倒置式屋面

1.倒置式屋面：将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面。 《屋面工程技术规范》GB50207-94和《建筑设计资料集》第二版第8册中阐明，倒置式屋面(IRMAROOF)就是“将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面”。然而长期以来，我国工程界对倒置式保温屋面的材料及其构造缺乏充分的研究和实践。即使少数提及的新规范和资料集(第二版)中，除了概念以外，仍缺少必要的指导作为设计的依据，需要对此作进一步的探究。

 
2.为什么要采用倒置式屋面
　　倒置式屋面的定义中，特别强调了“憎水性”保温材料，工程中常用的保温材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，其导热系数将陡增，所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔气层，从而增加了造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率：如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话，则由于屋面上伸出大量排汽孔，不仅影响屋面使用和观瞻，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，反而使雨水灌入孔内。即使是按规范设排汽道、排汽孔有时还会出现防水层起泡现象。这里面一个根本的问题是保温材料中的含水率。上海过去采用水泥膨胀珍珠岩(或水泥蛭石)等无机胶结材料在现场拌合做屋面保温层，加上找平层也是湿作业，施工中用水量较大，要保证及时蒸发以达到自然风干状态下的含水率常常难以做到，这不仅影响到防水工程的施工质量，更大大影响了实际保温效果。近年来虽然采用树脂等有机胶结材料的保温层，如防水树脂珍珠岩等逐渐在市场上广泛应用，但由于市场上压价竞争，质量良萎不齐，其实际含水大大超过其测试报告，质量关难以把握。

 材料科学的发展，挤塑聚苯乙烯等新型高效节能材料的发展应用，终于使倒置式屋面中憎水性保温材料之技术难关得以克服，为倒置式屋面的设计应用提供了材料基础。倒置式屋面与普通保温屋面相比较，主要有如下优点：

a、构造简化，避免浪费 　　

b、不必设置屋面排汽系统； 　　

c、防水层受到保护，避免热应力、紫外线以及其他因素对防水层的破坏； 　　

d、出色的抗湿性能使其具有长期稳定的保温隔热性能与抗压强度； 　　

e、如采用挤塑聚苯乙烯保温板能保持较长久的保温隔热功能，持久性与建筑物的寿命等同； 　　

f、憎水性保温材料可以用电热丝或其他常规工具切割加工，施工快捷简便； 　　

g、日后屋面检修不损材料，方便简单； 　　

h、采用了高效保温材料，符合建筑节能技术发展方向。 　　

倒置式屋面与传统保温屋面构造比较。由表可知，倒置式屋面虽然造价较贵，但优越性显而易见。

3. 倒置式屋面的应用
　　我们在上海吴淞路378-412号基地旧区改造工程(下称吴淞路工程)的国际招标中，通过两轮角逐，与美国国际建筑工程公司取得并列二等奖，(无一等奖)，并确定为合作设计者。在其后的技术设计中，美方建筑师指定保温屋面构造采用倒置式屋面。 　　该工程是一建筑等级为1级的大型高层民用建筑，业主为中国太平洋保险公司上海分公司和上海银行茂林支行。因此，造价与使用功能之间的矛盾在这一工程中不难平衡，况且3000m2’的屋面造价相对于投资数亿的高层金融办公楼来说，所占工程费的比例还是很低的。工程实践证明，采用倒置式屋面的优点相当明显，设计是成功的。 　　另据了解，88层的上海金茂大厦、66层的上海恒隆广场、青松城大酒店屋顶网球场以及上海现代设计(集团)有限公司申元大厦的保温屋面，均采用了倒置式屋面的构造做法。

4. 倒置式屋面的常见做法
　　倒置式屋面的基本构造层次如表1所示。其保温层及其保护层的常见做法有如下几种类型：
1
　　采用发泡聚苯乙烯水泥隔热砖用水泥砂浆直接粘贴于防水层上。优点是构造简单，造价低，在上海万里住宅小区已试用，效果很好。缺点是使用过程中会有自然损坏，维修时需要凿开，且易损坏防水层。发泡聚苯乙烯虽然密度、导热系数和吸水率均较小，且价格便宜，但使用寿命相对有限，不能与建筑物寿命同步，所以在这次吴淞路工程项目中没有推荐使用。
2
　　采用挤塑聚苯乙烯保温隔热板(以下简称保温板)直接铺设于防水层上，上做配筋细石混凝土，如需美观，还可再做水泥砂浆粉光、粘贴缸砖或广场砖等。这种做法适用于上人屋面，经久耐用，缺点是不便维修。在吴淞路工程中仅用于局部上人屋面平台上。
3
　　采用保温板直接铺设于防水层，再敷设纤维织物一层，上铺卵石或天然石块或预制混凝土块。优点是施工简便，经久耐用，方便维修。经过比较，吴淞路工程中大部分屋面采用了此种做法。
编辑本段5 设计中的几个关键问题

　　倒置式屋面依构造层次自下而上有如下几个关键技术问题(以上述第三种(4．3)常见做法为例)：
1
　　屋面坡度宜优先采用结构起坡3％，以便减轻自重，省却找坡层。但吴淞路工程建筑平面和结构布置较复杂，且屋面排水坡也较复杂，故只能采用材料找坡2％。上海地区过去较多使用煤渣混凝土作保温层并找坡，但现在这种材料较少，故采用加气混凝土砌块碎料，作保温层并找坡，价廉物美。
2
　　防水层宜选用两种防水材料复合使用。吴淞路工程屋面防水等级为二级，下层选用焦油聚氨脂防水涂膜，上层选用三元乙丙防水卷材。
3
　　防水层与保温层之间可设置一层滤水层，一方面可使防水层与保温层之间产生一个隔离层，再方面可同时造成一个集水和结冻的空间。滤水层可采用干净的卵石或排水组合。本次吴淞路工程为节约造价省略了这一层构造。
4
　　保温层一般可选用挤塑聚苯乙烯保温隔热板。目前市场上可供选择的品牌有德国巴斯夫(ABSF，淡绿色)、美国欧文斯科宁(0WENS CORNING，粉红色)、美国陶氏(Dow Plastics，蓝色)和台湾的豪适板(蓝色)。其中欧文斯科宁己在中国上海、南京设厂生产这种保温隔热板，而陶氏是全球最大的挤塑聚苯乙烯保温隔热板的供应商。这类板材具有平均的闭孔蜂窝状内部结构，因而拥有出色的保温功能(导热系数小于0.033w／mK、优越的抗湿性(吸水率小于1V01％)和高度的挤压强度。保温层厚度应通过计算确定。保温板宜避免直接铺设于防水层上，否则应向有关供应商咨询以证明该保温板与卷材及其粘结剂之间不会发生化学分解。最简单的方法是通过现场试验的办法检验之。
5
　　如因上人屋面需要，保温板上可整浇40mm厚C20细石混凝土，内配Ф4@150mm双向筋，表面可粘贴广场砖等。如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：如屋面上无其他上人要求则可散铺卵石，卵石粒径一般为 20~40mm，这种做法在欧美较为常见，保护层厚度一般可按49~78kg／m2控制。保护层与保温板之间还应覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层。吴淞路工程的保护层采用预制混凝土块与卵石组合铺设。其设计出发点是：解决检修通道问题，便于控制卵石厚度，以及组织构图效果，创造第五立面的肌理效果。 　　以上是吴淞路工程倒置式屋面的一些设计体会。旨在通过工程小结，整理设计思路，提高设计水平。