坡屋面防水设计

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 1  现状与问题
      论及屋面防水，坡屋面比平屋面更讲究屋盖整体的系统性。
      （1）旧式的坡瓦屋面  不论民居还是官式，不论是南方、北方，都各有一套成熟的系统。只是有的较简陋，有的较复杂，但都能适应当时的经济及当地的气候条件。
      （2）新式的坡瓦屋面  以机平瓦为代表，主要用于檩条望板系统之中，该系统基本成熟可靠。
      （3）现代坡瓦屋面  指的是以英红瓦为代表的具有优良防水、耐久及装饰性能的水泥砂浆重质瓦。瓦的表面华丽，但如将瓦座砌于混凝土屋面板上，就会造成整个系统的混乱，下面将重点叙述。
      （4）油毡瓦  是近年国内发展起来的轻质瓦，上海及其周边地区正推广。设计时要解决扬长避短的问题。
      （5）金属坡屋面  包括金属瓦、金属单板、复合夹芯板等，通常都由专业公司设计、制作、安装，高度专业化。但这类屋面，特别是金属板，使用3~5年后，即可能发生渗漏，其渗漏率比较高。
      （6）坡顶屋面的剖面设计   近年来很有点别出心裁。比如，只是为了立面需要，将坡瓦屋面与平面构造完全按平屋面设计，至少在平、坡相交的部位，坡屋面的一部分被当作檐沟侧壁使用。建议凡平、坡相接，须在坡瓦屋面檐端作250mm高的泛水作为过渡。坡屋面、平屋面按各自合理的构造设计，两者的防水层在泛水顶部（或延至坡顶上200~300mm宽）密封连接。平屋面的防水层是主防水层，坡屋面防水屋是次防水层。
      2  重质瓦
      2.1 系统构造
      重质瓦原本是用在屋架系统上的：屋架上设檩条、椽子、木望板；或檩条上直接钉木望板。筒瓦可以采用钢绞线或拧在一起的双股钢丝，直接钉挂在望板上；但大多数的平瓦则是勾挂在挂瓦条上，挂瓦条下为顺水条，防水层就铺设在顺水条与木望板之间。
      保温层主要设在吊平顶内，采用矿棉毡类。吊顶封闭的空间，设通风构造；通常在山墙两侧设百叶，夏季开启通风，冬季关闭保温。整个系统成熟、合理。保温层也可设在斜吊顶中。不设吊（平）顶的坡瓦屋面，保温层可仍为矿棉类，设在防水层上。此时的瓦作为主防水层，而卷材则起防止冷凝水的作用兼作防水层。
      2.2 存在问题及对策
      将重质瓦用在钢筋混凝土坡屋面上似乎是我国特有的作法。带来的问题是：挂瓦使绝热层几乎没有好设计。有关标准图集选用的绝热层为块料，块料保温层的设置要解决重质瓦下滑的问题。图集提示的解决办法是在檐口处设计钢筋混凝土反梁，将保温层勾托住；同时在屋面板内预埋钢筋头。
      钢筋头给保温块材的铺设及防水层的施工（特别是卷材）“制造麻烦”后，又给挂瓦条的安装带来不便——钢筋头埋设不准，在施工保温层、防水层时，工人当作爬梯使用。解决的办法是采用现场喷发泡聚氨酯。具体构造建议：采用铝合金挂瓦系统，或仍采用木质挂瓦条，但需加高条的断面高度，取消顺水条。两种方法都须直接将挂瓦条固定在混凝土屋面板上，然后作保温层。发泡聚氨酯施工时，应控制好厚度，留足挂瓦后的空隙，使偶尔渗到瓦下的水能通过聚氨酯硬泡表面，穿过挂瓦条预留的开口排除。
      对聚氨酯硬泡上表面自然形成的膜层，不要切割、踩踏破坏。必要时，在其上还可加涂聚氨酯涂膜或JS涂膜，并连续覆盖挂瓦条。
      2.3 绝热防水问题
      在冬暖夏热地区，以考虑隔热为主。建议设计金属隔热膜。北方地区及夏热冬冷地区，宜优选外保温。完全取消绝热层的设计，不仅有悖于国家的建筑节能政策，而且降顶层用户的舒适度。
      内保温或吊平顶保温隔热，效果不如外保温，而且不能解决混凝土屋面板的温变裂缝，于防水不利。
      钢筋混凝土坡屋面板不能作为防水层，能作为主体防水层的，主要还是柔性防水层，如聚氨酯涂膜或自闭性卷材。坡度较大时，建议选用JS，厚度1.0~1.2mm，但局部穿钉处应加至2.5~3.0mm，起密封作用
   2.4  现代平瓦、筒瓦的构造设计问题
      将瓦大面积座砖，很容易破坏瓦的自然搭接构造的合理性，不能保证恰当的间隙和恰当的空腔，使瓦的防水功能大为降低。座砌的瓦，因为怕下滑，常常取消防水层，这直接违反规范规定，因此而造成大面积渗漏的教训也不少。若一定要座瓦，建议防水层采用JS，或采用聚合物水泥砂浆，但前提是要确保坡屋面混凝土浇筑的质量。
      采用其他柔性防水层是不可取的。比如Ⅱ型聚氨酯涂膜，在施涂最后1道涂膜后，撒细砂拍入，这种流行的防下滑措施是不可靠的，特别是建在道路两旁的建筑。
      生产现代瓦的专业公司能够提供完美的整套坡顶构造节点，要使瓦能起到主防水层的作用。设计、施工均应尽量避免自造节点。
      不论现代平瓦还是筒瓦，只能在局部位置使用少量专用砂浆座砌。
      3   油毡瓦
      3.1 系统构造
      油毡瓦属轻质瓦。油毡瓦原来也是与檩条、望板系统配套使用。因此，它在上海地区采用之初，主要用在轻钢屋架、檩条望板系统中，其整个屋面系统的轻质性、方便性、经济性，是促进该地区“平改坡”成功的内在因素。
      3.2 存在的问题及对策
      将油毡瓦直接钉粘在混凝土坡屋面上，令其优势全无。但用在外保温层上，则显然比重质瓦好。首先减弱了下滑的重力；构造上也趋简化：因为不设挂瓦条，钢筋头可以不留，在保温砌块的砂浆找平层上作防水层（也称油毡瓦垫层），然后直接粘钉油毡瓦。
      笔者建议，砂浆找平层采用聚合物水泥砂浆，主要目的是改性，增加砂浆的韧性，以便钉置油毡瓦时，钉孔四周减少裂缝。于是，油毡垫层可以去掉。
      油毡瓦用在夏季日照强烈的地区及沿海强风暴雨地区时，其弱点较易显现。
      4、金属坡屋面
      4.1 系统构造
      金属坡屋面，无论是瓦还是板，都以构造防水为主；特别是排水方向上的搭接，主要靠足够的坡度。若坡度小于5%，瓦（板）从脊到檐应连续，中间不应有搭接。实际工作中，有些坡度过小的屋面，其排水方向的搭接靠胶密封，这是金属板屋面发生大面积严重渗漏的的主要原因。解决办法是采用专用双面防水密封胶带。但由于板间缝隙宽窄不一，定型的双面胶带若能与合适的膏状密封胶配合使用，可能效果更好。
      金属板横向搭接，虽有搭接部位（波峰）及搭接长度的要求，仍应注意雨季主导风向，顺风搭接。
      金属板的选用要点：①构造形式应使板能自由伸缩；②密封节点应（锚点）考虑非裸露式；③板面宜选浅色。以上是减少因温度变形引起渗漏的主要措施。
      4.2  金属坡屋面
      常因内天沟尺度过小，排水不畅，引起水满上溢，从檐板下渗入室内。
      解决的办法：①天沟侧板应延伸至檐板下尽可能多一点，具体要看屋面坡度。坡度大，延伸少，坡度小，延伸多；②采用虹吸式水落口，其排水效率高，可加速沟中雨水流速，对天沟的纵向坡度及沟的尺寸要求都较为宽松。另外水落口排水不畅，最主要的原因还是维护问题。水落口应选用较高突起的，平缓篦笼则容易被堵。
      夹芯钢板封闭之端部，应用聚氨酯硬泡填封（现场发泡），若接室内单板天沟，应采取措施确保绝热层的连续性。
      4.3　金属瓦屋面
      金属瓦通常也是与轻钢屋面共同组成屋盖系统，而且高度专业化，能够较好地解决防水、保温、隔热、减噪声等问题。如果将其移植到混凝土坡屋面上，保温隔热构造可以同油毡瓦，但瓦的固定只能钉挂在龙骨（挂瓦条）上。
      若将金属瓦直接锚在金属挂瓦条上，固体传声很大，采用木龙骨，情况会好许多。
      5　几点建议
      （1）坡屋面应优选钢结构，采用轻钢檩条、望板及挂瓦系统。主体结构为钢筋混凝土框架的坡顶居住建筑，顶层（或屋盖）可采用钢结构，视其大小，可现场拼装、组装、也可整体吊装

       （2）防水设计要同时考虑绝热层。其综合构造系统，可简可繁。再简，也比完全放弃好。最简单经济的挂瓦，可在混凝土板直接用砂浆作出挂瓦条，挂条中间开泄水口；作JS防水层覆盖挂瓦条；绝热层采用铝箔，用氯丁胶铺贴，相互搭接75mm，胶带粘牢；再铺挂重质瓦。若直接座瓦，应先作JS，随即用纤维砂浆铺成条状座瓦 ，可形成通风隔热层。但若须保温，仅能做内保温。
      （3）金属屋面应按专业公司提供的全套系统进行设计、制作、安装。比如曲面网架金属屋面，不仅包括网架，也包括屋盖四周的封堵。拆开分包的结果，容易产生“边区”，渗漏就从那里产生。专业公司提供的全套系统，还应包括专用配件。
      （4）坡屋面的外檐沟，有时为了立面美观，会把沟做的很小，甚至埋不下1个水落口。解决的办法是，定制水落口；同时，允许雨天，水满外溢。对混凝土外檐沟，要求外檐饰面耐水冲刷，不怕脏，能自洁；对金属外檐沟，则建议沟外侧边缘低于内缘。
      日本有许多屋面檐沟不设水落管，也不装水落口，只在沟端留洞，洞下挂铁链，铁链锚于室外檐下地坪，因此没有溢水问题，但锚链四周地坪最好为砾石，而且在很大范围内为渗水地面，是生态，环保做法。
      （5）把防水的瓦当饰面砖用，还不如直接采用面砖粘贴。即便宜又防水的办法是直接作防水饰面涂料。瓦因为防水，才保持数千年的延续和进步，既然不让瓦防水，就不必用瓦。现代涂料，既能防水，又能装饰，完全可直接用于坡屋面外表。