建筑屋顶节能防漏

建筑屋顶节能防漏 建筑屋顶节能防漏 2002年第3期(总第75期)应用能源技术21 建筑屋顶节能防漏 黑龙江省煤矿院赵毅仁 黑龙江省阿城市城市规划勘察设计院张国良 摘要我国建筑大量采用平屋顶结构.这种屋顶造价低,施工方便,但油毡屋面破损 严 重.据统计,每年我国用于屋面维修的费用高达12亿元,是一笔可观的支出.由建筑 保温原理 可知,屋面破损渗漏必将破坏保温材料的热工性能,恶化室内热环境质量,造成能 源的浪费.本 提出了必须从根本防止屋顶渗漏的节能措文从理论上分析了屋顶渗漏的原因, 施,. 关键词建筑节能屋顶例铺法 中图分类号:TU231文献标识码:B文章编号:1009--3230(2002)03--0021--02 1渗漏原因分析 根据对我国北方某地4X10m2建筑物调查 明,油毡屋面破损率及破坏程度均较大,翻修期 约5年.造成屋面破损的原因比较复杂,有沥青, 油毡质量及施工质量问题等,但最主要是因建筑 保温设计及构造设计不合理造成的. 该地采暖期室外平均气温t=一9.9?,室外 平均相对湿度(.=66%,采暖天数Z=177d,室内 计算温度ti=18?,室内空气相对湿度(.=65%, 加气混凝土(保温材料)重量湿度的允许增量 【??]=4%,其它己知条件见表1.现计算这种 平屋顶结构是否应设隔汽层. 根据我国《民用建筑热工设计规程》给定的防 潮计算,计算冷凝界面内侧所需的蒸汽渗透阻 H0__=717.83m2?h?pa/g;计算冷凝界面内侧蒸汽渗 1 透阻为H.=tt.一H5一H6=9802.75m2'h'pa/g. U,l 1 由于H.i((H.,得到结论是:不必设隔汽层. O,l 但是,在计算过程中未考虑大量应用条板结 构的接缝.不设隔汽层的结论仅适用于现浇混凝 土屋面板.这对条板屋面不考虑接缝的计算结 论,是否适合我国寒冷地区屋面不设隔汽层的依 据?现状是普遍不设隔汽层. 在条板屋顶工程的施工中,板间接缝一般以 细石混凝土浇灌,因接缝处湿润不足,混凝土养生 条件不易确保,条板铺垫不牢及结构上的原因,致 * 收稿日期:2o02一o4一O8 使板间接缝开裂己成为公认的难题.由于板缝开 裂相当开了蒸汽渗透天窗,屋面防水层内侧必然 聚集大量冷凝水或冰(找平层施工不当或开裂时 这种现象尤为严重),经历年冻融循环,屋面起鼓 开裂,夏季漏雨是在所难免的. 应引起重视的是,我国许多屋面的保温材料 采用膨胀珍珠岩,施工时常常直接在面做水泥 砂浆找平.膨胀珍珠岩的吸水率为300%,砂浆 中的水分被大量夺走,质量无法保障,因此水泥砂 浆龟裂,油毡防水层破损更无法避免. 屋面渗漏另一重要原因是防水层的工作环境 过于恶劣.一般冬季最冷月油毡屋面表面温度为 一 15,一52c【=(因各地室外气温而不同),夏季最 热时可达70,90.由于交替的冻融,日晒必然 加速防水层的老化及破损. 2防止屋面渗漏的措施 屋顶防潮从理论上讲应在保温层内侧加设隔 汽层,视为保温节能,防止内部冷凝及防水层破损 的措施,东北及内蒙地区就是这样施工.实践表 明,效果并不明显,原因何在?在前面分析中我们 得到两个结论,即屋面破损的主要原因在于表面 温度波动过大和蒸汽渗透所致.显然,加设隔汽 层可以防止屋顶内部冷凝,但同时又产生两个问 题:一是防水层下找平层的施工水无处散发;二是 条板间有裂缝及一毡二油隔气层(通常做法)的施 工质量不易确保. 杜绝屋面破损根本出路,在于开发既节能又 22应用能源技术2002年第3期(总第75期) 防漏的新型屋顶结构. 倒铺层面的主要特点是把防水层设在保温层 下侧.采用这种施工方法,只要保温层的厚度符 合建筑热工设计规程,防水层的表面温度全年约 为10,35?,由于避免了冻融循环及强烈日晒, 必将提高其使用耐久性.另一优点是防水层既防 雨水又隔汽,是现阶段较理想的屋顶结构型式. 制做这种屋面时,因防水(兼隔汽)层在下侧, 覆盖层可以不防水.故可采用混凝土预制板,水 泥石棉板,卵石及砾石等做覆盖层. 倒铺层面的关键,是台理选择保温材料.根 据我国国情,采用沥青膨胀珍珠岩块,现浇沥青膨 胀珍珠岩,带有塑料(有一定耐久性)包装的加气 混凝土块,半硬质矿板.岩板及硬质聚乙稀泡沫塑 料等作屋面保温是较为理想的材料. 保温材料的吸湿状况是人们关注的问题由 于覆盖层漏雨水,保温材料在春夏秋季受潮是必 然的,因此宠选用吸湿少或憎水材料.冬季,既便 有融雪及少量雨水使保温材料受潮,其含湿量也 远小于传统做法,何况这些水分会因自然及对流 蒸发而加速其风干过程选择保温材料时,对于 憎水材料或表面有不透水薄膜的半硬质泡沫翅料 等,应视为上选之材. 3屋顶节能 屋顶所占面积较 在多层建筑的围护结构中, 小,能耗约占总能耗的8%,l0%.因此,加强屋 顶保温对建筑造价影响不大,节能效益却很明显. 对于传统屋顶,无论有无隔汽层,保温材料的湿度 都很大,保温层厚度亦相应增大,因此加强保温节 一 矛盾可得以解决. 屋顶的总热阻提高20%,保温材料层的厚度 可按下式计算: …='R×1.2×1.2一(R+?R+R)](1) 式中:6un一屋顶保温材料的最小厚度m: tl一冬季室内计算温度,居住建筑取 18?: te一冬季室外计算温度,按民用建筑热 工设计规程取值; ,尺,围护结构内外表面热阻,mz?k/W; ?尺一除保温层外,各结构层材料的热 阻之和; c一保温材料的计算导热系数,W/m? k; c=(2) 式中:一热工没计规程给出的保温材料的导热系 数,w/m?k; a一热工设计规程给出的导热系数的修正系 数,无因次量. 分析上式可知,影响保温材料厚度的决定因 素是a值,它是根据保温种类,屋顶构造,施工及 使用情况确定的.《规程》,对于传统屋顶:采 用加气混凝土,泡沫混凝土及水泥膨胀珍珠岩等 多孔块状保温材料,作为夹芯浇筑在屋面结构中 时取a=1.6,铺设在密闭屋面中时取a=1.5;采 用半硬质矿棉,岩棉铺设在密闭屋面中时,取a= 1.2.由于a值较大,如按传统做法,保温层的厚 度必然很大.为对比传统屋顶和倒铺层面是的屋 顶保温层的厚度,同样按节能两个30%计算,按 能与降低自重有矛盾.但是,若采用倒铺屋面,这上式计算结果见表l. 加气混凝土半硬质岩棉水泥膨胀珍珠岩沥青膨胀珍珠岩聚苯乙稀泡沫塑料地区 V=7ookg/tillV=80,200kg/m3V:800kg/mV=400kg/mV=lOOkg/m 哈尔滨0,462/0.3090.O97/0.08J0.546/0.3650.22/0.1830.09l/0.076 长青0.42l/0.3080.089/0.0740.498/0.3330.2/0.1670.084/0.07 沈阳0.394/0.2630.077/0.0640.466/0.3ll0.183/0.1530.072/0.06 北京0.27l/0.18l0.059/0.0490.32/0.2140.13/0.1080.05l/0.043 注:1.表中保温材料为铺设.2.分子表示传统铺设时的厚度.3.分母表示倒铺时的厚 度. 4,倒铺时覆盖采用7=2lOOkg/m.6=0.025m碎石混凝士板. 由表l可知,同样完成节能两个30%,即节省自重和造价,以及防止屋面破损等方面考虑,认真 采暖能耗为49%,采用倒铺法保温材料层厚可大研究开发各种倒铺屋顶是十分必要的. 幅度减少.因此,从节省建筑采暖能耗,降低屋顶