浅论倒置式屋面
发表时间：2008-12-17T17:07:13.437Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：李红建
[导读] 摘要：由于传统屋面存在夏天防水层起鼓，冬天冷凝水积聚等诸多问题，一种新的屋面形式—倒置式屋面在伴随着挤塑聚苯乙烯板的出现而在世界范围内得到广泛应用，其不但能完成弥补传统屋面的缺点，同时还能大大地延长防水材料的使用年限，从而有效地解决了屋面防水层寿命短和容易产生渗漏现象。
关键词：屋面传统式倒置式防水保温挤塑聚苯乙烯
摘要：由于传统屋面存在夏天防水层起鼓，冬天冷凝水积聚等诸多问题，一种新的屋面形式—倒置式屋面在伴随着挤塑聚苯乙烯板的出现而在世界范围内得到广泛应用，其不但能完成弥补传统屋面的缺点，同时还能大大地延长防水材料的使用年限，从而有效地解决了屋面防水层寿命短和容易产生渗漏现象。
关键词：屋面传统式倒置式防水保温挤塑聚苯乙烯
一、概述
通常把防水层设置在保温层之下的屋面称为倒置式屋面，这种屋面设计理论由来已久，但正式尝试这种做法始于上世纪40年代，首先在美国应用，经过二十多年的探索和完善，尤其是挤塑板的出现使得倒置式屋面在北美得到广泛推广。
目前世界工程领域将屋面系统分为两大类，一为传统屋面(Conventional Roof)，另一类即为倒置式屋面（inverted Roof）或称为保护屋面防水层系统(Protected Roof Membrane Assemblies)，或简称保护屋面系统(Protected Roof)，
二、倒置屋面的特点
倒置屋面的出现是由于传统屋面存在着先天的缺陷，传统屋面中保温材料置于隔气层与防水层之间，一旦湿气突破隔气层或雨水渗入防水层，保温材料性能将大大降低，并造成夏天防水层起鼓，冬天冷凝水积聚等问题。
倒置屋面的特点是把防水材料设置在结构层之上、绝热材料之下、兼作隔气层。
其不但能完成弥补以上缺点，同时还能减少施工中对防水层的损坏，避免施工在遇水软化的材料上而造成的防水层撕裂现象，大大地延长防水材料的使用年限，从而有效地解决了屋面防水层寿命短和容易产生渗漏现象。
三、屋面防水等级和设防要求
国内屋面工程根据建筑物的性质、重要程度、使用功能要求以及防水层耐用年限等，把屋面防水分成四个等级，按不同等级进行设计应符合“屋面工程技术规范”(GB5020784)中所列表3.0.1的要求。
对于倒置屋面，如果仍遵循上述规范要求，显然过于保守或者说提高了屋面防水的可靠性。
四、设计要求
1、防水建议参照国标GB50207-94表3.01的规定选用防水等级及防水材料。
2、保温与隔热保温屋面与隔热屋面分别是就寒冷地区冬季和炎热地区夏季而言，二者所采取的措施并不完全相同，前者通常采用导热系数小、吸水率低、表观密度小、并有一定强度的保温材料：后者不仅采用前者的有效材料隔热外，还可以采用架空、种植及热反射率高的表面材料以阻止热量的渗入等辅助措施。
具体设计时应根据不同地区现行规范、标准中的屋面传热系数限值规定进行屋面保温隔热计算以确定保温层厚度。
3、材料的相容性屋面工程所选用的防水材料，虽然绝大多数防水材性与挤塑聚苯乙烯材性相容，但若二种材料不能兼容时，则必须在保温材料与防水材料之间设置专用的隔离层，否则某些防水材料的可溶性载体能使聚苯乙烯保温材料分解。
4、屋面材料倒置屋面通常有以下各层材料：
（1）、保护层：保护层材料应满足以下要求:具有极快地渗透湿气的能力；可以允许滞留少量雨水；水分不会导致材料变质；保护层材料不会冻裂破碎；
（2）、保温层：保温层主要起保温隔热作用，采用合适的保温材料是倒置屋面成功的关键。
铺在防水材料之上的保温材料必须符合下述条件:导热系数小，而增强蒸汽渗透阻大；材料内部不存在毛细管；处于反复冻融的条件下材质不变；在50~70℃的热水中，几乎不吸水；在-50~70℃的温度范围内，均可安全使用；对于长期的蠕变，在实用中可忽略不计；抗压强度在200KPa以上。
近几年来，挤塑成型的聚苯乙烯板在世界范围内得到广泛应用，这种新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汽渗透的能力、相当高的抗压强度、加工容易和便于安装等特点，是目前世界上公认的适用于倒置屋面的理想保温材料。
（3）、隔离层：当防水材料与挤塑聚苯乙烯材料不能互相兼容时，则必须在保温材料与防水材料之间设置专用的隔离层。
其目的是防止保温材料与防水材料二者因材性相容而导致挤塑板或防水层产生裂解。
（4）、防水层：防水材料有沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材料、沥青基防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料及高成分子防水涂料。
参照国外经验及我国国标GB50807-94的规定，在倒置屋面中宜采用防水涂料选用何种材料取决建筑物的重要性及经济承受能力。
对于一般民用建筑,建议选用高聚物改性沥青防水涂料或合成高分子防水涂料，均为一道防水设防或两种防水材料复合使用。
5、倒置屋面实例分析：混凝土板块排水保护层屋面是应用较普遍的一种。
如果防水材料的材性与挤塑聚苯乙烯的材性不相容，则应在这二种材料之间设置隔离层。
最上层的预制混凝土板块起保护保温材料之用，同时起排除雨水和压重作用，松铺的做法是便于取走混凝土板块，利于检修。
混凝土板块下面覆盖的无纺纤维布，是为了过滤聚集建筑碎料及四周尘埃，另一作用是防止紫外线直接透过预制混凝土板块之间可能存在的缝隙而对保温材料造成危害。
另外，不上人屋面可用卵石覆盖并铺设纤维无纺布，这种卵石配重保护屋面能使湿空气以扩散和对流的方式向大气中逸散，只有少量的水分滞留在保温层内，排除雨水较快，成本也较低。
但屋面的上表面不能利用，若需上人可以采用局部铺设混凝土块的方式解决。
五、国外研究成果
从70年代末到90年代中，德国及瑞典对涂膜防水倒置平屋面中挤塑聚苯乙烯材料的保温性能进行了研究，特别是德国Franhofer建筑物理研究所副所长Helmut Kunzel博士对保护涂膜防水屋面进行了全面深入的研究，获得了很大成果；1991年，在蒙特利尔第三届国际屋面技术研讨会上，由美国陆军工程师寒地研究与工程实验室(CRREL)的Wayne Tbiasson，Alan Greatorex和Doris Van Pelt三位专家发表了《屋面保温材料在湿环境下的性能曲线》的论文，通过长期对大量通用屋面保温材料在湿环境下的跟踪测试，并得出挤塑板是可以在2年内70%湿度
环境下热阻保留率保持在80%以上的唯一保温材料，而其它材料在半年内性能大幅衰减。
美国国家标准局（NIST）将保持80%以上的保温材料定义成干板。
六、国内应用情况
国内从上个世纪80年代中开始在一些重要工程中采用倒置式屋面，保温层采用进口挤塑板，如80年代的燕莎商场、90年代的上海金茂大厦、中国银行总部大厦。
随着倒置式屋面的逐步推广，以及国家对建筑质量、建筑节能要求的不断提高，倒置式屋面已被建筑设计单位、房地产开发商、防水公司逐渐接受，目前广泛应用于各类性质的建筑物。
参考文献：
1、《平屋面建筑构造（一）》99J201（一）
2、《倒置屋面的特点与设计》——孙克光、周景德
3、《倒置屋面的发展与应用》——尹义青、宋东林
4、《保温屋面改造设计的大趋势——倒置式屋面》——邱伟凤
5、《挤塑泡沫保温隔热材料的特性及应用》——刘绍峰。