屋面工程做法價(jià)值工程評(píng)價(jià)探析
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摘要：為提高屋面建造技術(shù)，屋頂在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)要注意解決防水、保溫、隔熱等問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)正置式屋面施工工藝與倒置式屋面施工工藝進(jìn)行比較，結(jié)合聊城市本地氣候特征，運(yùn)用價(jià)值工程原理進(jìn)行分析選優(yōu)，倒置式屋面在防水保溫效果更好，且成本更低。
關(guān)鍵詞：正置式屋面；倒置式屋面；價(jià)值工程
0引言
傳統(tǒng)的正置式屋面做法，其構(gòu)造層次自上而下為防水層、保溫層、結(jié)構(gòu)層，其保溫材料不具有自防水性能的要求，通常保溫材料吸水后導(dǎo)熱系數(shù)增加，容易出現(xiàn)屋面開(kāi)裂，使建筑達(dá)不到良好的保溫隔熱效果。倒置式屋面其構(gòu)造層次自上而下為保溫層、防水層、結(jié)構(gòu)層。其保溫材料均為憎水性材料，致密性、疏水性極佳，防水隔熱效果好，且易于切割，施工便捷。與傳統(tǒng)正置式屋面相比，倒置式屋面不但提高了防水性，還可以減少建造成本，因此對(duì)屋面工程進(jìn)行價(jià)值工程研究十分具有實(shí)用性。
1屋面概述
1.1定義
屋頂：亦稱(chēng)屋蓋，它位于建筑物的最上部，起著阻擋風(fēng)、雨、霜、雪和日光等的侵襲，排除雨水、雪水以及保溫隔熱和圍護(hù)的作用。同時(shí)承受屋頂上部載荷包括風(fēng)載荷、雪載荷和屋頂自重，并將它們傳遞到墻或柱上。屋面：指建筑物屋頂?shù)谋砻?，是屋頂中面積較大的部分。包括：隔汽層、通風(fēng)防潮層、保溫隔熱層、防水層、保護(hù)層等，是綜合反映屋面多功能作用的系統(tǒng)工程。
1.2屋面基本功能
①防水。做好屋面防水能防止雨水滲透天花板，避免引起墻壁產(chǎn)生裂紋、屋內(nèi)漏雨、室內(nèi)發(fā)霉等情況，保證人們正常生活。②保溫和隔熱。屋面的保溫功能可以減少建筑物的熱損失，在寒冷季節(jié)可防止結(jié)露，保證室內(nèi)溫度不會(huì)過(guò)低；在炎熱季節(jié)，屋面的隔熱功能使室內(nèi)溫度不至過(guò)高，更適宜人們居住，盡量做到建筑節(jié)能，滿(mǎn)足綠色環(huán)保。寒冷地區(qū)應(yīng)滿(mǎn)足冬季保溫，屋面宜采用輕質(zhì)、高效、吸水率低、性能穩(wěn)定的保溫材料，提高構(gòu)造層的熱阻。[1]③排水。屋面的排水功能給防水提供了有利條件，防水也為排水爭(zhēng)取了足夠的排水時(shí)間，防水與排水相輔相成、缺一不可。④防火。屋面工程采用耐火材料對(duì)控制火災(zāi)有十分積極的作用，特別是滿(mǎn)足一定防火條件的上人屋面，可作為火災(zāi)時(shí)的臨時(shí)避難場(chǎng)所，具備臨時(shí)避難功能。。⑤美觀(guān)。在滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的前提下，建筑應(yīng)做到一定的藝術(shù)性，盡量做到經(jīng)濟(jì)，適用，美觀(guān)三者的平衡。
1.3屋面工程設(shè)計(jì)一般規(guī)定
1.3.1屋面工程應(yīng)根據(jù)建筑物的建筑造型、使用功能、環(huán)境條件，對(duì)下列內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì):①屋面防水等級(jí)和設(shè)防要求;②屋面構(gòu)造設(shè)計(jì);③屋面排水設(shè)計(jì);④找坡方式和選用的找坡材料;⑤防水層選用的材料、厚度、規(guī)格及其主要性能;⑥保溫層選用的材料、厚度、燃燒性能及其主要性能;⑦接縫密封防水選用的材料及其主要性能。.1.3.2屋面防水層設(shè)計(jì)應(yīng)采取下列技術(shù)措施:①卷材防水層易拉裂部位，應(yīng)選擇空車(chē)間、點(diǎn)貼、條貼或機(jī)械固定等施工方法;②結(jié)構(gòu)易發(fā)生較大變形、易滲漏和損壞的部位，應(yīng)設(shè)置卷材或涂膜附加層;③在坡面和垂直面上粘貼防水卷材時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械固定和密封固定點(diǎn)的方法④卷材或涂膜防水層上應(yīng)設(shè)置保護(hù)層;⑤在剛性保護(hù)層與卷材、涂膜防水層之間應(yīng)設(shè)置隔離層。1.3.3屋面工程所使用的防水材料在下列情況下應(yīng)具有相容性:1卷材或涂料與基層處理劑;2卷材與膠粘劑或膠粘帶;3卷材與卷材復(fù)合使用;4卷材與涂料復(fù)合使用;5密封材料與接縫基材。
2聊城市氣候氣候特征
聊城地處溫帶季風(fēng)區(qū)，屬于半干旱大陸性氣候，具有明顯的季節(jié)性和季風(fēng)性。春季較干旱多風(fēng)，光照輻射強(qiáng)；夏季濕熱多雨；秋季天高氣爽，降溫較快，光照輻射弱；冬季氣溫寒冷，空氣干燥，降水較少。
2.1氣溫
聊城市年平均氣溫為13.5℃，高唐最低，達(dá)13.1℃，東阿最高，達(dá)14.0℃。四季溫差較大，冬季1月氣溫最低，平均氣溫為-1.8℃；夏季7月氣溫最高，平均氣溫為26.8℃。極端最高氣溫為41.8℃，極端最低氣溫為-22.3℃。
2.2降水
聊城市年平均降水量540.4毫米，最多年降水量為785.3毫米，最少年降水量為312.7毫米。夏季降水量占全年降水量的60%，易出現(xiàn)局部?jī)?nèi)澇。春季最易發(fā)生干旱，秋季雨量稍多，冬季降水最少，不足全年的3%。年平均相對(duì)濕度68%，其中，7月—8月相對(duì)濕度最大，為79—83%，2月—3月最小，為57—59%。
3案例分析
3.1案例一：
3.1.1項(xiàng)目名稱(chēng)：聊城市茨平縣順河片區(qū)棚戶(hù)區(qū)改造項(xiàng)目——大李安置區(qū)3.1.2建筑屋面做法：本工程的屋面防水等級(jí)為I級(jí)，屋頂保溫材料的燃燒性能為2級(jí)。①40厚(最薄處)1:6(重量此)水泥珍珠巖找披層2%②20厚1:3水泥砂漿找平層③80厚擠塑板保溫層④20厚1:3水泥砂漿找平層⑤刷基層處理劑一道⑥3+3厚兩道SBS(-20°)防水卷材⑦隔離層(干鋪玻纖布或低強(qiáng)度等級(jí)砂漿)一道⑧細(xì)石混凝土剛性防水平屋面。40厚C20細(xì)石混凝土(縱橫分隔縫寬度應(yīng)≤6m，縫寬20mm，瀝青砂漿嵌縫)隨打隨抹;內(nèi)配雙向間路50鋼筋網(wǎng)(鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi))3.1.3屋面結(jié)構(gòu)合規(guī)性分析大李安置區(qū)項(xiàng)目采用正置式屋面，其屋面結(jié)構(gòu)自下而上如圖1所示，按照“屋面工程技術(shù)規(guī)范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結(jié)合聊城市當(dāng)?shù)囟竞涓稍铮募狙谉峥諝鉂穸雀叩臍夂驐l件，在結(jié)構(gòu)層上、保溫層下應(yīng)設(shè)置隔汽層，以保證濕氣不能透過(guò)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)入保溫層。
3.2案例二：
3.2.1項(xiàng)目名稱(chēng)：聊城市鑫亞片區(qū)棚戶(hù)區(qū)改造項(xiàng)目3.2.2建筑屋面做法：本工程的屋面防水等級(jí)為I級(jí)，屋面設(shè)二道防水。①現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板②最薄處30厚1:6水泥憎水型膨脹珍珠巖找坡層2%③20厚1:2.5水泥砂漿找平層④80厚擠塑聚苯板⑤30配C20細(xì)石混凝土找平層⑥3+3SBS防水卷材(I型、聚酯胎、低溫柔度-209)⑦10厚1:4石灰砂漿⑧40厚C20細(xì)石混凝土隨打隨抹平(內(nèi)配中4@100雙向鋼筋網(wǎng)片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi)）3.2.3屋面結(jié)構(gòu)合規(guī)性分析鑫亞片區(qū)棚戶(hù)區(qū)改造項(xiàng)目采用正置式屋面，其屋面結(jié)構(gòu)自下而上如圖1所示，按照“屋面工程技術(shù)規(guī)范”和“L13J1建筑工程做法”的要求，結(jié)合聊城市當(dāng)?shù)囟竞涓稍?，夏季炎熱空氣濕度高的氣候條件，在結(jié)構(gòu)層上、保溫層下應(yīng)設(shè)置隔汽層，以保證濕氣不能透過(guò)屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)入保溫層。
3.3采用0-4評(píng)分法對(duì)屋面功能重要度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算
根據(jù)分析，防水的功能重要度系數(shù)最高，其次為保溫功能。下面以防水、保溫為側(cè)重點(diǎn)，對(duì)屋面施工方案進(jìn)行改進(jìn)。
4改進(jìn)屋面施工方案設(shè)計(jì)
4.1倒置式屋面做法：（上人屋面）
①現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)起坡3%②20厚1:2.5水泥砂漿找平層③3+3SBS防水卷材(I型、聚酯胎、低溫柔度-209)④80厚擠塑聚苯板⑤覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層⑥10厚1:4石灰砂漿⑦40厚C20細(xì)石混凝土隨打隨抹平(內(nèi)配中4@100雙向鋼筋網(wǎng)片，4mX4m分格，縫寬20，密封膠嵌縫，鋼筋網(wǎng)在分隔縫處斷開(kāi)）此方案采用倒置式屋面做法，結(jié)構(gòu)如圖2所示，為減輕自重用結(jié)構(gòu)層起坡3%，用20厚1:2.5水泥砂漿找平后，鋪設(shè)3+3SBS防水卷材，蓄水試驗(yàn)合格后進(jìn)行保溫層的鋪設(shè)。本項(xiàng)目采用80厚擠塑聚苯板，保溫隔熱性能好，施工時(shí)易于切割，經(jīng)久耐用，不易受氣溫變化影響。在保溫層上覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層，再進(jìn)行保護(hù)層施工。此方案既減少了工程量和施工成本，不但在縮短工期方面十分有優(yōu)勢(shì)，還進(jìn)一步強(qiáng)化了屋面的防水和保溫功能。
4.2改進(jìn)方案與原方案比較
根據(jù)價(jià)值公式：V=F/C，綜合對(duì)比防水功能、保溫功能、工期、施工復(fù)雜程度、屋面造價(jià)等方面，倒置式屋面做法更具優(yōu)勢(shì)，既提高了防水保溫功能F，又降低了成本C,使屋面工程價(jià)值V大幅提升，即--=¯-VCF，是提升屋面價(jià)值工程的最優(yōu)路徑。
5倒置式屋面的優(yōu)勢(shì)
5.1防水效果好
正置式屋面采用的是水泥膨脹珍珠巖等非憎水性材料，施工時(shí)材料含水量高，且找平層也是濕作業(yè)，想要在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的含水率非常困難，這極大地影響了防水作業(yè)的施工效果；而倒置式屋面通常選用憎水性保溫材料，如擠塑聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃保溫板等，這些保溫材料內(nèi)部為閉孔結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異和持久不變的保溫性能、極強(qiáng)的憎水和阻止水蒸氣滲透的能力、較高的抗壓強(qiáng)度及加工容易便于安裝的特點(diǎn)[2]。倒置式屋面防水層在保溫層之下，受到其保護(hù)，防水層溫差變化小，熱脹冷縮現(xiàn)象不明顯，且紫外線(xiàn)等光照輻射無(wú)法作用到防水層，使防水層的壽命得以延長(zhǎng)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
5.2保溫效果好
傳統(tǒng)屋面常用的保溫材料都是非憎水性的，保溫隔熱效果差，且日后會(huì)產(chǎn)生屋面開(kāi)裂等現(xiàn)象，在后期使用中增加了維修次數(shù)，卻不能保證有良好的維修效果，使用體驗(yàn)較差。而倒置式屋面中采用的是“憎水性”保溫材料，吸水率極低，防水性好，能有效減少建筑熱損失，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保溫效果好。
5.3構(gòu)造簡(jiǎn)化，節(jié)省成本
倒置式屋面將憎水性保溫材料設(shè)置在防水層上的屋面，不必設(shè)置屋面排氣系統(tǒng)[3]，也不必設(shè)置防水層與保護(hù)層間的隔離層，節(jié)省成本，美觀(guān)大方;正置式屋面防水材料在陽(yáng)光的長(zhǎng)期暴曬下，材料極易老化失效，故應(yīng)在防水層與保護(hù)層之間加做隔汽層，增加了施工步驟，建設(shè)成本也相應(yīng)增加。
5.4符合全壽命周期管理理念
在使用期，倒置式屋面檢修方便簡(jiǎn)單，可以不損材料，使運(yùn)營(yíng)期的人力物力成本大大降低，符合全壽命周期的管理理念。
6結(jié)束語(yǔ)
倒置式做法將傳統(tǒng)屋面中防水層與保溫層的層次顛倒，其防水層在保溫層之下，無(wú)熱脹冷縮現(xiàn)象，延長(zhǎng)了防水層使用壽命，有效解決了建筑屋頂易滲漏、高維修率、翻修周期短的問(wèn)題，節(jié)省了后期維護(hù)費(fèi)用，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。無(wú)論從施工成本方面看，還是從工程維修及保養(yǎng)的長(zhǎng)期效果看，倒置式屋面有很好的效益和應(yīng)用前景,應(yīng)在工程設(shè)計(jì)中優(yōu)先采用。
參考文獻(xiàn)
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作者:劉騰 單位:聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院