足全年的 3%。年平均相對(duì)濕度68%，其中，7月—8月相對(duì)濕度最大，為79—83%，2月—3月最小，為57—59%。

3 案例分析

3.1 案例一：

3.1.1 項(xiàng)目名稱：聊城市茨平縣順河片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目——大李安置區(qū)

3.1.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等級(jí)為I級(jí)，屋頂保溫材料的燃燒性能為2級(jí)。

①40厚(最薄處) 1:6 (重量此)水泥珍珠巖找披層2%

②20厚 1: 3水泥砂漿找平層

③80厚擠塑板保溫層

④20厚1: 3水泥砂漿找平層

⑤刷基層處理劑一道

⑥3+3厚兩道SBS (-20°) 防水卷材

⑦隔離層(干鋪玻纖布或低強(qiáng)度等級(jí)砂漿)一道

⑧細(xì)石混凝土剛性防水平屋面。40厚C20細(xì)石混凝土(縱橫分隔縫寬度應(yīng)≤6m，縫寬20mm，瀝青砂漿嵌縫)隨打隨抹;內(nèi)配雙向間路50鋼筋網(wǎng)(鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi))

3.1.3 屋面結(jié)構(gòu)合規(guī)性分析

大李安置區(qū)項(xiàng)目采用正置式屋面，其屋面結(jié)構(gòu)自下而上如圖1所示，按照“屋面工程技術(shù)規(guī)范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結(jié)合聊城市當(dāng)?shù)囟竞涓稍铮募狙谉峥諝鉂穸雀叩臍夂驐l件，在結(jié)構(gòu)層上、保溫層下應(yīng)設(shè)置隔汽層，以保證濕氣不能透過(guò)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)入保溫層。

3.2 案例二 ：

3.2.1 項(xiàng)目名稱：聊城市鑫亞片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目

3.2.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等級(jí)為I級(jí)，屋面設(shè)二道防水。

①現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板

②最薄處30厚1: 6水泥憎水型膨脹珍珠巖找坡層2%

③20厚1: 2.5水泥砂漿找平層

④80厚擠塑聚苯板

⑤30配C20細(xì)石混凝土找平層

⑥3+3SBS防水卷材 ( I型、聚酯胎、低溫柔度- 209)

⑦10厚1: 4石灰砂漿

⑧40厚C20細(xì)石混凝土隨打隨抹平(內(nèi)配中4@100雙向鋼筋網(wǎng)片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi)）

3.2.3 屋面結(jié)構(gòu)合規(guī)性分析

鑫亞片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目采用正置式屋面，其屋面結(jié)構(gòu)自下而上如圖 1所示，按照“屋面工程技術(shù)規(guī)范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結(jié)合聊城市當(dāng)?shù)囟竞涓稍?，夏季炎熱空氣濕度高的氣候條件，在結(jié)構(gòu)層上、保溫層下應(yīng)設(shè)置隔汽層，以保證濕氣不能透過(guò)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)入保溫層。

3.3 采用0-4評(píng)分法對(duì)屋面功能重要度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算

3.3.1 0-4功能評(píng)分

序號(hào) 功能名稱 防水 排水 保溫 隔熱 防火 美觀 評(píng)分值1 防水 X 4 4 3 3 2 1 6 2 保溫 0 X 3 2 4 3 1 2 3 隔熱 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 美觀 2 1 2 1 2 X 8合計(jì) 4 8 1 4 8 1 4 1 2 6 0

3.3.2 功能評(píng)價(jià)綜合統(tǒng)計(jì)

評(píng)價(jià)者代號(hào)序號(hào) 功能一 二 三 四 五 六總評(píng)分值 平均評(píng)分 功能系數(shù)g1 g2 g3 g4 g5 g6 1 防水 24 19 30 26 16 22 137 17.125 0.381 2 保溫 10 15 16 13 14 12 80 10 0.222 3 隔熱 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 美觀 2 1 1 3 6 5 18 2.25 0.050合計(jì) 60 60 60 60 60 60 360 60 1

根據(jù)分析，防水的功能重要度系數(shù)最高，其次為保溫功能。下面以防水、保溫為側(cè)重點(diǎn)，對(duì)屋面施工方案進(jìn)行改進(jìn)。

4 改進(jìn)屋面施工方案設(shè)計(jì)

4.1 倒置式屋面做法：（上人屋面）

①現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)起坡3%

②20厚1: 2.5水泥砂漿找平層

③3+3SBS防水卷材 ( I型、聚酯胎、低溫柔度- 209)

④80厚擠塑聚苯板

⑤覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層

⑥10厚1: 4石灰砂漿

⑦40厚C20細(xì)石混凝土隨打隨抹平(內(nèi)配中4@100雙向鋼筋網(wǎng)片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi)）

此方案采用倒置式屋面做法，結(jié)構(gòu)如圖2所示，為減輕自重用結(jié)構(gòu)層起坡3%，用20厚1: 2.5水泥砂漿找平后，鋪設(shè)3+3SBS防水卷材，蓄水試驗(yàn)合格后進(jìn)行保溫層的鋪設(shè)。本項(xiàng)目采用 80厚擠塑聚苯板，保溫隔熱性能好，施工時(shí)易于切割，經(jīng)久耐用，不易受氣溫變化影響。在保溫層上覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層，再進(jìn)行保護(hù)層施工。此方案既減少了工程量和施工成本，不但在縮短工期方面十分有優(yōu)勢(shì)，還進(jìn)一步強(qiáng)化了屋面的防水和保溫功能。

4.2 改進(jìn)方案與原方案比較

改進(jìn)方案 較高 較高 7-10天 較簡(jiǎn)單 較低

5 倒置式屋面的優(yōu)勢(shì)

5.1 防水效果好

正置式屋面采用的是水泥膨脹珍珠巖等非憎水性材料，施工時(shí)材料含水量高，且找平層也是濕作業(yè)，想要在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的含水率非常困難，這極大地影響了防水作業(yè)的施工效果；而倒置式屋面通常選用憎水性保溫材料，如擠塑聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃保溫板等，這些保溫材料內(nèi)部為閉孔結(jié)構(gòu) ,具有優(yōu)異和持久不變的保溫性能、極強(qiáng)的憎水和阻止水蒸氣滲透的能力、較高的抗壓強(qiáng)度及加工容易便于安裝的特點(diǎn)[2]。

倒置式屋面防水層在保溫層之下，受到其保護(hù)，防水層溫差變化小，熱脹冷縮現(xiàn)象不明顯，且紫外線等光照輻射無(wú)法作用到防水層，使防水層的壽命得以延長(zhǎng)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

5.2 保溫效果好

傳統(tǒng)屋面常用的保溫材料都是非憎水性的，保溫隔熱效果差，且日后會(huì)產(chǎn)生屋面開(kāi)裂等現(xiàn)象，在后期使用中增加了維修次數(shù)，卻不能保證有良好的維修效果，使用體驗(yàn)較差。而倒置式屋面中采用的是“憎水性”保溫材料，吸水率極低，防水性好，能有效減少建筑熱損失，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保溫效果好。

5.3 構(gòu)造簡(jiǎn)化，節(jié)省成本

倒置式屋面將憎水性保溫材料設(shè)置在防水層上的屋面，不必設(shè)置屋面排氣系統(tǒng)[3]，也不必設(shè)置防水層與保護(hù)層間的隔離層，節(jié)省成本，美觀大方;正置式屋面防水材料在陽(yáng)光的長(zhǎng)期暴曬下，材料極易老化失效，故應(yīng)在防水層與保護(hù)層之間加做隔汽層，增加了施工步驟，建設(shè)成本也相應(yīng)增加。

5.4 符合全壽命周期管理理念

在使用期，倒置式屋面檢修方便簡(jiǎn)單，可以不損材料，使運(yùn)營(yíng)期的人力物力成本大大降低，符合全壽命周期的管理理念。

6 結(jié)束語(yǔ)

倒置式做法將傳統(tǒng)屋面中防水層與保溫層的層次顛倒，其防水層在保溫層之下，無(wú)熱脹冷縮現(xiàn)象，延長(zhǎng)了防水層使用壽命，有效解決了建筑屋頂易滲漏、高維修率、翻修周期短的問(wèn)題，節(jié)省了后期維護(hù)費(fèi)用，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。無(wú)論從施工成本方面看，還是從工程維修及保養(yǎng)的長(zhǎng)期效果看，倒置式屋面有很好的效益和應(yīng)用前景,應(yīng)在工程設(shè)計(jì)中優(yōu)先采用。