CN101967870B - 屋面保温防渗系统及包含该系统的保温防渗屋顶结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屋面保温防渗系统及包含该系统的保温防渗屋顶结构，该保温防渗屋顶结构包括屋顶层及覆盖于屋顶层上的屋面保温防渗系统，所述屋顶层为钢筋混凝土预制板屋顶层，所述屋面保温防渗系统包括防渗层、保温层及保护层。所述保温层设置于所述防渗层的上方，所述保护层邻接所述防渗层并设置于所述防渗层的上下两侧。所述防渗层为防水透气砂层，所述保温层为空心隔热储水砖层。本发明的砂基屋面保温防渗系统集保温、防渗、美化于一体，并且其结构简单，建设和维护成本低。

Description

屋面保温防渗系统及包含该系统的保温防渗屋顶结构

技术领域

本发明涉及屋顶防渗技术领域，尤其涉及屋顶保温防渗系统及应用该系统的屋顶结构。

背景技术

目前，我国城市建筑现有屋顶多采用钢筋混凝土预制板结构，主要是平面的。其防渗材料主要采用沥青，例如，中国专利(公开号：CN87106092)公开了一种含沥青的屋顶层，屋顶层含有一种覆盖物质，它由一种沥青/橡胶混合物组成，比例为17/3～19/1，当制成屋顶层以后，用介于6和16×10⁴Gy之间的发射能量进行辐射。这样的由沥青作为防渗材料的平屋面，存在以下几个弊端：(1)保温隔热性差，受室外温度变化影响大，冬冷夏热；(2)屋顶易积水，渗水、漏水问题难以彻底解决；(3)视觉污染；(4)屋面防水材料大多以沥青为主的材料加以改进，耐火度差，存在消防隐患，且材料经夏日暴晒挥发有毒气体污染环境；(5)由于雨水的渗漏冻胀造成女儿墙和屋面板及顶层墙体开裂，严重影响建筑物的使用寿命和住户的生命财产安；(6)维修周期短，耐久性差。

对于上述沥青防渗材料的钢筋混凝土预制板结构平屋面的缺陷，目前主要采用平改坡和屋顶绿化两种方法解决这一难题。这两种方式保温隔热效果好、外形美观，但存在着结构复杂、大幅度增加住宅荷载、造价高、防渗难等问题，平改坡屋顶及绿化屋顶的主要优缺点说明如下：

其中，平改坡屋顶是在建筑结构许可的情况下，将现有的平顶房改成坡行屋面，并对外立面进行装修，达到改善住宅性能和外观视觉效果的修缮。此种坡屋顶造型美、防渗且保温隔热，但是其存在结构复杂、建设及维护不便、造价高且屋顶利用率低的缺陷。另一种绿化屋顶是在各类建筑物、构筑物屋顶的覆土绿地、种植，一般可包括结构层、找平层、防水层、阻根防水、蓄排水层、隔离过滤层、种植介质、植被层。此种绿化屋顶结构美观、保温隔热、降低热岛效应、屋顶综合利用率高，但是，其仍然存在结构复杂，自重高、建设及维护造价高、防渗难，植物根系对防渗层损害大以及植被易受季节影响等缺陷。

因此，平改坡和屋顶绿化两种方法仍然不能很好的解决建筑屋顶防渗及保温的问题，本领域技术人员也迫切需要寻求一种保温防渗屋顶结构，具有较佳的防渗及保温隔热效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种屋面保温防渗系统及包含该系统的保温防渗屋顶结构，以解决现有技术屋顶防渗材料耐火度差、防渗效果不佳的缺陷。

为实现上述目的，本发明提出一种屋面保温防渗系统，应用于建筑屋顶上，该屋面保温防渗系统包括一设置于建筑屋顶上的防渗层，所述防渗层为防水透气颗粒层。

较佳地，还包括一保温层，设置于所述防渗层的上方，所述保温层为空心隔热储水砖层。

较佳地，还包括保护层，所述保护层为土工布层，邻接所述防渗层并设置于所述防渗层的上下两侧。

较佳地，所述空心隔热储水砖层中的空心部分连通形成一空心体，并且，还包括一外部管路，与所述空心体连通，用以输出空心体中的储水。

较佳地，所述防水透气颗粒层由防水透气颗粒铺设形成，所述防水透气颗粒包括骨料及包覆骨料的疏水性物质。

较佳地，所述骨料为石英砂、矿渣、陶粒或玻璃微珠中的一种或几种，其粒径为6-300目。

较佳地，所述疏水性物质为疏水性树脂膜，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜。

并且，本发明所述的疏水性物质包括聚四氟乙烯、植物油、硅铜、硅氧烷、烃以及共聚合聚偏氯乙烯中的任意一种或其组合。较佳地，所述烃包括石蜡、煤油、柴油、原油、石油馏出物、溶剂油及脂族溶剂中的任意一种或其组合。

其中，所述疏水性物质为涂覆于所述骨料颗粒上，并且将所述疏水性物质涂覆于所述骨料颗粒上的方法为喷雾、浸渍或浸泡骨料颗粒于疏水性物质的液体溶液中以化学涂覆骨料颗粒；或者为应用疏水性物质的薄膜片材涂覆到骨料颗粒中；或者为熔融疏水性物质到骨料颗粒；或者为电镀、等离子喷涂、溅射、流化及粉末涂覆的方式将疏水性物质涂覆到骨料颗粒上。

较佳地，所述空心隔热储水砖的砖体部分包含有骨料及粘结骨料的粘结剂，所述粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂。

较佳地，所述亲水性树脂粘结剂为环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种；上述环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的分子侧链含有亲水性的羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段。

而且，为实现上述目的，本发明还提出一种保温防渗屋顶结构，包括屋顶层及上述任意一项所述的屋面保温防渗系统，所述屋面保温防渗系统设置于所述屋顶层上。

较佳地，所述屋顶层为钢筋混凝土预制板屋顶层。

本发明所提出的保温防渗屋顶结构及其保温防渗采用防水透气砂作为防渗材料，其耐火度高，防水同时具有呼吸透气功能，并且兼具保温隔热效果。另外，空心隔热储水砖进一步加强了其保温隔热效果，其保温性能优于现有屋顶保温材料，并且空心隔热储水砖由亲水性树脂包覆骨料形成，具有良好的透水性，雨水经砖体渗入到空心部分，并可在空心部分储存，并且雨水涵养在空心隔热储水砖至饱和后，通过外设输水管道经空心导走，可结合雨水收集系统，实现屋面雨水回收利用。而且，本发明采用土工布作为保护层，保护防水透气砂，使得砂体在恶劣环境下仍然坚固不流动，进而实现屋顶结构的稳固。

附图说明

图1为本发明的保温防渗屋顶结构的实施例示意图；

图2为本发明的保温防渗系统的输水管路的实施例示意图。

其中，附图标记：

1、屋顶层    2：保温防渗系统

3、防渗层    4：保温层

5、6：保护层 7：外部输水管路

具体实施方式

本发明所提出的砂基屋面保温防渗系统及保温防渗屋顶结构，主要利用防水透气砂良好的防渗透气及空心隔热储水砖保温隔热、质轻、美观的优良特性，彻底解决平顶房屋保温差、易渗漏、结构复杂的难题。

以下结合附图说明本发明的较佳实施例。

本发明提出了一种屋面保温防渗系统及使用该保温防渗系统的保温防渗屋顶结构，图1为本发明的保温防渗屋顶结构较佳实施例的示意图，如图1所示，该保温防渗屋顶结构包括一屋顶层1及覆盖于屋顶层上的屋面保温防渗系统2，所述屋顶层1为钢筋混凝土预制板屋顶层，或者现有技术中各种建筑屋顶层，不受限制。

于此实施例中，所述屋面保温防渗系统2包括一防渗层3、保温层4及保护层5、6。所述保温层4设置于所述防渗层3的上方，所述保护层5、6邻接所述防渗层3并设置于所述防渗层3的上下两侧。

其中，较佳地，所述防渗层3为防水透气颗粒层，由于本发明防水透气颗粒具有良好的防水、透气及保温隔热效果，因此，防水透气颗粒层对本发明屋顶结构起到了防渗、透气及保温的作用。所述防水透气颗粒层由防水透气颗粒铺设形成，所述防水透气颗粒包括骨料及包覆骨料的疏水性物质，较佳地，该疏水性树脂膜于一个或多个骨料颗粒表面形成覆膜。其中，所述骨料较佳为石英砂、矿渣、陶粒或玻璃微珠中的一种或几种，其粒径较佳为6-300目，于本发明中优选石英砂颗粒。所述疏水性物质的质量较佳占骨料质量的1-8％。所述疏水性物质为疏水性树脂膜，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜，较佳地，所述疏水性环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂、聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂、聚酯树脂改性环氧树脂、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂、糠醛树脂改性环氧树脂、乙烯树脂改性环氧树脂、异氰酸酯改性环氧树脂或硅树脂改性环氧树脂中的一种或多种；所述疏水性酚醛树脂为二甲苯改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂或有机硅改性酚醛树脂中的一种或多种。

并且，如以上所述的疏水性树脂可以通过如下的方法改性而获得，具体改性方法为：

将环氧树脂，如邻苯二甲酸酐或马来酸酐，与油溶性的单体共聚，所述油溶性的单体为：丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，乙基丙烯酸、醋酸乙烯酯、乙酸烯丙酯、乙烯基磺酸钠、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、丙烯酸二甲氨基丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的任一种。

或者，也可以将环氧树脂接枝改性，形成接枝聚合物；将环氧树脂的亲水性基团，如羟基，与疏水的功能单体发生反应，将其接起来；疏水性的功能单体为：苯甲醛，烷基苯甲醛(一大类)，利用羟基与醛基的反应。

或者，也可以将环氧树脂进行取代反应，在光照的催化反应下，用氯气参与取代反应，将卤素接到环氧树脂上面，以改善疏水性能。

另外，所述疏水性树脂膜中可以含有固化剂，并且，对于不同的树脂加入不同的固化剂，其中，固化剂的选择具体如下：

对于缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂、聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂、聚酯树脂改性环氧树脂、尿醛三聚氰胺树脂改性环氧树脂、糠醛树脂改性环氧树脂、乙烯树脂改性环氧树脂、异氰酸酯改性环氧树脂或硅树脂改性环氧树脂，较佳的固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、叔胺中的任一种或几种；

对于二甲苯改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂或有机硅改性酚醛树脂，较佳的固化剂为六次甲基四胺；

对于有机硅树脂而言，较佳的固化剂为二丁基二月桂酸锡或N，N，N’，N’一四甲基胍盐中的任一种或几种；

对于疏水性聚氨酯树脂，其固化剂为TDI和TMP的加成物，TDI和含羟基组份的预聚物及单组份潮气固化剂、TDI的三聚体。

并且，本发明所述的疏水性物质还可以为聚四氟乙烯、植物油、硅铜、硅氧烷、烃以及共聚合聚偏氯乙烯中的任意一种或其组合。较佳地，所述烃包括石蜡、煤油、柴油、原油、石油馏出物、溶剂油及脂族溶剂中的任意一种或其组合。

其中，所述疏水性物质为涂覆于所述骨料颗粒上，并且将所述疏水性物质涂覆于所述骨料颗粒上的方法为喷雾、浸渍或浸泡骨料颗粒于疏水性物质的液体溶液中以化学涂覆骨料颗粒；或者为应用疏水性物质的薄膜片材涂覆到骨料颗粒中；或者为将加热的骨料颗粒放置于疏水性物质中，熔融疏水性物质到骨料颗粒；或者为电镀、等离子喷涂、溅射、流化及粉末涂覆的方式将疏水性物质涂覆到骨料颗粒上。

另外，需要说明的是：本发明中所使用的防水透气颗粒的组成及性能等各方面说明在本申请人的中国专利(申请号：200910203463.7)中作为疏水颗粒作了更详细的说明，该专利一并作为本发明所公开的技术内容，此处不再重复。

所述保温层4为空心隔热储水砖层，该空心隔热储水砖层对本发明的屋顶结构具有保温隔热及储水的作用。所述空心隔热储水砖的砖体部分包含有骨料及粘结骨料的粘结剂，所述粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂，较佳地，所述亲水性树脂粘结剂为环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种；上述环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的分子侧链含有亲水性的羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段。

所述保护层5、6为土工布层，邻接所述防渗层3并设置于所述防渗层3的上下两侧，所述土工布层起到保护防水透气颗粒层的作用。

图2为本发明的保温防渗系统的输水管路的实施例示意图，如图2所示，所述空心隔热储水砖层中的空心部分连通形成一空心体，并且，所述保温防渗系统还包括一外部输水管路7，与所述空心体连通，当空心体中的储水达到饱和时，通过此外部输水管路7输出空心体中的储水。

当然，根据不同的屋顶设计要求，本发明的保温防渗系统2可以选择性具有防渗层3、保温层4及保护层5、6中的一层或多层或者全部，不受限制。例如：为具有保温防渗功能，该保温防渗系统2可具有防渗层3；为了更好的保温隔热甚至储水，该保温防渗系统2可以另外设置保温层4；为了使本发明屋顶结构足够坚固，防止防渗层3中砂体流动，保温防渗系统2中可再设置保护层5、6，简而言之，根据不同的设计要求，本发明的保温防渗系统2可以具有不同的结构。

本发明的效果：

本发明的砂基屋面保温防渗系统，集保温、防渗、美化于一体，可彻底解决沥青防渗材料铺设平屋面的技术及应用难题，是一项可替代平改坡的行之有效的新技术。并且其结构简单，建设和维护成本低，能大大降低平顶房屋改造费用；自重轻，不影响房屋使用寿命和抗震等级，安全可靠；改造后的房屋可作为休闲娱乐场所投入使用，利用率高，具体而言，其具有以下几方面效果：

1)防水透气砂和空心隔热储水砖，具有良好的保温隔热功效，冬暖夏凉，节约能源。

2)防水透气砂，具有良好的防渗性能，能有效地防止屋顶漏水。流态材料，低温不凝结，不会造成与原屋顶因膨胀系数不同造成的裂缝，从根本上解决了屋顶渗漏问题。

3)空心隔热储水砖采用中空设计，降低建筑承重负载；并且空心隔热储水砖色彩丰富，外观美观；不改变原有结构，施工方便，易维护。

4)空心隔热储水砖能涵养水分，经缓慢蒸发，有效降低表面温度，缓解热导效应。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种屋面保温防渗系统，应用于建筑屋顶上，其特征在于，该屋面保温防渗系统包括一设置于建筑屋顶上的防渗层，所述防渗层为防水透气颗粒层，还包括一保温层，设置于所述防渗层的上方，所述保温层为空心隔热储水砖层，其中，所述空心隔热储水砖的砖体部分包含有骨料及粘结骨料的粘结剂，所述粘结剂中至少包含有亲水性粘结剂。

2.根据权利要求1所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，还包括保护层，所述保护层为土工布层，邻接于所述防渗层并设置于所述防渗层的上下两侧。

3.根据权利要求1所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述空心隔热储水砖层中的空心部分连通形成一空心体，并且，还包括一外部输水管路，与所述空心体连通，用以输出空心体中的储水。

4.根据权利要求1所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述防水透气颗粒层由防水透气颗粒铺设形成，所述防水透气颗粒包括骨料及包覆骨料的疏水性物质。

5.根据权利要求4所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述骨料为石英砂、矿渣、陶粒或玻璃微珠中的一种或几种，其粒径为6-300目。

6.根据权利要求4所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述疏水性物质为疏水性树脂膜，所述疏水性树脂膜为由疏水性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及硅树脂中的一种或多种形成的膜。

7.根据权利要求4所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述疏水性物质包括聚四氟乙烯、植物油、硅酮、硅氧烷、烃以及共聚合聚偏氯乙烯中的任意一种或其组合。

8.根据权利要求7所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述烃包括石油馏出物、溶剂油及脂族溶剂中的任意一种或其组合。

9.根据权利要求7所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述烃包括石蜡、煤油、柴油、原油中的任意一种或其组合。

10.根据权利要求7所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述疏水性物质为涂覆于所述骨料颗粒上，并且将所述疏水性物质涂覆于所述骨料颗粒上 的方法为喷雾、浸渍或浸泡骨料颗粒于疏水性物质的液体溶液中以化学涂覆骨料颗粒；或者为应用疏水性物质的薄膜片材涂覆到骨料颗粒中；或者为熔融疏水性物质到骨料颗粒；或者为等离子喷涂、溅射及粉末涂覆的方式将疏水性物质涂覆到骨料颗粒上。

11.根据权利要求1所述的屋面保温防渗系统，其特征在于，所述亲水性树脂粘结剂为环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的一种或几种；上述环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂中的分子侧链含有亲水性的羧酸盐、磺酸盐、铵盐、羟基或主链含有非离子型亲水链段。

12.一种保温防渗屋顶结构，包括屋顶层及权利要求1～11中任意一项所述的屋面保温防渗系统，所述屋面保温防渗系统设置于所述屋顶层上。

13.根据权利要求12所述的保温防渗屋顶结构，其特征在于，所述屋顶层为钢筋混凝土预制板屋顶层。 

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