倒置式屋面与新型保温材料.pdf

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1、2001年9月第18卷第3期西北建筑工程学院学报(自然科学版)J.of NW Inst.of A rch.Eng.(N atural Science)Sep.,2001Vol.18 No.3倒置式屋面与新型保温材料羊晓萍1,李东2,王翠萍3(11 长安大学 建筑设计研究院,陕西 西安710061;21 长安大学 建筑系,陕西 西安710061;31 西安建筑科技大学 建筑学院,陕西 西安710055)摘要分析了普通保温屋面在材料、施工和使用中容易出现的问题和不易解决的难点;从材料和构造的角度阐述了倒置式屋面的可行性和优点,介绍了倒置式屋面的常规做法和注意事项;并对新型保温材料之一挤塑聚苯乙烯保

2、温隔热板做了介绍.关键词普通屋面;倒置式屋面;保温材料;挤塑聚苯乙烯板中图分类号 TU 231文献标识码 A文章编号 100127569(2001)0320051204Upside down roof and the new heat-preserved materialYANG Xiao-ping1,L IDong2,WANG Cui-ping3(1.A rchitectureDesing Institute,Changan U niversity,Xian 710061,China;2.Department of A rchitecture,Changan U niversity,Xian

3、 710061,China;3.School of A rchitecture,Xian U niversity of A rchitecture&Technology,Xian 710055,China)Abstract:The easy2to2appear problem s and the difficult2to2solve points of the common roofin material,construction and application are analyzed,The feasibility and the virtues of theconverted roof

4、in an angle of the material and structure are expounded,and the general processand the attendant points of the upside down roof are introduced.Finally,one of the new heat2preserved materialsthe extruded polystyrene board is introduced.Key words:common roof;upside down roof;heat2preserved material;ex

5、truded polystyreneboard1传统的做法屋面作为建筑的围护结构,是非常重要的一环,屋面的防水与保温处理得好坏与否,直接影响到建筑的质量、使用、节能等各方面.长期以来,屋面做法多使用比较传统的做法(图1).其中保温和防水是施工中的重点.保温材料的含水率是影响保温效果的一个根本问题.在传统屋面做法中,常用的保温材收稿日期 2001202209作者简介羊晓萍(1965-),女,四川三台人,长安大学一级注册建筑师,主要从事建筑设计理论研究.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,其导热系数剧增,保温效果将大大降低,所以普通保温屋面需在保温层上

6、做防水层.在纬度40 以北且室内空气湿度大于75%的地区,或室内空气湿度常年大于80%的地区,在保温层下还需做隔汽层,以隔绝室内水汽对保温层的渗透.这样,将导致构造复杂,增加造价.图1普通保温屋面图2倒置式屋面水泥膨胀珍珠岩,水泥蛭石等保温材料是无机胶凝材料,施工中需要现场拌合,用水量较大,找平层也是湿作业,要保证及时蒸发以达到自然风干状态下的含水率,是不容易做到的,这也是影响保温效果的一个因素.近年虽有有机胶结保温材料使用,但因为竞争激烈,质量无法保证,实际含水率大大超过其测试报告,保温效果很难达到设计要求.普通保温屋面的防水层既要保护屋面又要保护保温层,防水材料暴露于最上层,由于温度的变化

7、和别的因素,易于老化,缩短了防水层的使用寿命;在防水层上加做保护层,又将增加额外的投资.有的工程因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面,由于屋面上伸出大量排汽孔,不仅影响屋面整体感和观瞻,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,反而是雨水灌入孔内.即使按规范设排气道,排汽孔有时还会出现防水层起泡现象.综上所述,传统保温屋面的问题主要表现在:构造复杂,造成一些不必要的浪费.对施工要求较高,无论是保温层上的防水层还是下面的隔汽层,处理不好都会致使保温材料吸湿、吸水而增加其导热系数,从而降低保温效果.另一个重要之处是防水材料暴露于最上层,受热应力、紫外线及其他因素的影响,老

8、化快,缩短使用寿命.2倒置式屋面的可行性倒置式屋面则可避免这些问题.所谓倒置式屋面,根据文献1,2中阐明,倒置式屋面(upside dow n roof)就是将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面(图2).其构造特性是保温层设置在防水层上,其材料要求是憎水性的.正因为传统保温材料是非憎水性的,所以倒置式屋面在很长时间不能得到推广和应用.我国工程界对倒置式屋面的材料及其构造也缺乏充分的研究和实践,在少数提及的新规范和资料集中,除了概念以外仍缺少必要的指导作为设计的依据.随着材料科学的发展,一些新型的保温材料如挤塑聚苯乙烯保温隔热板的发展应用,解决了保温材料的憎水性的难点,使得倒置式屋面的设计应用有

9、了材料基础.25西北建筑工程学院学报(自然科学版)第18卷从图1和图2的比较中,可以看出倒置式屋面与普通保温屋面相比的优点:无需设置屋面排汽层,构造简化,避免浪费;防水层受到保护,避免热应力、紫外线等的影响,延长使用寿命;采用挤塑聚苯乙烯保温隔热板等新型高效节能的材料,能保持较长久的保温隔热功能,有较长的使用寿命;施工快捷简便,挤塑聚苯乙烯保温隔热板等材料用电热丝或其他常规工具即可切割加工,如西安电子科技大学教学综合楼和西北有色地质勘察局工程,在施工中,1 000 m2的屋面,两个工人用了不到3 d就完成了;如以后检修屋面,材料可以再次利用;采用了高效保温材料,符合建筑节能技术发展方向.由此可

10、见,倒置式屋面比较普通保温屋面而言,优点是显而易见的.3倒置式屋面的构造做法在倒置式屋面构造设计中,常规做法有以下几种:(1)保温层为发泡聚苯乙烯水泥隔热砖砂浆直接粘贴于防水层上.优点是构造简单,造价低.缺点是维修时需要凿开,容易损坏防水层;(2)保温层为挤塑聚苯乙烯保温隔热板直接铺设于防水层上,上做配筋细石混凝土.如果需要,面层可做水泥砂浆抹光或粘贴缸砖或广场砖.这种做法经久耐用,但不便维修;(3)保温板直接铺设于防水层,再铺设纤维织物一层,上铺卵石或天然石块或预制混凝土块,这种做法施工简便,经久耐用,方便维修.在倒置式屋面构造设计中,还应该注意以下几点:(1)防水宜选用两种防水材料复合使用

11、.耐老化、耐穿刺的防水材料应设在防水层最上面.如保温板直接铺设于防水层上,应向供应商咨询,以避免保温板与防水卷材及其粘结剂之间发生化学分解,或现场观测.否则应在防水层和保温层之间设一个隔离层.(2)平屋面排水坡度宜选用结构找坡,其坡度为3%,这样做的好处是减轻自重,省却找坡层.但实际工程中建筑平面和结构布置往往很复杂,屋面排水坡也很复杂,所以大多数都采用材料找坡,坡度为2%,应选用质轻价廉的材料作为找坡层.(3)如果屋面无上人需要,一般可散铺卵石,卵石粒径一般为2040 mm,保护层厚度一般可按4978 kg?m2控制,这种做法欧美较常用.保温板和保护层之间还应覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层

12、.如果是上人屋面,保温板可整浇4mm厚C20细石混凝土,内配4150 mm双向筋,表面粘贴广场砖、缸砖等.如果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.4新型保温材料倒置式屋面得以实现,是因为材料科学的发展.一些新兴的保温材料的发展应用,解决了保温材料的憎水性问题,挤塑聚苯乙烯保温隔热板就是其中应用较为广泛的一种.挤塑聚苯乙烯保温隔热板具有闭孔型结构,这种结构形成了均厚的蜂窝壁紧密相连,且壁间没有缝隙.这种结构组织使得材料吸水率和透湿率均很小,压缩强度大,具有出色的保温隔热性能、优越的抗湿性和很高的抗压强度,是理想的倒置式屋面保温材料.以欧文斯2科宁挤塑聚苯乙烯保温隔热板为例,

13、它的主要技术指标见表1.35第3期羊晓萍,等:倒置式屋面与新型保温材料 表1欧文斯2科宁挤塑聚苯乙烯保温隔热板主要技术指标测 试 项 目测试标准FM 150FM 250FM 300FM 350FM 450FM 500压缩强度?kPaGB 8813150250300350450500表观密度?(kg1m-3)GB 6343253228383240354540484552导热系数?(W1m-11K-1)GB 33990.028 9 0.028 9 0.028 9 0.028 9 0.028 9 0.028 9尺寸变化率()?%GB 8811 2 2 2 2 2 2体积吸水率?%GB 8810A S

14、TM C 272 2.0 0.10 2.0 0.10 1.5 0.05 1.5 0.05 1.5 0.05 1.5 0.05挤塑聚苯乙烯保温隔热板因其具有出色的抗湿性而具有长期稳定的保温隔热性能与抗压强度,所以它不仅能用于屋面保温隔热,还可用于内外墙保温隔热、低温储藏设施和土木建筑工程.一般的保温砂浆作为墙体保温时,只能用于室内,当墙体是剪力墙时,如果要满足节能要求,计算下来需要保温砂浆的厚度很大,如35 cm.1998年为武警工程学院设计的高层住宅是全剪力墙结构,墙体厚度200 mm,经过节能计算,保温砂浆要达到5 cm,才能满足节能30%的要求.而保温砂浆要达到这样的厚度,施工很困难,砂浆

15、的强度也达不到使用要求,而且会减少房间有效使用面积.挤塑聚苯乙烯保温隔热板很容易就解决了这个难题,它可以做在外墙外面,这样不会减少房间使用面积.它们的规格一般为2 450 mm600 mm,可为外墙装饰提供平滑的表面,可作为水泥质涂层的基料,不影响外墙装饰.由于挤塑聚苯乙烯保温隔热板具有优异的抗湿特性,其在低温储藏(如冷库)建筑中也性能良好,它的闭孔式结构正反面都无缝隙,使漏水、冷凝和冰冻?解冻循环等情况产生的湿气无法渗透.在高湿度水汽渗透的环境下,仍能保持低导热性能.甚至在道路的路面及路基下,恰当置放挤塑聚苯乙烯保温隔热板,也能减少冰霜渗入及易受冰霜影响的泥土结冰等情况的出现,控制地面冻胀的情况.它的抗压强度能满足行人或汽车行走的要求.综上所述,材料科学的发展,新型材料的应用,能帮助解决过去层面设计和施工中存在的难题,使得倒置式屋面的设计应用有了材料基础,可提高设计能力,简化施工工序.参考文献1GB 50207-94,屋面工程技术规范S.2 建筑设计资料集 编委会.建筑设计资料集:第8集M.第2版.北京:中国建筑工业出版社,1996.70.45西北建筑工程学院学报(自然科学版)第18卷