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房屋防水堵漏设计技术

1  设计要点    

1. 1  防水等级   
    防水等级是根据建筑物类别及其相应的防水耐用年限决定的;也可以直接由业主要求的防水耐用年限确定。在建筑工程的初步设计阶段,就应在设计说明中确定防水等级,并据此给出设防要求。无初步设计阶段的小型建筑,则应在报批方案阶段确定防水等级。   
    随着初步设计或报批方案的审批通过,防水等级及设防要求就自动产生法定约束力,成为施工图设计时具体选用防水构造类别、层数、厚度的基本依据。如果业主或施工单位要求更改层数、厚度甚至类别,应以不降低设防要求为前提;对降低设防要求的更改,设计单位应同时将防水等级降级明示,并连同变更依据一并形成变更文件。防水构造变更,一般是应业主要求,如系施工单位提出,须同时获监理及业主书面认可。 

1. 2  提高屋面板刚度   
    平屋面一般指坡度小于5%的屋面。本文谈及的平屋面,都是钢筋混凝土屋面。在干燥少雨地区,屋面最好是现浇钢筋混凝土;在多雨雪地区,现浇的混凝土屋面还必须提高结构刚度,以减少防水层受屋面结构荷载变形的影响。   
    提高结构刚度,虽然已被收入国家标准强制性条文之中,但实际设计时尚存在一些问题。比如,条文中对提高预制屋面板整体刚度的构造措施比较明确、具体,但对整体现浇屋面是否也要提高刚度,如何提高刚度,没有明确。笔者认为,现浇屋面也应提高刚度;提高刚度可以通过减小挠度来控制;减少挠度值须由结构专业完成。因此,建筑师有必要向结构专业提出书面要求。当然,若能直接通过裂缝控制,给出挠度值,并收入结构有关规范之中,当最为合理。   
    提高刚度的直接结果,是可以考虑取消找平层设缝的规定。在整浇屋面板上的找平层每6m 一设缝,一直以来都未得到认真执行,因为效果有限,但麻烦不少。提高刚度的同时,若同时设置绝热层,笔者认为是可以取消找平层设缝的。   

1. 3   减少板缝开裂   
    结构层为装配式钢筋混凝土板时,规范规定其板缝应用强度等级不低于C20的细石混凝土灌缝;灌缝的细石混凝土中宜掺入UEA等混凝土膨胀剂,使混凝土密实;板缝宽度大于40mm或上窄下宽时,还须设置构造钢筋。这些增加预制屋面板整体刚度的构造措施,只能避免较大的板缝开裂,因此建议经常有人活动的屋面,全年屋面温差大于55℃的地区,加掺聚合物,改善灌缝混凝土的脆性,减少板间裂缝的发生率。   

    全年屋面温差大于55℃的地区大约为东北、西北和华北地区,在气候作用强度分区中属于强作用区和较强作用区。   

1. 4  屋面排水设计   
    在初步设计阶段,屋顶平面就应有明确的排水系统设计。系统设计至少包括排水分区、分水脊线、排水坡交线。排水途径力求通畅便捷,水落口负荷均匀。   
    单个水落口,在雨量较大地区,其最大汇水面积宜小于150m2  ,主要是考虑到维护管理的质量普遍低下,水落口排水经常受阻,同样理由,独立的排水单元,面积较大时(如超过75m2),不宜只设1个水落口。   

1. 5  设计宜优先采用结构找坡   
    建筑专业在作屋面排水平面设计时,就应及时与结构专业沟通,注意结构梁板的布置,给结构创造合理的找坡条件,避免板面双向找坡。结构找坡可使构造层次大为简化、更为   
合理;特别在没有合适的找坡材料的地区,意义重大。   

1. 6  设计保温隔热   
    只要条件允许,屋面均应设计保温隔热层。传统概念是,在少人或无人停留的房间,其屋面不设保温隔热层,其实是得不偿失。现在,相对于人工维修费,材料费总是次要的。所以,只是为节省一点点材料,却增加了屋面温度变形的影响,从而使屋面基层裂缝的发生率提高,并可能导致外墙与屋面交接处产生温度裂缝,是很不合算的。   

1. 7  上人屋面   
    民用建筑应积极按上人屋面设计。我国城市化进程才刚刚开始,城市人均用地仅为发达国家的1/ 4,城市空间作为一种不可再生的资源,必须善加利用。因此,只要可能,屋面   
就应上人,并按能够进行简单的户外活动进行设计。这对于人口密集的东部城市超过6层的住宅,具有普遍意义。目前我国已进入城市人口老龄化时期,必须考虑住在高处的老人方便进行户外活动的问题。上人屋面的防水层,宜有1道细石混凝土刚性防水。因此,刚柔结合的上人屋面,应该是多层居住建筑的首选构造形式。   

1.8  其他设计问题   

1.8.1  隔汽层 隔汽层本身没有问题,但作好排汽口不易,首先是好的设计不多。因此,除非按规定条件,必须作隔汽层之外,以不作为好。非设不可时,要积极设法将排汽口放在檐下、室内(带吊顶或某些用途的房间内),或选专用排汽配件,将出口隐于带有金属盖板的女儿墙内侧。   

1.8.2  上翻梁  也是不设、少设为好。设计为追求平板的简洁效果,常常要求屋面梁上翻,被翻梁阻滞的雨水,一般认为可通过梁开洞或穿梁管的方法排除,但大多数设计并未能在   
开洞穿管处处理好防排水构造,设计提不出完善可行的节点,施工上难度就更大。因此,除非梁高洞大,应尽量避免上翻梁。通过排水平面设计,使上翻梁不阻水或少阻水,必要时增设水落口,也比开洞埋管好。   

1.8.3  水落口  有此设计特别是高低跨屋面,随意搞接力排水,是不好的。高跨屋面水落口汇水面积小于100㎡时,可通过水落管自接排在低跨屋面上,且出水口下应设防护板,但铺贴块材保护的屋面则可以不设;汇水面积大于100㎡时,高跨屋面的水落管则应直接与低跨屋面的水落管或其他雨水排除系统连接。   

2  构造层类   
    构造层类,包括结构基层、找坡层、找平层.、隔汽层、保温隔热层、防水层、隔离层、饰面保护层以及它们之间的相互关系,也包括各道防水层本身层与层之间的关系。   

2. 1  结构基层   
    结构基层一般不包括在构造层类之中。但从防水角度讲,结构层对防水质量又有非常重要的影响,因此,应对屋面结构提出一些要求。屋面板的防水,虽然不能简单套用防水混凝土的技术标准,但采取类似的措施还是可以的。比如,掺高效减水剂、掺丙纶纤维等。当然,最重要的还是如前所述的提高板的刚度。提高刚度,一般以增加板厚较为方便,增加配筋率和减小钢筋间距也很重要,如能按板的裂缝宽度控制,则更好。经验表明。若板的裂缝允许宽度从0.3mm减小到0.2mm,大约增加30%的配筋;这时的钢筋间距宜在150mm以下;板厚按跨距大小,宜取100-120mm。如此,将大大提高结构基层的防水能力,值得总结,作出具体规定。   

2. 2  找平层   
    找平层只在必须作时才作,可作可不作时,不作为好。比如,现浇钢筋混凝土屋面板上作柔性防水层时,就宜直接将板面压实抹光,不另作找平层。而预制混凝土板上作防水层时,则必须作找平层,且宜选细石混凝土找平。   
    在材料找坡时,找坡层上,一般应兼作找平层;传统的整体或板块状保温层上,也应作找平层;若板块状保温层强度较高,座浆铺砌平整,其上为配筋的细石混凝土刚性防水层时,则可以不设找平层,除非需要作施工保护。找平层设分格缝,其实只适合于预制板上直接作柔性防水层的情况。工程实践中,也很少在现浇混凝土板找平层上设缝。为避开设缝带来的麻烦,可采取如下措施:设计低强度等级砂浆。低强度等级砂浆可用低标号水泥(如275号)配制,也可采用混合砂浆,这样就可以防止或减少产生较大的集中裂缝。采用混合砂浆时,厚度应小于15mm,建议配合比为1: 0. 8: 4,且面层加涂水泥浆1道。现浇板上采用传统的1: 3或1:2.5水泥砂浆找平,即使设分格缝,在6m缝间距内,仍不免产生裂缝。故建议采用上述措施回避之。   

2. 3  找坡层   
    材料找坡,不宜小于2%。一般采用1: 8水泥炉碴。但在无炉碴地区,或将找坡、保温合二为一时,过去采用水泥膨胀 石全 石、水泥膨胀珍珠岩、现场切割铺砌的加气混凝土;近年则倾向采用现浇水泥聚苯和1: 8水泥陶粒。除水泥炉碴和水泥陶粒为单纯找坡材料外,其他材料兼保温。   
    水泥炉碴已延用数十年,没什么问题;但水泥陶粒,在工程实践中往往由于陶粒圆而光,不易拍实,导致开裂笔者曾建议厂家生产专用找坡陶粒,级配、外形不要太圆,表面粗糙,带细粒及少许碎屑。次一等的方法是掺中砂,1: 1: 8,操作方便,但已属陶粒混凝土,使屋面荷载有所增加。   
    其实,1: 8水泥陶粒适当采取分仓隔挡,随铺随拍随作水泥砂浆压实抹光,在找坡简单的情况下,是可以作到不裂的。因此,建议首先作出好的排水平面设计,同时采取其他措施,如掺加少许聚合物、矿物粉料等;若预先将陶粒表面作潮湿处理,再与聚合物水泥浆拌合,则效果更好。   
    在屋面上用混凝土或水泥砂浆找坡,是不合理的,除非屋面小、找坡长度小。   
    找坡层可以直接作在混凝土板上,无须设找平层;找坡层应设在主防水层之下。   

2. 4  保温隔热层   
    我国大部分地区冬冷夏热。随着空调制冷的大量使用,保温与隔热措施的选用有时会变得模糊起来,因此,采用导热系数小的材料时,也可称之为绝热层。   
    传统的保温材料有水泥膨胀珍珠岩、水泥膨胀  石、加气混凝土,优点是可兼作找坡,缺点也正由兼作找坡引起:为了找坡,后者须现场切割;前二者须现场拌合浇筑,并随铺随压随作水泥砂浆找平。因拌合工艺要求含水率高,水分不易排散,影响防水层质量,除非有条件暴晒多日。因此,这种构造不宜在潮湿多雨的地区使用。如单纯绝热,应选用块材制品,不用现浇。加气混凝土现场切割很难作到尺寸准确,日常将产生的碎块作为填充料就地消化,这使随后的水泥砂浆找平层厚度不均,易生裂缝,从而影响防水层的质量。   
    近年采用的水泥聚苯,只要工法得当,可以兼作找坡,其传热系数、强度、韧性、耐水性等综合技术指标优于传统的保温材料。但因其含水率仍不算很低,故不按正统的倒置屋面设计。当主防水层选用JS或其他柔性防水层与配筋的细石混凝土刚性防水层结合,辅助防水层选用聚合物水泥砂浆时,则屋面各层匹配好,整体性好,适用于作饰面地砖的上人屋面。   
    憎水珍珠岩板,宜单摆浮铺。若座浆铺砌、水泥砂浆找平,则不仅有碍其憎水作用的发挥,而且不利于上下构造层的结合。包封聚氯乙烯薄膜的珍珠岩板,也有同样的问题。   
    单纯的隔热屋面中,在配筋的细石混凝土刚性防水层之上,座砌五支点水泥珍珠岩隔热板,是一种好选择,简单、合理、有效,只要隔热板质量足够好。 

    传统的架空隔热板,关键是要确保通风。用在进深较大的屋面,不易保证通风,即使设通风脊,也只在坡度较大时才起作用。带女儿墙的屋面,也会使通风不畅。若使通风顺畅,就要加大架空板与女儿墙的距离;但这距离大了,又使更多的局部屋面直接暴晒在阳光之下。因此,这种源自非女儿墙屋面的传统架空隔热屋面,注定要逐渐让位于其他隔热保温屋面,比如倒置屋面。   
    适合于倒置屋面的绝热材料有聚苯乙烯泡沫板、硬质聚氨酯泡沫、泡沫玻璃等。   

2. 5  隔汽层   
    隔汽层应设在保温层之下。规范规定:“在北纬40℃以北地区,且室内空气湿度大75 %,或其他地区室内空气湿度常年大于80%时,保温屋面应设隔汽层”。除此之外,笔者建议少设隔汽层。因为设置了隔汽层的屋面,隔汽层与柔性防水层对保温层形成“双封”,“双封”的构造就不免作排汽。如前所述,作排气,只在不得已时才为之,这便是不要随意设置隔汽层的理由。实际上,现浇的钢筋混凝土屋面,特别是提高了刚度以后,能渗透到保温层的水汽量已经很少。当然,这不包括冬季经常产生大量水蒸汽的房间屋面,如公共浴室、大厨等。   

2. 6  隔离层   
    配筋的细石混凝土刚性防水层,其下应设隔离层,为的是保证刚性防水层能自由伸缩。所以,直接作在保温层之上时,可以不设隔离层,因为它不构成对刚性防水层的约束。   
    柔性防水层上铺卵石,抹水泥砂浆,浇细石混凝土或铺贴块材保护时,应设隔离层,为的是保护防水层。其中,砂浆或块材保护层因厚度有限,虽然设缝,难免开裂,因此不适用较大型的及上人活动频繁的屋面。   

2. 7  防水层   

2. 7. 1  主防水层的选择  防水层选材要考虑虑候条件和使用部位。比如,APP耐热度好,SBS低温下作性能好,因此,同等条件下,南方宜选APP,北方宜选SBS。又如,三元乙丙卷材,耐候性能优良,但对胶粘剂性能及粘贴工艺要求高,因此,用在屋面,特别是大面积轻型屋面,才能充分用其所长,而用在地下室就不一定合适,至少对其优良的耐候性能是个浪费。   

2.7.2  复合防水  只要一涉及复合防水,不论是多道复合,还是2种材料作为1道复合,都有相容匹配的问题。要全面说清相容匹配,是一个大题目,所以木文只简述在工程设计实践中常见的若干问题。   
    多道设防,以刚柔复合为宜。刚性在上,柔性在下;:刚性防水上人屋面,还可结合饰面层设置聚合物水泥砂浆辅助防水层。刚柔复合,相容、匹配的问题几乎可以说不存在。   
    柔性防水层之间的复合则需要非常注意。比如,若选用含有机溶剂者 ,则要注意施工过程中避免溶胀的问题,也要注意使用过程中的匹配问题一一如果直接在其上铺贴聚苯乙烯泡沫板,可能会使泡沫板“溶失”。又如,即使选用含少量焦油的911聚氨酯涂料,也要注意焦油对相邻材料产生迁移污染或者降解作用。因此,可以粗略地说,只要不选含有机溶剂及焦油的材料,相容、匹配的问题就容易解决好。   
    但绝大多数沥青类材料,包括改性沥青材料都多少含有有机溶剂,因此,建议沥青类材料,同类与同类复合;同时,选用热熔粘贴,直接粘贴于混凝土基层或水泥砂浆找平层之上。同种材料热熔粘贴多道复合时,宜单纯使用热熔胶,而不使用冷胶。   
    含焦油的材料(如911),宜与刚性材料复合,不与柔性材料复合。 

    此外,热熔粘贴多道复合时,使用热熔胶比直接加热卷材更能保证质量,除非天气湿而冷;选用热熔焊接的材料,一般宜单层使用;相对而言,聚合物水泥防水涂料相容性好,与其他防水层及构造层也易匹配。   
    设计没有条件直接选用复合经典时时彩安卓版时,须将相容、匹配的原则明列于设计文件之中,否则,该设计可以被认为深度不够。   

2.7.3   避免夹芯饼式的设计  有些设计,在多道柔性防水层之间设置水泥砂浆。这种软硬相间的夹芯饼,较出人意料,这也许正是规范、规程并无明文限制的原因。但防水层上下之刚性保护层与水泥砂浆找平层应采取隔离或设缝的规定,就说明了软硬不宜直接相间的原理,因此,夹芯饼不好。如为避免不相容、不匹配或解决溶胀问题而设计夹芯饼,建议将2道柔性防水层之间的水泥砂浆改为聚合物水泥防水涂膜。   

2.8  饰面保护层   
    饰面保护层最宜在刚性防水层之上加作。加作浅色饰面后(如用3mm聚合物水泥砂浆粘贴浅色防滑地砖),不仅延长了刚性防水层的使用寿命,增强防水性能,而且节能环保。   
    生产自带保护层的防水卷材,建议厂家开发浅色饰面产品。生产油毡瓦的厂家,也可以开发平屋面用油毡饰块:玻纤胎,浅色粒料,大小如地砖,较厚重,直接粘贴于柔性防水层之上。这样就避免了柔性防水层之上作水泥砂浆或刚性块材保护层带来的麻烦。   
    用于大面积轻型屋面上的柔性防水层,应选白色或自带反射涂层的耐候卷材。同种卷材,黑色表面与白色表面在阳光下的问罪差可达40℃。   
    总之,保护层首选浅色块砖,不仅因为白色反射可见光达77%,其光洁的表面可反射长波辐射,而且耐久、宜上人,综合效益最好。   

3  结语   
    随着建筑创作的日新月异,建筑节能要求力度的日益加大,其他建筑标准的不断提局,屋面构造除了防水,更须同时考虑保温、隔热、隔声、防火、美化。因此,普通平屋面的防水构造因为同时考虑了各构造层类相容匹配的问题,反而会由现在的五花八门,变得较为统一起来。也许,同一地区、同一标准下的屋面构造将变得更有效率、更加合理、更为科学,从而也更单一。