屋面工程做法的價值工程評價——以聊城市為例

劉 騰

（聊城大學建筑工程學院， 山東 聊城 252000）

0 引言

傳統的正置式屋面做法，其構造層次自上而下為防水層、保溫層、結構層，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熱系數增加，容易出現屋面開裂，使建筑達不到良好的保溫隔熱效果。倒置式屋面其構造層次自上而下為保溫層、防水層、結構層。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，因此對屋面工程進行價值工程研究十分具有實用性。

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、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的作用。同時承受屋頂上部載荷包括風載荷、雪載荷和屋頂自重，并將它們傳遞到墻或柱上。

屋面：指建筑物屋頂的表面，是屋頂中面積較大的部分。包括：隔汽層、通風防潮層、保溫隔熱層、防水層、保護層等，是綜合反映屋面多功能作用的系統工程。

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，避免引起墻壁產生裂紋、屋內漏雨、室內發霉等情況，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，在寒冷季節可防止結露，保證室內溫度不會過低；在炎熱季節，屋面的隔熱功能使室內溫度不至過高，更適宜人們居住，盡量做到建筑節能，滿足綠色環保。寒冷地區應滿足冬季保溫，屋面宜采用輕質、高效、吸水率低、性能穩定的保溫材料，提高構造層的熱阻。[1]

③排水。屋面的排水功能給防水提供了有利條件，防水也為排水爭取了足夠的排水時間，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控制火災有十分積極的作用，特別是滿足一定防火條件的上人屋面，可作為火災時的臨時避難場所，具備臨時避難功能。。

⑤美觀。在滿足經濟性的前提下，建筑應做到一定的藝術性，盡量做到經濟，適用，美觀三者的平衡。

1.3 屋面工程設計一般規定

1.3.1 屋面工程應根據建筑物的建筑造型、使用功能、環境條件，對下列內容進行設計:

①屋面防水等級和設防要求;

②屋面構造設計;

③屋面排水設計;

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 屋面防水層設計應采取下列技術措施:

①卷材防水層易拉裂部位，應選擇空車間、點貼、條貼或機械固定等施工方法;

②結構易發生較大變形、易滲漏和損壞的部位，應設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，應采用機械固定和密封固定點的方法

④卷材或涂膜防水層上應設置保護層;

⑤在剛性保護層與卷材、涂膜防水層之間應設置隔離層。

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卷材與卷材復合使用;

4卷材與涂料復合使用;

5密封材料與接縫基材。

2 聊城市氣候氣候特征

聊城地處溫帶季風區，屬于半干旱大陸性氣候，具有明顯的季節性和季風性。春季較干旱多風，光照輻射強；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13.1℃，東阿最高，達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%，易出現局部內澇。春季最易發生干旱，秋季雨量稍多，冬季降水最少，不足全年的 3%。年平均相對濕度68%，其中，7月—8月相對濕度最大，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 項目名稱：聊城市茨平縣順河片區棚戶區改造項目——大李安置區

3.1.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等級為I級，屋頂保溫材料的燃燒性能為2級。

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(干鋪玻纖布或低強度等級砂漿)一道

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

3.1.3 屋面結構合規性分析

大李安置區項目采用正置式屋面，其屋面結構自下而上如圖1所示，按照“屋面工程技術規范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結合聊城市當地冬季寒冷干燥，夏季炎熱空氣濕度高的氣候條件，在結構層上、保溫層下應設置隔汽層，以保證濕氣不能透過屋面結構進入保溫層。

3.2 案例二 ：

3.2.1 項目名稱：聊城市鑫亞片區棚戶區改造項目

3.2.2 建筑屋面做法：

本工程的屋面防水等級為I級，屋面設二道防水。

①現澆鋼筋混凝土樓板

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細石混凝土隨打隨抹平(內配中4@100雙向鋼筋網片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網在分隔縫處斷開）

3.2.3 屋面結構合規性分析

鑫亞片區棚戶區改造項目采用正置式屋面，其屋面結構自下而上如圖 1所示，按照“屋面工程技術規范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結合聊城市當地冬季寒冷干燥，夏季炎熱空氣濕度高的氣候條件，在結構層上、保溫層下應設置隔汽層，以保證濕氣不能透過屋面結構進入保溫層。

3.3 采用0-4評分法對屋面功能重要度系數進行計算

3.3.1 0-4功能評分

序號 功能名稱 防水 排水 保溫 隔熱 防火 美觀 評分值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 4 8 1 4 8 1 4 1 2 6 0

3.3.2 功能評價綜合統計

評價者代號序號 功能一 二 三 四 五 六總評分值 平均評分 功能系數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 60 60 60 60 60 60 360 60 1

根據分析，防水的功能重要度系數最高，其次為保溫功能。下面以防水、保溫為側重點，對屋面施工方案進行改進。

4 改進屋面施工方案設計

4.1 倒置式屋面做法：（上人屋面）

①現澆鋼筋混凝土樓板結構起坡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細石混凝土隨打隨抹平(內配中4@100雙向鋼筋網片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網在分隔縫處斷開）

此方案采用倒置式屋面做法，結構如圖2所示，為減輕自重用結構層起坡3%，用20厚1: 2.5水泥砂漿找平后，鋪設3+3SBS防水卷材，蓄水試驗合格后進行保溫層的鋪設。本項目采用 80厚擠塑聚苯板，保溫隔熱性能好，施工時易于切割，經久耐用，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，再進行保護層施工。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勢，還進一步強化了屋面的防水和保溫功能。

4.2 改進方案與原方案比較

改進方案 較高 較高 7-10天 較簡單 較低

5 倒置式屋面的優勢

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，施工時材料含水量高，且找平層也是濕作業，想要在有限的時間內達到理想的含水率非常困難，這極大地影響了防水作業的施工效果；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，這些保溫材料內部為閉孔結構 ,具有優異和持久不變的保溫性能、極強的憎水和阻止水蒸氣滲透的能力、較高的抗壓強度及加工容易便于安裝的特點[2]。

倒置式屋面防水層在保溫層之下，受到其保護，防水層溫差變化小，熱脹冷縮現象不明顯，且紫外線等光照輻射無法作用到防水層，使防水層的壽命得以延長，產生良好的經濟社會效益。

5.2 保溫效果好

傳統屋面常用的保溫材料都是非憎水性的，保溫隔熱效果差，且日后會產生屋面開裂等現象，在后期使用中增加了維修次數，卻不能保證有良好的維修效果，使用體驗較差。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，在長期使用過程中保溫效果好。

5.3 構造簡化，節省成本

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

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單，可以不損材料，使運營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 結束語

倒置式做法將傳統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，無熱脹冷縮現象，延長了防水層使用壽命，有效解決了建筑屋頂易滲漏、高維修率、翻修周期短的問題，節省了后期維護費用，綜合經濟效益顯著提高。無論從施工成本方面看，還是從工程維修及保養的長期效果看，倒置式屋面有很好的效益和應用前景,應在工程設計中優先采用。