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屋面工程做法价值工程评价探析

屋面工程做法价值工程评价探析

摘要:为提高屋面建造技术,屋顶在构造设计时要注意解决防水、保温、隔热等问题。本文通过对正置式屋面施工工艺与倒置式屋面施工工艺进行比较,结合聊城市本地气候特征,运用价值工程原理进行分析选优,倒置式屋面在防水保温效果更好,且成本更低。

关键词:正置式屋面;倒置式屋面;价值工程

0引言

传统的正置式屋面做法,其构造层次自上而下为防水层、保温层、结构层,其保温材料不具有自防水性能的要求,通常保温材料吸水后导热系数增加,容易出现屋面开裂,使建筑达不到良好的保温隔热效果。倒置式屋面其构造层次自上而下为保温层、防水层、结构层。其保温材料均为憎水性材料,致密性、疏水性极佳,防水隔热效果好,且易于切割,施工便捷。与传统正置式屋面相比,倒置式屋面不但提高了防水性,还可以减少建造成本,因此对屋面工程进行价值工程研究十分具有实用性。

1屋面概述

1.1定义

屋顶:亦称屋盖,它位于建筑物的最上部,起着阻挡风、雨、霜、雪和日光等的侵袭,排除雨水、雪水以及保温隔热和围护的作用。同时承受屋顶上部载荷包括风载荷、雪载荷和屋顶自重,并将它们传递到墙或柱上。屋面:指建筑物屋顶的表面,是屋顶中面积较大的部分。包括:隔汽层、通风防潮层、保温隔热层、防水层、保护层等,是综合反映屋面多功能作用的系统工程。

1.2屋面基本功能

①防水。做好屋面防水能防止雨水渗透天花板,避免引起墙壁产生裂纹、屋内漏雨、室内发霉等情况,保证人们正常生活。②保温和隔热。屋面的保温功能可以减少建筑物的热损失,在寒冷季节可防止结露,保证室内温度不会过低;在炎热季节,屋面的隔热功能使室内温度不至过高,更适宜人们居住,尽量做到建筑节能,满足绿色环保。寒冷地区应满足冬季保温,屋面宜采用轻质、高效、吸水率低、性能稳定的保温材料,提高构造层的热阻。[1]③排水。屋面的排水功能给防水提供了有利条件,防水也为排水争取了足够的排水时间,防水与排水相辅相成、缺一不可。④防火。屋面工程采用耐火材料对控制火灾有十分积极的作用,特别是满足一定防火条件的上人屋面,可作为火灾时的临时避难场所,具备临时避难功能。。⑤美观。在满足经济性的前提下,建筑应做到一定的艺术性,尽量做到经济,适用,美观三者的平衡。

1.3屋面工程设计一般规定

1.3.1屋面工程应根据建筑物的建筑造型、使用功能、环境条件,对下列内容进行设计:①屋面防水等级和设防要求;②屋面构造设计;③屋面排水设计;④找坡方式和选用的找坡材料;⑤防水层选用的材料、厚度、规格及其主要性能;⑥保温层选用的材料、厚度、燃烧性能及其主要性能;⑦接缝密封防水选用的材料及其主要性能。.1.3.2屋面防水层设计应采取下列技术措施:①卷材防水层易拉裂部位,应选择空车间、点贴、条贴或机械固定等施工方法;②结构易发生较大变形、易渗漏和损坏的部位,应设置卷材或涂膜附加层;③在坡面和垂直面上粘贴防水卷材时,应采用机械固定和密封固定点的方法④卷材或涂膜防水层上应设置保护层;⑤在刚性保护层与卷材、涂膜防水层之间应设置隔离层。1.3.3屋面工程所使用的防水材料在下列情况下应具有相容性:1卷材或涂料与基层处理剂;2卷材与胶粘剂或胶粘带;3卷材与卷材复合使用;4卷材与涂料复合使用;5密封材料与接缝基材。

2聊城市气候气候特征

聊城地处温带季风区,属于半干旱大陆性气候,具有明显的季节性和季风性。春季较干旱多风,光照辐射强;夏季湿热多雨;秋季天高气爽,降温较快,光照辐射弱;冬季气温寒冷,空气干燥,降水较少。

2.1气温

聊城市年平均气温为13.5℃,高唐最低,达13.1℃,东阿最高,达14.0℃。四季温差较大,冬季1月气温最低,平均气温为-1.8℃;夏季7月气温最高,平均气温为26.8℃。极端最高气温为41.8℃,极端最低气温为-22.3℃。

2.2降水

聊城市年平均降水量540.4毫米,最多年降水量为785.3毫米,最少年降水量为312.7毫米。夏季降水量占全年降水量的60%,易出现局部内涝。春季最易发生干旱,秋季雨量稍多,冬季降水最少,不足全年的3%。年平均相对湿度68%,其中,7月—8月相对湿度最大,为79—83%,2月—3月最小,为57—59%。

3案例分析

3.1案例一:

3.1.1项目名称:聊城市茨平县顺河片区棚户区改造项目——大李安置区3.1.2建筑屋面做法:本工程的屋面防水等级为I级,屋顶保温材料的燃烧性能为2级。①40厚(最薄处)1:6(重量此)水泥珍珠岩找披层2%②20厚1:3水泥砂浆找平层③80厚挤塑板保温层④20厚1:3水泥砂浆找平层⑤刷基层处理剂一道⑥3+3厚两道SBS(-20°)防水卷材⑦隔离层(干铺玻纤布或低强度等级砂浆)一道⑧细石混凝土刚性防水平屋面。40厚C20细石混凝土(纵横分隔缝宽度应≤6m,缝宽20mm,沥青砂浆嵌缝)随打随抹;内配双向间路50钢筋网(钢筋网在分隔缝处断开)3.1.3屋面结构合规性分析大李安置区项目采用正置式屋面,其屋面结构自下而上如图1所示,按照“屋面工程技术规范”和“L13J1建筑工程做法”的要求,结合聊城市当地冬季寒冷干燥,夏季炎热空气湿度高的气候条件,在结构层上、保温层下应设置隔汽层,以保证湿气不能透过屋面结构进入保温层。

3.2案例二:

3.2.1项目名称:聊城市鑫亚片区棚户区改造项目3.2.2建筑屋面做法:本工程的屋面防水等级为I级,屋面设二道防水。①现浇钢筋混凝土楼板②最薄处30厚1:6水泥憎水型膨胀珍珠岩找坡层2%③20厚1:2.5水泥砂浆找平层④80厚挤塑聚苯板⑤30配C20细石混凝土找平层⑥3+3SBS防水卷材(I型、聚酯胎、低温柔度-209)⑦10厚1:4石灰砂浆⑧40厚C20细石混凝土随打随抹平(内配中4@100双向钢筋网片,4mX4m分格,缝宽20,密封胶嵌缝,钢筋网在分隔缝处断开)3.2.3屋面结构合规性分析鑫亚片区棚户区改造项目采用正置式屋面,其屋面结构自下而上如图1所示,按照“屋面工程技术规范”和“L13J1建筑工程做法”的要求,结合聊城市当地冬季寒冷干燥,夏季炎热空气湿度高的气候条件,在结构层上、保温层下应设置隔汽层,以保证湿气不能透过屋面结构进入保温层。

3.3采用0-4评分法对屋面功能重要度系数进行计算

根据分析,防水的功能重要度系数最高,其次为保温功能。下面以防水、保温为侧重点,对屋面施工方案进行改进。

4改进屋面施工方案设计

4.1倒置式屋面做法:(上人屋面)

①现浇钢筋混凝土楼板结构起坡3%②20厚1:2.5水泥砂浆找平层③3+3SBS防水卷材(I型、聚酯胎、低温柔度-209)④80厚挤塑聚苯板⑤覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层⑥10厚1:4石灰砂浆⑦40厚C20细石混凝土随打随抹平(内配中4@100双向钢筋网片,4mX4m分格,缝宽20,密封胶嵌缝,钢筋网在分隔缝处断开)此方案采用倒置式屋面做法,结构如图2所示,为减轻自重用结构层起坡3%,用20厚1:2.5水泥砂浆找平后,铺设3+3SBS防水卷材,蓄水试验合格后进行保温层的铺设。本项目采用80厚挤塑聚苯板,保温隔热性能好,施工时易于切割,经久耐用,不易受气温变化影响。在保温层上覆盖耐穿刺、耐腐蚀的纤维织物一层,再进行保护层施工。此方案既减少了工程量和施工成本,不但在缩短工期方面十分有优势,还进一步强化了屋面的防水和保温功能。

4.2改进方案与原方案比较

根据价值公式:V=F/C,综合对比防水功能、保温功能、工期、施工复杂程度、屋面造价等方面,倒置式屋面做法更具优势,既提高了防水保温功能F,又降低了成本C,使屋面工程价值V大幅提升,即--=¯-VCF,是提升屋面价值工程的最优路径。

5倒置式屋面的优势

5.1防水效果好

正置式屋面采用的是水泥膨胀珍珠岩等非憎水性材料,施工时材料含水量高,且找平层也是湿作业,想要在有限的时间内达到理想的含水率非常困难,这极大地影响了防水作业的施工效果;而倒置式屋面通常选用憎水性保温材料,如挤塑聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃保温板等,这些保温材料内部为闭孔结构,具有优异和持久不变的保温性能、极强的憎水和阻止水蒸气渗透的能力、较高的抗压强度及加工容易便于安装的特点[2]。倒置式屋面防水层在保温层之下,受到其保护,防水层温差变化小,热胀冷缩现象不明显,且紫外线等光照辐射无法作用到防水层,使防水层的寿命得以延长,产生良好的经济社会效益。

5.2保温效果好

传统屋面常用的保温材料都是非憎水性的,保温隔热效果差,且日后会产生屋面开裂等现象,在后期使用中增加了维修次数,却不能保证有良好的维修效果,使用体验较差。而倒置式屋面中采用的是“憎水性”保温材料,吸水率极低,防水性好,能有效减少建筑热损失,在长期使用过程中保温效果好。

5.3构造简化,节省成本

倒置式屋面将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面,不必设置屋面排气系统[3],也不必设置防水层与保护层间的隔离层,节省成本,美观大方;正置式屋面防水材料在阳光的长期暴晒下,材料极易老化失效,故应在防水层与保护层之间加做隔汽层,增加了施工步骤,建设成本也相应增加。

5.4符合全寿命周期管理理念

在使用期,倒置式屋面检修方便简单,可以不损材料,使运营期的人力物力成本大大降低,符合全寿命周期的管理理念。

6结束语

倒置式做法将传统屋面中防水层与保温层的层次颠倒,其防水层在保温层之下,无热胀冷缩现象,延长了防水层使用寿命,有效解决了建筑屋顶易渗漏、高维修率、翻修周期短的问题,节省了后期维护费用,综合经济效益显著提高。无论从施工成本方面看,还是从工程维修及保养的长期效果看,倒置式屋面有很好的效益和应用前景,应在工程设计中优先采用。

参考文献

[1]GB50345-2012,屋面工程技术规范[S].

[2]李敏.倒置式防水屋面的设计与使用[J].内蒙古石油化工,2013,39(06):70-71.

[3]孙继德.建设项目的价值工程(M).北京:中国建筑工业出版社.2011.

[4]谭文娟.倒置式保温屋面的应用分析[J].21世纪建筑材料,2009(01):62-63+67.

[5]仲金荣,肖本风.倒置式屋面施工技术[J].施工技术,2020,49(S1):990-992.

作者:刘腾 单位:聊城大学建筑工程学院