倒置式屋面是與常規做法相反的防水結構,即防水層在下,保溫層在上。倒置式屋面對防水層的保護作用無可置疑,但同時其質量要求也是很高的:一旦滲漏,修繕施工較困難。因此必須以精心構造設計、優選適用材料和嚴格規范施工來確保防水層保證不出問題。
廈門國際航空港空運貨站(下稱空港貨站)是海峽兩岸在航空領域的首次合作項目,是重點工程,政治影響較大。其屋面特點:
(1)為上人屋面,總面積30,350m2;
(2)由于貨站的工藝要求,庫區內不允許出現雨水管,120m進深的建筑屋面雙向排水,因此排水長度達60m,結構找坡。坡度僅1%;
(3)屋面形狀復雜,分為三個區,每個區的屋面設置不同,其中一區有采光天窗;
(4)屋面上有多種管道及空調設備基礎等。
1 構造設計
空港貨站工程的屋面原構造設計為:結構層上20mm厚1:3水泥砂漿找平層,保溫隔熱層、防水卷材,40mm厚鋼筋混凝土保護層。作為建設方我們考慮,根據空運貨物價值高、對防水要求嚴等的實際情況,以及GB50207-2002《屋面工程技術規范》屋面防水等級和設防要求,貨站屋面應屬Ⅱ級防水,三道設防,即剛性防水層與柔性防水材料(涂膜+卷材)共同組成剛柔并用、多道設防、復合用材的復合防水體系。
因此屋面構造設計除了考慮保溫層在防水層上的倒置外,關鍵在于復合防水層的設置:從水源方向順序看,如圖1:40mm厚C20鋼筋混凝土保護層(1)兼做第一道剛性防水層,再加一道聚氨酯彈性防水涂料粘貼滌綸化纖無紡布(3)作為涂膜防水封閉層,形成無接縫的防水膜,最后再考慮APP高聚物改性瀝青防水卷材(4)來保證防水層的厚度;從復合防水層施工順序看,依次為:(4)卷材→(3)涂膜→(1)剛性防水。其它屋面構造層為:(2)50mm厚聚苯乙烯泡沫保溫板;(5)20mm厚水泥砂漿找平層;(6)鋼筋混凝土屋面板。
經過認真篩選及對各種防水材料的多方比較,我們和建筑師磋商并確定采用優質的中檔防水涂料及卷材,復合組成耐用15年以上的防水層。最終使用表明,防水層達到了質輕、性能好、耐久、造價低、施工方便、復合層之間相容性好的目的。
2 材料選擇
2.1 保溫隔熱材料
表1 常用保溫隔熱材料性能等對比
從表1分析,水泥膨脹珍珠巖塊吸水率大,且造價不便宜;瀝青膨脹珍珠巖由于吸水率偏大,影響保溫隔熱效果,且需現場用熱瀝青攪拌,施工較麻煩,雖然價格略偏低,仍不太適合保溫隔熱的要求;硬質聚氨酯泡沫塑科雖然導熱系數較小,施工厚度可減薄,但現場施工難度大,且造價又較高。聚苯乙烯泡沫塑料板雖抗壓強度偏低,但用作屋面保溫隔熱層,在經濟性、施工難易、保溫隔熱特性等方面均較好,較易被接受。
除上述性能外,聚苯乙烯泡沫塑料板還具有使用安全、無毒、無味、不污染環境,長期存放不變質、不吸濕,在運輸、搬運和使用過程中不易破損等優點。
2.2 防水卷材
相較于合成高分子防水卷材,高聚物改性瀝青防水卷材性能價格比較佳。對比建筑工程常用的SBS和APP改性瀝青防水卷材的特點及適用范圍如表2。
表2 高聚物改性瀝青防水卷材特點及適用范圍對比
結合廈門地區特點,貨站工程選定熱熔法施工聚酯胎APP瀝青防水卷材,單層厚度長≮4mm。
2.3 防水涂膜及加筋材料
涂膜選用聚氨酯彈性防水涂料。它具有炎夏不流淌,寒冬柔軟,粘結力強,彈塑性好,耐酸、堿、油腐蝕,老化緩慢,施工方便且與卷材親和性好等特點。涂料夾在保溫板和卷材中間,不僅老化更緩慢,且其中的污染成分不會擴散到大氣中去,起到揚長避短的作用。
加筋材料選用滌綸化纖無紡布。它具有耐老化,增強防水涂料強度,又不影響涂膜延伸性的功能。而且用無紡布分層施工,能保證涂層厚薄較均勻。滌綸化纖無紡布延伸性大,纖維分散均勻,耐熱性能好,能使涂料上下滲透,形成整體防水涂膜,增加耐用年限。
3 施工工藝
3.1 基層處理
(1)水泥砂漿找平層要求有足夠強度,做到平整、堅硬,表面不得有蜂巢狀裂紋或起砂現象;
(2)在水泥砂漿找平層上設置分格縫,其縱橫間距≯6m,分格縫寬度為20mm;
(3)卷材鋪貼前找平層要求干燥(晴天需7~10d,此時砂漿收縮也減少)含水率不宜超過10%;
(4)找平層與突出屋面結構(女兒墻、變形縫等)連接處做成半徑為50mm的圓弧。
3.2 柔性防水層施工
(1)熱熔鋪貼APP防水卷材。
鋪貼前先將卷材定位,開始鋪貼時重新卷好,點燃火焰噴燈烘烤卷材底面與基層的交接處,使卷材底面的瀝青熔化,邊加熱邊向前滾動卷材,并用壓輥滾壓,使卷材與基層粘接牢固。
卷材鋪貼時順水流方向;鋪貼時注意火焰的大小和移動速度,以卷材表面剛熔化為好。噴燈火焰與卷材距離500mm左右;卷材鋪貼時保持松弛狀態,不宜拉得過緊。在壓實時由中央向兩邊壓,排趕氣泡,避免空鼓及皺折;熱熔封邊時把卷材搭接縫處用抹子挑開,用噴燈烘烤卷材搭接處,火焰方向與施工人員前進方向相反。
(2)一布二涂聚氨酯防水涂料粘貼無紡布。
涂料的涂刮要用力均勻,反復搓刮,使涂料與基層粘接牢固,防止針眼氣泡漏刮;在涂膜未凝固前粘貼無紡布,隨時用手抹平或用掃帚掃平;水落口涂刮涂料時每次均應蓋住內壁30mm左右,做到光滑平整,粘結牢固,特別注意不要堵塞水落口;滌綸無紡布施工時要拉平,搭接30~50mm,盡量做到無皺折。第2天施工時,一定要等無紡布上的結露、潮氣干燥后再進行涂料的涂刮,防止涂料起泡。
(3)為保證特殊部位防水的可靠性,對相關部位如屋面變形縫的構造著重考慮了防排結合、柔性密封等多道防水措施,見圖2。
3.3 鋪貼聚苯乙烯泡沫塑料板
(1)涂膜尚未凝固時,立即將準備好的聚苯板粘貼鋪平在防水層上,并隨即用壓輥壓實,使涂料粘牢聚苯板,防止被風吹掉。
(2)聚苯板接縫處應盡量擠緊,減少空隙,并在接縫處涂刮50-60mm寬防水涂料;刮完后隨即粘鋪100mm寬滌綸無紡布,鋪布后再涂刮1道防水涂料,如此不僅使雨水盡量少進入聚苯板下部,而且增加了聚苯板的整體性。
3.4 鋼筋混凝土保護層(剛性防水)施工
(1)對防水工程驗收合格后方進行保護層施工。
(2)保護層施工時,要防止損壞防水層和保溫隔熱層,必要時應加鋪腳手板予以保護。
(3)當保護層達到強度,分格縫干燥干凈后,即可用防水涂料灌縫,邊灌邊攪動,使之與兩壁粘結牢固。然后在縫上彈好線,用防水涂料粘貼彩砂SBS卷材。如此既防止雨水滲入下層,又有一定的防水作用,增加了防水層、保溫隔熱層的耐用年限。
通過精心設計、施工,使兩道柔性防水層、一道保溫隔熱層以及一道剛性保護層,共同形成了整體的下柔上剛的復合防水型保溫隔熱倒置式屋面。
4 經驗與體會
空港貨站于2003年4月竣工,工程被評定為優良。交付使用一年多來,經受多次雨水浸泡考驗。經觀察,至今未發現屋面滲漏現象,而且保溫隔熱效果良好。
(1)倒置式屋面避免了傳統屋面較難解決的保溫隔熱層難以干燥、吸收室內水蒸氣從而降低保溫隔熱層熱工性能的問題,同時也避免了紫外線、溫差變化等大氣環境對防水層的直接損壞,延長了屋面使用壽命。
(2)防水和保溫隔熱層要相輔相成,一定要采用質量優、性能好、價格合理的材料;各道防水層和保溫隔熱層的材料親和性要好;
(3)應重視特殊節點的設計及施工,如屋面轉角、變形縫等易產生滲漏部位的構造處理。
(4)成品保護至關重要,特別是在進行保溫隔熱層施工時,注重對防水層的保護,一旦發現卷材損壞應及時修復。
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