CN100410470C - 一种能永久防水与绿化的屋面 - Google Patents

Abstract

一种能永久防水与绿化的屋面，属屋面建筑技术领域。该屋面是由动静结构防水层、隔根防水层、储排水层、过滤层、基质层和植被层组成。非绿化区是由动静结构防水层和反光隔热层组成。其中动静结构防水层是把屋面分成若干个静态防水区，静态防水区之间是动态防水区。静态防水区由钢筋网、混凝土及高聚物乳液构成的整体刚性防水区；动态防水区是由静态防水区之间的人工缝和该缝正中上方的V形或U形槽及其V形或U形动态型材与胶粘剂所构成。在动静结构防水层上依次铺设隔根防水层、储排水层、过滤层和基质层，在基质层上栽种植被绿化层。这种结构的屋面能在房屋设计年限内不渗漏，种植的绿化可节能环保，改善人居环境，适用于各类民用建筑屋面。

Description

一种能永久防水与绿化的屋面

(一)技术领域

本发明涉及一种一次修建或改建，能永久(指建筑设计使用年限)防水与绿化的屋面，属屋面建筑技术领域。

(二)背景技术

长期以来，屋面困扰着人们的关键是漏水和温度，以渗漏为最。

屋面目前从构造形式看，不是光秃的坡屋面，就是光秃的平顶屋面。坡屋面虽防水简易些，但浪费资源，造价高。屋面除仅能基本的遮风避雨外，不仅不能带来任何利用价值与利益，反而夏天屋面还产生60-70℃的高温和风沙，也几年就需维修等负面效应。

平顶屋面虽新建造价廉，施工简便，有使用方便，高层美观等优于坡屋面。但它跟坡屋面一样，仍具很多对人无利和不利影响，其中最伤脑筋的是防水问题，其次是温度问题。当前，国内外开始兴起平顶屋面绿化，以提升屋面利用价值。可屋面绿化的基本前提条件是防水的绝对安全和承重绝对安全。而目前平顶屋面防水绝对没过关，这是世界公认的且人们头疼的老大难。这是因为：

平顶屋面的防水，目前不是刚性防水，就是柔性防水。设计、施工、材料生产都是以某种材料为中心做文章。如刚性防水，就是把防水寄托于钢筋混凝土等刚性材料，将整个屋面用钢筋混凝土(或添膨胀剂)，企图现浇固定成一个不做收缩与伸缩运动的绝对静止的整体。如柔性防水，就在跟制作楼面一样的土建结构层上，以卷材做一道或二道......的卷材防水屋面，或以涂料、密封膏做几涂几布(毡)、几油几布(毡)的涂膜防水屋面，或以拒水粉做1cm厚的防水粉屋面等。即使偶尔也用密封膏接缝防水的工法，也是缝的设计与结构层相脱离，又为定格定距缝，所设计缝口又为ㄩ形，内灌密封膏防水。这种在屋面上满粘、满铺(条粘、点粘)、满涂和密封膏接缝的工法，和单纯的材料观与静止观等，从理论和实践证明，防水是不长久的，是不科学的。

上述总归认识错误，行为盲目，是防水大忌。其病根主要在于：

1、没有以屋面为中心、而是以某种材料为中心研究防水。更未能研究刚性防水材料、柔性防水材料、气候环境、和开发屋面多用途如绿化、种植等依据屋面特点的设计、施工与防水相互之间的关系。

2、有的认为：屋面裂缝是新建地基沉降所引起的，其余屋面是静止的；有的认为：新建屋面凝固干燥收缩裂缝后，屋面就静止了。这都没有认识到屋面不仅具有凝固干燥收缩裂缝运动，而且更重要的是随气候的变化不断做伸张(膨胀)与收缩的剪切运动，最次是重力、震动等力的作用而运动。没有认识到屋面的运动是循环反复的，而且运动是有规律可循的。因此更没有研究这些运动裂缝与屋面架空距、屋面结构、屋面施工、屋面所处气候环境和屋面荷载等之间的关系与可循的规律。

3、由于人们对屋面静止的观点，屋面建筑防水时，没有充分发挥刚柔材料的优势与特长，无的放矢，盲目将刚柔防水材料应用之。这就出现了屋面不是刚性防水，就是柔性防水等上面所述的设计与施工法。

4、忽视了屋面裸露在外，受气候环境影响，加剧了对屋面整体的破坏；忽视了刚性材料裸露在外极易伸缩崩裂、风化、分化；忽视了柔性材料裸露在外极易老化、干裂结硬断裂渗漏等；更未考虑影响混凝土的碳化、冻融和钢筋锈蚀等诸多不良因素导致屋面难以永久防水的问题。

5、有的为了屋面的保温隔热，在屋面满粘、满铺或满涂的柔性防水层上，用架空隔热板、或保温层、或绿化层等覆盖避候，一般可相对延长防水使用寿命，但不十分可靠，更谈不上永久。这是由于未认识到屋面的运动性，就忽视了满铺、满粘、满涂而薄的柔性防水材料零距长对应屋面零断裂运动的距长，或对应裂缝的零剪切运动的距长而断裂渗漏。即屋面运动时，必由裂缝两边拉长弹性的微薄柔性材料随屋面运动做循环拉伸与压缩的补充防水，日久所产生的疲劳断裂渗漏。更忽视了刚性基面粘结柔性防水层的刚性粘结物与柔性防水层上面刚性物及重物的控制，致使柔性材料不能适应屋面零断裂裂缝距长，或裂缝运动距长的拉长补充而断裂渗漏。

特别屋面绿化后，其渗漏是十分可怕的！它的修复难度很大。因此，这有可能在一个很长时期内将屋面绿化这个很好的项目引发民怨，束之高阁。

6、现在，有的防水专家虽已认识到屋面因受凝固干燥和气候的影响而裂缝运动，柔性防水材料易老化结硬等，采取了卷材生产贴石片(粒)、铝铂避候，和避拉式的空(浮)铺条粘、点粘等施工工艺。这在非绿化的坡屋面上使用尚可，平顶屋面是使不得的。因为平顶屋面是上人屋面，又为基本水平，施工时和施工后很难保证卷材与各粘结处无瑕疵和纰漏，若一处漏水，满屋渗。这是屡试屡败和教训。

而今又有人将此法引入绿化屋面，将它作为所谓的滑动防水层或隔离防水层，这比在非绿化的平顶屋面上使用更可怕，因为有绿化各层次的作业破坏、与重物和刚性物的整体压制控制，因此，空铺、点粘或条粘柔性防水材料层的穿眼、脱粘、漏粘、屋面收缩裂缝和裂缝伸缩运动引起的断裂等均是不可避免的。这是屋面防水与绿化之大祸。

7、忽视了同体积的钢筋混凝土，其展开面积不同，伸张与收缩率也不同；忽视了屋面属展开表面积大的架空裸露的相对自由运动体。

8、过度单方面强调屋面的整体结构安全，忽视了由此带来的屋面内应力和剪切力对屋面造成破坏导致渗漏的问题，忽视了屋面防水是屋面结构层的主要功能和建筑目的之一。

9、忽视了不同颜色和不同密度的材料，具有不同的储热、吸热、散热、反热的性质。

10、由于上述原因和管理体制原因，把屋面土建、防水、保温、绿化等一个整体的系统工程割裂开来，各吹各的号，各唱各的调，都以眼前既得利益为目的，相互有意或盲目传递与实施着谬误，贻害人类。

(三)发明内容

针对目前屋面建设的上述缺陷，本发明的目的，是提供一种能永久(建筑设计使用年限)防水和绿化的屋面，本发明的另一个目的是提供这种永久防水和绿化屋面的实施方法，以改当前屋面的不良现状，消除屋面漏水病根，实现屋面永久防水与绿化。并由此给人类带来屋面建造维护的经济效益、节能效益和生态环保效益，消除城市热岛效应，节省与保护并开发多种资源等多功能多用途的其他效益。观赏绿化和种植绿化，还可提供就业岗位。由此成为屋顶经济。

本发明的目的是这样实现的：一种能永久防水与绿化的屋面，其特征是：所述屋面构造层由下至上依次是动静结构防水层、隔根防水层、储排水层、过滤层、基质层和植被层，其中，动静结构防水层是把屋面分成若干个静态防水区，静态防水区之间为动态防水区，静态防水区是由钢筋网、混凝土及高聚物乳液构成的整体刚性防水区，动态防水区是由静态防水区之间的人工缝和该缝正中上方的V形或U形槽及其V形或U形动态型材与胶粘剂所构成，在动静结构防水层上铺设隔根防水层，在隔根防水层上铺设储排水层和过滤层，在过滤层上铺设基质层，在基质层上栽种植被绿化层，隔根防水层由高分子材料制成，并在动静结构防水层上的动态防水区做成V形折皱状，其上粘贴防压防刺砖，储排水层设排水口，储排水层内设有储水材料，过滤层采用玻纤布。

实现上述目的的核心与前提，是永久防水。屋面防水研究与实施的对象是屋面。其焦点是以层面的结构、构造、承重、应用材料的特点、气候和环境各因素、植被生态等与防水之间的相互关系。

而屋面绿化，一般宜平顶。从平顶屋面的结构层分有：(1)新建现浇屋面；(2)新建装配式(预制板)屋面；(3)已建现浇、预制屋面。依据研究的对象及其焦点的类似性，无论哪种平顶屋面，实现永久防水与绿化及它用的目的，都是采用动静避候防水法，仅具体设计、施工工艺、流程等形式有别而已。

因此，本发明将几种结构层的平顶屋面，均建成永久防水与绿化的屋面，其构造层由下至上依次是：动静结构防水层、隔根防水层、储排水层、过滤层、基质层、植被层共6层。其中，动静结构防水层是依据屋面结构层的几种形式及其运动的规律，把屋面分成若干个静态防水区，静态防水区之间为动态防水区。静态防水区是由钢筋、混凝土、高聚物乳液等构成的整体刚性防水区；动态防水区，是由静态防水区之间的人工缝、和该缝正中上方的V形或U形槽所构成，其防水是由V形或U形动态柔性型材及其胶粘剂等所实现的。静态防水区与动态防水区及其防水等共同构成结构防水层，即动静防水层，也称动静结构防水层。该方法称动静防水法。

在动静结构防水层上铺设隔根防水层，在隔根防水层上铺设储排水层和防止土肥流失的过滤层，在过滤层上铺设植被根系营养的改良土壤又称基质层，在基质层上栽种植被绿化层。依据屋面设计的荷载承重能力，确定储排水层与基质层厚度，依据其厚度确定花园式绿化或简易式绿化屋面。屋面其它不宜绿化的部分，另实施简易避候。这种实施动静防水后，又实施避候保护防水层的方法，统称为动静避候防水法。

实施永久防水与绿化屋面的总方法与目的相同，但一是平顶屋面有几种结构层形式，动静结构防水层的具体实施方法不同；二是不同承重荷载的结构层，它的绿化有花园式绿化和简易式绿化两种形式。因此，

本发明屋面有三种结构层和两种绿化形式的实施方法是：

1、新建现浇花园式绿化屋面的实施方法，包括如下主要步骤与目的：

(1)勘校承重梁墙，装模，按荷载设计，布钢筋网及其相交结构的屋面周边或(中间)固定带钢筋笼；低层建筑屋面：在各静态防水区布冷拔带肋全分离性钢筋网；中高层建筑屋面方案有二：方案一为两层钢筋网，下层为热扎钢筋主筋网，上层为各静态防水区全分离性冷拔带肋钢筋网；方案二为降低造价，两网合一，为1/2分离性的预应力冷拔带肋钢筋网，1/2为非分离性的非预应力整联钢筋网；并作相关钢筋弯头与焊接。

本步主要目的是：①由现行现浇梁(墙)、屋面同时布筋与浇筑混凝土，改为分别进行，且承重梁(墙)水平强度高，除屋面相交结构的固定处外的其他承重处，还可用橡胶条状卷材将屋面与梁(墙)相隔离，以利屋面特点的动静结构防水层的运动；②由现行屋面一个不太规则整体热扎钢筋大网，改为按现行现浇屋面裂缝规律划分而规则的静态防水区的全分离冷拔带肋钢筋网；或该网与规则热扎钢筋大网合并使用，以利屋面不规则的裂缝变为规则性的裂缝于全分离性冷拔带肋钢筋网间人工缝；③由现行现浇屋面钢筋的接头弯头与承重梁锚固，或承重梁之外的空搭接，改为弯头双面搭头焊接，或绑焊，承重筋中心受力处不能焊接。以利布筋均和受力匀，防止因此短距裂缝或龟裂。④屋面周边钢筋笼与周边静态防水区钢筋网(含中高层建筑屋面热扎钢筋大网)联为一体，构成相交钢筋混凝土结构，防止屋面与墙体之间裂缝，又利于屋面抗侧力结构的安全性能。⑤由现行现浇分主筋与跨梁副筋，改为取消副筋，除中高层屋面的大网结构主筋分纵向与横向筋外，把分离性冷拔带肋钢筋网筋明确分为屋面承重结构短距方为承重筋，长距方为整联筋，四方承重约等距的互为承重与整联筋，该网周边设人工缝构造筋，以利合理高效用筋和人工缝的准确性。

(2)浇筑高聚物混凝土制作静态防水区与动态防水区，及其周边相交结构的钢筋混凝土固定带，同时安装管道等。特别注意制作动态防水区人工缝隔离膜带应成为直线。

本步主要目的是：由现行在屋面上统浇混凝土，改为以本发明静态防水区钢筋网(笼)骨架为依托，浇筑抗裂、抗渗、抗压、抗冻、防碳化、防锈的高聚物混凝土与钢筋网(笼)凝固为一体，构成静态防水区，且各区之间以厚聚乙烯膜相隔离为人工缝和该缝之上的V形或U形槽的动态防水区，构成屋面内应力与剪切力的动静自消结构，达到静态防水区用刚性防水和动态防水区用柔性防水的目的，充分发挥刚柔防水材料各自防水优势，防止屋面防水的盲目性，以利永久防水，降低造价。

(3)在固定带上周高聚物水泥砂浆砌排水口、女儿墙、山墙、檐墙等，或制作屋面周边其它防护设施。

(4)在动态区内实施V形或U形动态型材动态柔性防水。

本步主要目的是：由现行柔性材料零距长对应零断裂裂缝运动距长2mm左右的柔性防水，改为利用特选胶粘剂和专用动态型材实施动态防水，以保证柔性动态型材自身展长30mm对应静态防水区纵或横4m左右伸缩裂缝运动距长的2mm左右，达到柔性防水材料永不疲劳拉裂、拉脱胶粘而渗漏的目的。

第(1)至第(4)步的动静结构防水是永久防水的前提。

(5)在绿化的动静结构防水层上，满粘高分子隔根防水层；并在动态区做成V形折皱状，墙体内侧管道等处用密封膏加筋做隔根防水层。

本步主要目的：一是防止植被根系把刚性屋面作营养基而破坏屋面，使根系的嘴触及就回头；二是防止带二氧化碳流动的水与硅酸盐水泥发生化学反应产生溶蚀而破坏屋面；三是可预防动态型材与刚性粘结面受水浸泡而降低粘结强度；四是微生物对该层又不可降解；这四大作用是利于屋面永久防水与绿化的保障。

但女儿墙等墙体粉刷前的内侧20cm以上、管道处等用高分子密封膏加筋做隔根防水层搭接于屋平面隔根防水层之上，是防止若满粘卷材不易粘结密封和不合格的墙体粉刷层内渗水流入隔根防水层内，以解决目前防水施工中的这一大难题。

屋平面动态防水区内的隔根防水层随动态区做成V形折皱状，是以利屋面运动不破坏隔根防水层。

(6)完成最后的墙体粉刷等静态防水、隔根与动态防水区的防压防刺处理；完成不绿化部分的简易避候处理。如在动态动态型材上用釉面砖或铝铂作避候处理，在静态防水区涂反光隔热涂料2-3遍。

本步主要目的是：在女儿墙等与屋平面相接的绿化部分隔根防水层上做最后粉刷，是利于如上述既防水又防止隔根防水层老化。外涂隔根层是防止根系破坏粉刷层。非绿化部分墙体做最后粉刷，是利于动态防水材料埋入粉刷层内防水。

动态区动态型材和隔根防水层上用釉面砖防压、防刺，是为了防止刚性物和重物对柔性防水材料的控制，而阻止柔性材料随屋面运动断裂或刺穿渗漏。

非绿化区的避候，是为了隔热避风、避光，保持混凝土或水泥砂浆的强度和防止动态型材的老化干裂。

(7)铺储排水层，其底层铺细软物如矿物棉、细沙等，中、上层铺含水量很大的物料如无机介质、带孔波形板、带孔凹形块、煤渣等；并做游路、休闲凳椅等，属上人屋面。

(8)铺10.×10.玻纤布为过滤层。

(9)铺改良土壤层，并按设计造型。

(10)依基质层的造型，栽种植被。

第(7)至第(10)步的主要目的是：①利于植物生长的储、排、灌水；植物定根与营养的充分供给；②高效避候，防止刚性防水材料的劣化和柔性防水材料的老化、干裂，以利永久防水；③产生节能、环保、生态、等后面所述经济与社会效益。

2、新建预制(装配式)简易式绿化屋面的实施方法，包括如下主要步骤与目的：

(1)校承重梁(墙)水平与刚度后，搁板，编组划区：按静态防水区的划分编组，在组内缝口，装吊板缝模板，布承重筋，用高聚物细石混凝土浇筑板缝，构成交联整体。在组与组之间的相邻缝口，手工嵌填细石混凝土时，贴直隔离膜带构成人工缝，完成第一遍基础性静态防水区与动态防水区。

(2)布筋：在人工缝之内的各静态防水区，布冷拔带肋4#或6#整联钢筋网，并做相应焊接。

(3)找平——制作动静防水区：用高聚物细石混凝土或水泥砂浆找平各静态防水区，将整联钢筋网与基础性静态防水区咬合凝固为一体；并在人工缝正中上方制作V形或U形槽的动态防水区；浇筑屋面周边相交结构的钢筋混凝土固定带；同时安装管道等。

第(1)步至第(3)步的主要目的是：由现行修建预制板屋面的随意制作承重梁(墙)、搁板嵌缝、找平，或随意布筋找平，产生不定裂缝渗漏，改为依据现行预制板屋面裂缝规律与范围划区编组，按照上述3个步骤制作成静态防水区、动态防水区和屋面周边静态防水区相交结构的钢筋混凝土固定带。以保证屋面各静态防水区整体性能好，伸缩自由，固定带抗侧力能力强，充分发挥了刚性材料防水的优势；以保证屋面各静态防水区之间的动态防水区，成为柔性材料集中的防水区域，充分发挥了柔性材料防水的优势；构成动静结构防水层，成为永久防水的前提，又降低造价。

(4)在固定带上制作屋面防护设施，至植被绿化屋面各项，与新建现浇花园式绿化屋面的实施方法的第(3)步至第(10)步基本相同。不同的是：第(7)步，储排水层分两层铺设，底层为细软物，上层为储水量大的物料。第(9)步的基质层可由2cm至20cm厚不等。第(10)步栽种植被是以草本、藤本植物为主，以灌木为辅，为非上人屋面，只设简易维修路。

第(4)步至第(10)步主要目的，与新建现浇花园式绿化屋面的实施方法，包括如下主要步骤与目的的第(4)步至第(10)步相同。

3、已建现浇、预制简易式绿化屋面，包括如下主要步骤与目的：

(1)调查屋面可承荷载，修建年限等情况。

(2)铲除有害物：对可绿化屋面，进行铲除可剥离旧的刚柔防水层，对管道已松动漏水和排水口漏水的进行扩大处理。

(3)勘查屋面：在屋面上、下和四周墙体查所用裂缝和渗漏状况，并绘制图以文字说明记载。

(4)凿造动态区：依勘察记录，对屋面所有的大小裂缝凿成V形槽，将自然裂缝和人工V形槽视为动态防水区。

(5)大清扫，并反复复查所有裂缝和疏松的刚性面，进行清凿，再次清扫除尘。

(6)静态防水：对屋面及相关墙体静态防水区应修补处，用高聚物水泥砂浆或细石混凝土进行刚性防水修补；对不规则的V形槽修补规则；对管道和排水口进行了扩大处理的用高聚物水泥砂浆或混凝土作固定密封处理；完成刚性防水。

第(1)步至(6)步，主要目的是：准确无误地找出所有裂缝和应该裂的缝，并视为屋面的人工缝，人工缝之间为静态防水区，把人工缝正中上方凿成V形槽构成动态防水区。在静态防水区需修复处实施静态防水，在动态区实施动态柔性防水，由此达到同静态区刚性材料和动态区柔性材料各自防水的优势，成为永久防水之基本保证，又降低工程造价的目的。

(7)动态防水：在动态防水区内满粘V形动态型材，因裂缝V形槽弯曲的宜在动态防水区V形槽内，用密封膏加筋现场实施V形柔性动态防水。

(8)铺隔根防水层至栽种植被层各步骤，与新建预制简易式绿化屋面的实施方法，包括如下步骤第(4)步中的第(5)步至第(10)步相同。

第(7)步至栽种植被层各步骤的目的：与新建预制简易式绿化屋面的实施方法，包括如下步骤的第(4)步至第(10)相同。

4、种植及其它形式的绿化屋面的设计施工分别与前述第1、2、3种屋面的施工方法基本相同。

不同的是：a、种植屋面的荷载量与第1种现浇屋面相同，基质层的造型依据需要，同普通耕作种植垄，游道改建耕作道与垄相伴。

b、站台、走廊等跨度大，平面部分的荷载量如基质层应由承重处向中端递减，具体由承重量决定；向外翘伸的雨罩，其承重支端在内侧，又是倾斜面，应做简易隔根防水处理后，上抹白色混合隔热营养基砂浆层，以利隔热与藤本植物栖身；站台、走廊的倾斜顶和两侧，以藤本为主。

本发明屋面的有益效果如下：

1、永久防水与绿化。其永久之原理是：

(1)屋面整体密封性能好。本屋面实施应力与剪切力的动静自消结构，阴阳角的相交结构、屋面周边钢筋混凝土固定带结构、承重重力结构等，实行静态防水与动态防水相结合，充分发挥了刚性材料与柔性材料各自的防水特长与优势，实现了刚柔互补协作防水。

静态防水区：采用了预应力与非预应力钢筋网；混凝土用425#或525#硅酸盐水泥添加高聚物乳液，以很好提高混凝土抗裂、抗渗、抗压、抗冻等强度，同时又防止氯盐、二氧化碳等因素对钢筋混凝土的劣化；静态防水区释热水化反应凝固收缩、或常年受到气候变化、重力等影响时，又有人工缝消除；可谓该区整体伸缩自由，似钢板一块，无水可渗。

动态防水区：是在静态防水区之间的人工缝之上，制作有V形或U形槽；V形槽内用V形动态型材满粘防水，U形槽内用U形动态型材满粘两翼防水；当人工缝两侧的静态防水区假设收缩30mm以内，只展长本身预设长度，则不拉伸两种动态型材的弹性长度，并仍能很好咬合两侧的静态刚性面。何况在我国南北，钢筋混凝土屋面每4m纵或横伸缩一般在2mm左右。30mm的预备伸缩距长(自长)是实际伸缩距长的15倍！该动态动态型材之上又设有防压防刺保护层，又无刚性物和重物对其上下的控制。可见，屋面循环的伸缩运动，永久不能使柔性材料疲劳，永久破坏不了动态区动态型材的防水性能。

动静防水，永久无忧之一：

(2)屋面绿化部分，进行了第二次整体密封即隔根防水。

在动静结构防水层上，满粘一道高分子隔根防水层，且该层在动态区动态型材上仍做成V形状，以供静态区做伸缩运动。该层一是防止植被根系把刚性屋面作营养基而破坏屋面。使根系的嘴触及就回头；二是防止带二氧化碳流动的水与硅酸盐水泥发生化学反应产生溶蚀而破坏屋面；三是可预防动态型材与刚性粘结面受水浸泡而降低粘结强度；四是因不溶于水，而且水还有养护作用，微生物对该层不可降解。此为永久无忧之二；

(3)对屋面整体实施了躲避气候环境的破坏防护处理。一是对不能绿化部分实施简易避候，如在动态型材上贴白色釉面砖、或贴铝铂膜等，在静态防水面上涂刷2-3次反光隔热涂料，且数年后仅对该简易避候层维护一次。二是对绿化部分，以利植被生长，又高度避候，在隔根防水层上，又设计了储排水层、过滤层、基质层和植被层。这样，一来把植被根系、微生物等生态系统仅限在隔根层之上生存，又全方位地避开了光线、温度、风、雨、雪、冰冻等气候因素和氯盐、二氧化碳等因素作用，使刚性防水材料极不易劣化，柔性防水材料极不易老化、干裂，经实例考证比较推理100年内无多大变化，屋面各静态防水区运动量降至最小。这种屋面的避候耐久性得到了极致发挥，是永久无忧之三；

(4)结构整体性能好。本屋面采用了较好的抗侧力结构，即屋面周边钢筋混凝土固定带，和立柱至女儿墙高等，该固定带较好地解决了该处因三剪切力易脆弱的问题，增强了整体性能。同时中高层建筑因绕度较大，仍采用有屋面整体非预应力钢筋网和分离性预应力钢筋网并用的钢筋网结构。还有屋面与立面墙体(梁)阴角均为相交的整体结构等。由此，一是能承受有可能出现的各种作用力，二是保持突发事件前后必要的整体稳定性。这是本屋面防水结构永久无忧之四；

(5)防止钢筋锈蚀和混凝土碳化要求高。除上述措施和其它按规范设计、施工外，还对钢筋保护层较薄的人工缝等处的钢筋，预防年久锈蚀，该处钢筋特别涂或灌高聚物乳液或静电喷涂环氧树脂粉沫防锈处理。对屋面板底部，粉刷1.5cm以上的高聚物水泥砂浆和内墙涂料，以增强钢筋防锈的保护层，同时阻止屋顶混凝土的碳化。此外，严格控制水灰比，保证用水质量和水泥用量与品种，提高混凝土强度，保持PH值，防止碳化，保护钢筋钝化膜以防锈。此乃永久无忧之五。

前述(1)-(5)均是本屋面永久防水的前提与保证，是只有永久防水，才有永久绿化的关键理由。

1、本屋面具有巨大的经济和社会效益

一是本屋面的综合(含维修)建筑成本低，与坡屋面相比，低20-35％，节约大量木材、土壤、煤炭等资源；与现行平顶屋面相比，低40-80％。预计节约现有17倍高分子柔性材料的基本原材料、及其设备与能源资源，还可节约大量从国外进口设备所用外汇等。

二是本屋面吸烟滞尘、消噪治污。城市屋面绿化率达70％，城市上空二氧化碳含量下降80％，并放出大量氧气；可滞留上空70％以上的悬浮尘和漂浮物；可消除上空回荡的噪音声波。由此，可很好净化城市空气，治理噪音的污染，取得可观的环保效益。

三是节能保温、节水保湿，消除城市热岛效应。绿化屋面，比未绿化的架空隔热板屋面同一地点与高度的顶层内，夏天高温时要低6℃以上，冬天低温时则高3℃以上，其空调用量要下降60％左右；绿化屋面可存储天然降水的30-70％，晴天植物吸收蒸发，调节城市湿度，也调节了城市的温度；绿化屋面在夏天最高气温时，比大气温度低3-5℃；比灰色水泥屋面低20℃以上；比黑色屋面低35℃以上。而城市低层40℃以上的上升高温气流，与上层下沉低温气流相汇，使整个城市夏天最高温度可降5-10℃，热岛效应彻底消失。而冬天城市则温度又上升1-2℃。

四是城市土地的第二次开发利用，可存储量极大再生资源，是城市循环经济的重要组成部分。屋面绿化比大城市拆迁补偿地面绿化造价低100倍以上；若屋面搞种植，病虫害相对少，就业与收获并举。

五是对城市而言，生态效益惊人，研究表明，在城市中心地建1m²绿地，对城市生态环境改善，相当于近郊县建200m²以上的森林地带。据生态环境专家计算，屋顶绿化，其城市生态综合价值每万平方米3.33亿人民币。

六是屋顶绿化，人们又多了理想休闲场所和远近观赏的空中花园。同时，也便人们的其它用途。

总之，本屋面建造不仅造价低，彻底消除现行平顶屋面、坡屋面给人们带来负面效应的同时，又给人们带来了上述巨大的经济效益和社会效益。

(四)附图说明

下面结合附图和实施例，对本发明进一步说明：

图1是现浇花园式绿化屋面示意图；动静结构防水层1，隔根防水层2，储排水层3，过滤层4，基质(改良土壤)层5，绿化层6，承重层7，整联(可承重)筋8；

图2是低层建筑现浇屋面静态防水区钢筋网结构示意图；静态防水区钢筋网整联宽度9，静态防水区钢筋网承重跨(长)度10，数根承重筋省略号11，人工缝构造筋(静态防水区钢筋网周边焊接)12，承重梁(墙)13；

图3是现浇屋面动静结构防水层平面屋面示意图；动态防水区14，静态防水区15，屋面与周边(中间)钢筋混凝土固定带16，女儿墙砖体17，女儿墙顶部钢筋混凝土带18；

图4是动态防水区剖面示意图；人工缝(隔离直线膜带)19，V形槽或U形槽20；

图5是动态型材截面示意图；V形和U形动态防水型材槽面宽度21，及其高度(即槽深)22，和宽度23，V形动态型材甲，U形动态型材乙；

图6是装配式(预制板)屋面静态防水区整联钢筋网结构示意图；整联钢筋网24；

图7是装配式(预制板)简易式绿化屋面示意图；预备静态防水层(区)与整联找平层合并为动静结构防水层1；整联缝38；

图8是装配式简易式绿化屋面铺储排水层前示意图；动态防水区柔性防水材料之上防压防刺釉面砖25，预备静态防水层(区)-1，整联找平层0；

图9是装配式屋面固定带及女儿墙立面剖面与其屋平面剖面示意图；女儿墙内高聚物砂浆粉刷28，隔根涂料层29；

图10是现浇与装配式天沟剖面示意图；天沟底与内墙相交结构30，滴水线31，外檐墙32，粉刷及反光隔热涂料层33；

图11是制作动态防水区模具截面示意图；制作V形槽及人工缝模具34、35；制作U形槽及人工缝模具36、37；

图12是中高层建筑现浇屋面钢筋网结构示意图；该图布筋分二种方案，方案一是分下层热扎钢筋(主筋)大网A，上层为静态防水区冷拔带肋钢筋网B，本方案是在现行主筋网之上按划分的各静态防水区制作而布网的；方案二是二合一重叠为A、B网，用钢丝绞扎，依据屋面各短距方和长距方的布局计算各静态防水区冷拔带肋钢筋网的用筋数量，同时相应减少两网用筋量，热扎钢筋A网纵向筋26，横向筋27。

(五)具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1——新建现浇花园式绿化屋面，它包括如下步骤：

第一步：准备如下材料：建筑常用的冷拔带肋6#、4#和热扎12#镙纹及6#、8#圆丝等钢筋，425#或525#硅酸盐水泥、砂石、硅粉等刚性防水材料；高聚物改性或高分子合成的密封膏、卷材和涂料、玻纤布等柔性防水材料；还有矿物棉、煤渣、珍珠岩、蛭石、无机介质、改良土壤等储排水与供植物生长的基质材料。另外还特备本发明的如下几种材料：

1、高聚物乳液：全称高分子化合物乳液，是本发明中的水泥添加剂。水泥中添加适量该乳液后，可提高抗渗、抗裂、抗冻、抗压等强度；防止混凝土碳化和钢筋的锈蚀；并提高自养护与快凝的能力。该乳液属静态防水区的静态防水材料。

2、动态型材：全称高分子柔性动态防水型材。它的材质分：高分子化合物改性材料和高分子合成材料两大类。利用该两大类材质并符合要求的合格原材料，生产造型成说明书附图5所示的V形和U形的两种型材。该两种柔性型材，均用于动态防水区的动态防水，属动态防水材料。

3、反光隔热涂料：该涂料是利用反射热能光和气孔等隔热的原理隔热并避候的。它还具有有效防止混凝土由表及里的碳化作用。它由甲组份和乙组份构成，使用时现场将甲、乙两组份按比例调制而成，涂刷即可。另外还有带孔的波形和凹形储排水材料。

第二步：校水平、装模、布筋：勘校承重梁(墙)13的水平度、刚度和固定带连接筋，装模后，低层建筑现浇屋面：布承重筋7、并平行布完11，宽至9，跨(整联长)度10；再在承重筋7之上布整联筋(4m左右有承重处也可为承重筋)8，在整联筋和承重筋两端，即布人工缝构造筋12，静态防水区钢筋网周边的人工缝构造筋12与承重筋7、整联筋8按规范焊接，其余用钢丝绞扎。由此构成屋面各分离性静态防水区预应力钢筋网(承重防水合一的骨架)结构图2，和周边静态防水区钢筋网连为一整体的固定带钢筋笼16。

中高层建筑现浇屋面的布筋方案有二。方案一为双层网，下网和上网。下网布完纵向筋26，在纵向筋26上布完横向筋27，构成热扎钢筋主筋下层大网A，周边筋26、27与固定带钢筋笼16连接；再在下网A上各静态防水区内，布承重筋7，并平行布完11，宽至9，再在承重筋7上布整联筋8，在承重筋和整联筋两端，布并焊接人工缝构造筋12，构成静态防水区冷拔带肋钢筋网结构图B或图2；下层A网与上层各分离性静态B网，构成中高层建筑屋面现浇钢筋布筋方案一。

方案二是下、上两网合并为A、B网，即布纵向筋26，再分各静态防水区布承重筋7，如数并平行布完11，宽至9，跨(整联长)度10；再在纵向筋26和承重筋7之上，布横向筋27.和整联筋8，在整联筋8和承重筋7两端周边焊接人工缝构造筋12，构成冷拔带肋的分离性钢筋网B和热扎钢筋网A。两网相交处用钢丝绞扎。

方案一是在现有主筋网之上增设的静态钢筋网；方案二是A、B两网合一的同时，减少了现有主筋网和静态网的钢筋用量，造价比方案一低。

第三步：制作动静防水区，实施动静防水：在制动态防水区模具34或36上贴上隔离膜带，并安装在预备人工缝线上，浇筑高聚物混凝土，震捣密实水平，构成静态防水区15，撤模34或36后，用制动态防水区模具35或37制相邻静态防水区15，同时形成人工缝19，V形槽或U形槽20，构成动态防水区14；并浇筑固定带16和天沟底与内墙的相交结构30，同时安装相关管道，并在固定带16上砌女儿墙(内墙)17，用钢筋混凝土封顶18；檐墙32，滴水线31。以此逐一构成动静结构防水层的平面屋顶图3。

动态区柔性防水：在V形或U形槽20内，满粘动态型材23甲或23乙(槽内可不粘结)的两翼，至V形或U形槽两侧相邻静态防水区15，完成动态柔性防水区甲或乙。由静态刚性防水和动态柔性防水共同构成动静结构防水层1。

第四步：在绿化区内动静结构防水层1上，铺隔根防水层2；有女儿墙等墙体的用密封膏加筋做隔根防水层2至女儿墙等高20cm以上，与管道、排水口等相交处均用密封膏加筋做隔根防水；再在女儿墙等用高聚物水泥砂浆粉刷28，在28外涂隔根层29；在动态防水区的动态型材23甲(或乙)和隔根防水层2上，粘(一边)铺防压防刺釉面砖25；在非绿化区，完成简易避候处理，静态防水区涂反光隔热涂料33，动态防水区动态型材上贴铝铂或釉面砖25。

第五步：在隔根防水层2上铺储排水层3，并修游路、置休闲设施；在储排水3上，边铺过滤层4，边铺基质层5并造型。

第六步：在改良土壤即基质层5上，栽种绿化植被层6。所述绿化植被是以灌木为主，以小乔、草本、藤本为辅。

上述六步，共同构成图1。

实施例2——新建预制(装配式)简易式绿化屋面，它包括如下步骤：

第一步：材料准备：与实施例1的第一步基本相同，不同的是准备所需预制板(件)，不需热扎8#圆丝，其他刚性材料只需相应的数量。

第二步：校水平、划区、搁板编组、嵌缝；勘校承重梁(墙)13的水平度、刚度和固定带联接筋，搁预制板、按区编组，在该组吊板缝内布承重筋7，嵌填高聚物混凝土整联缝38，在组周边相邻缝手工贴隔离直线膜带并嵌填成人工缝19，由此构成预备静态防水层(区)-1。

第三步：布筋、找平、制作动静防水区、实施动静防水：在预备静态防水层(区)-1上人工缝19内布整联筋8，和四周构造筋12，并相互之间水平焊接，构成预制板屋面静态防水区整联钢筋网24；把动态区模具35或37置于人工缝隔离膜带19正中，浇筑搓揉高聚物细石混凝土或水泥砂浆，构成整联找平层0；预备静态防水层(区)-1、整联钢筋网24和整联找平层0共同凝固构成静态防水区15；撤动态模具35或37，得动态V形或U形槽20，由人工缝(隔离膜带)19和动态槽20，构成动态防水区14；并浇筑固定带16和天沟底与内墙相交结构30，同时安装管道，并在固定带16上砌女儿墙(内墙)17，用钢筋混凝土封顶18；砌檐墙32、滴水线31。以此逐一构成动静结构防水层的平面屋顶图3。

动态区柔性防水：在V形或U形槽20内，满粘动态型材23甲或23乙(槽内可不粘结)的两翼，至V形或U形槽两侧相邻静态防水区15，完成动态柔性防水23甲或23乙。由静态刚性防水和动态柔性防水共同构成动静结构防水层1。

第四步：同实施例1的第四步。

第五步：在隔根防水层2上，铺储排水层3，修简易维护路；在储排水层3上，边铺过滤层4、边铺基质层(改良土壤层)5并造型。

第六步：在基质层5上，栽种绿化植被层6。所述绿化植被是以草木、藤本为主，以灌木为辅。上述六步，共同构成图7。

实施例3——已建现浇、预制简易式绿化屋面，它包括如下步骤：

第一步：调查：调查屋面可承荷载，依据荷载情况，确定是否需要加固和绿化方式。已建平顶屋面通常不加固的情况下，只适简易式绿化屋面。

调查修建年限，因为新建现浇平顶屋面一般在3-7年是裂缝产生的高发期，装配式平顶屋面裂缝一般在3年以内基本确定。只有当已建平顶屋面的裂缝数与裂缝长度基本确定后，才宜建永久防水与绿化的屋面。

第二步：材料准备：与实施例2第一步基本相同，不同的是刚性材料不需预制板(件)和钢筋，只需相应的水泥、砂子、高聚物乳液等。

第三步：清除有害物，查找裂缝、凿V形槽等：即清除屋面原有的柔性材料防水层或拒水粉防水层、隔热保温层等杂物；在显露的屋面刚性结构层上、下及其四周墙体，查找所有大小裂缝口和刚性疏松处并记载；对所有裂缝均凿成V形槽，把这种自然裂缝均视为新建屋面人工缝，即运动缝，裂缝之间的刚性整体面视为静态防水区；在凿V形槽时，对发现屋面找平层和女儿墙等墙体上、排水口、管道处的所有疏松、起沙等妨碍防水的水泥砂浆刚性物进行全部清除，直至具有C20以上有用的刚性强度防水层为止。

第四步：静态区修补防水、修补造型动态区及动态防水：在无尘干净潮湿的结构层无裂缝的静态防水区、管道处、排水口、女儿墙等处需修补防水的，用木搪子粉刷搓揉高聚物水泥砂浆，铁搪子收光；对不规则的V形槽修补规则，完成静态防水构成静态防水区15和动态防水区14等，构成动静结构防水层的平面屋顶图3。

动态柔性防水：在V形槽20内，满粘动态型材23甲，因裂缝(人工缝)、与V形槽弯曲的，用高分子密封膏材料加筋现场满粘成V形23甲状的动态柔性防水。由静态刚性防水和动态柔性防水共同构成动静结构防水层1。

第五步至第七步同实施例2的第四步至第六步。

Claims (1)

1. 一种能永久防水与绿化的屋面，其特征是：所述屋面构造层由下至上依次是动静结构防水层、隔根防水层、储排水层、过滤层、基质层和植被层，其中，动静结构防水层是把屋面分成若干个静态防水区，静态防水区之间为动态防水区，静态防水区是由钢筋网、混凝土及高聚物乳液构成的整体刚性防水区，动态防水区是由静态防水区之间的人工缝和该缝正中上方的V形或U形槽及其V形或U形动态型材与胶粘剂所构成，在动静结构防水层上铺设隔根防水层，在隔根防水层上铺设储排水层和过滤层，在过滤层上铺设基质层，在基质层上栽种植被绿化层，隔根防水层由高分子材料制成，并在动静结构防水层上的动态防水区做成V形折皱状，其上粘贴防压防刺砖，储排水层设排水口，储排水层内设有储水材料，过滤层采用玻纤布。

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