CN103924747A - 一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面 - Google Patents

Abstract

一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面，该屋面由找坡层，找平层，隔离层，保温层，防渗抗裂层等几部分组成，其中找坡层由三七灰土组成，隔汽层由聚氯乙烯薄膜和防水彩条布联合组成，保温层由玻化微珠保温砂浆组成，该部分能够实现屋面保温隔热的目的。抗裂防渗层由ECC制成，该部分能够实现屋面的抗裂防渗目的。几部分有机结合，可以实现屋面高效保温隔热、抗裂防渗的目标。随着当前我国对建筑节能的重视以及经济水平的不断发展，在我国北方广大农村地区，该新型屋顶必将有广泛的工程应用前景。

Description

一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面

技术领域

本发明涉及一种新型屋面，特别适用于在北方广大农村地区的平屋顶房屋中应用，以有效实现屋面的保温隔热，同时能防止屋面开裂，达到较好防渗效果。

背景技术

节约能源是我国的一项基本国策，建筑节能是我国节能工作的重要组成部分，深入持久地开展建筑节能意义十分重大。建筑节能包括建筑建设期内节能和建筑服役期节能两部分。据统计，我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。由此可见，要改变当前我国能源紧张的局面，缓解能源供求压力，关键在于建筑节能。建筑节能已成为各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式，是缓解能源紧张，解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。

同时，建筑物在其漫长的服役期内仍需要不断消耗大量的能源，且这部分能源所占比例非常大。到目前为止，我国既有的400多亿平方米城乡建筑中，几乎全部为高能耗建筑；新建的住宅建筑中，95％以上仍是高能耗建筑。我国资源占有量不足世界平均水平的1/5，而单位建筑面积能耗是气候相近发达国家的3～4倍，这些能耗主要是用于采暖、空调、通风、热水供应、照明、炊事、家用电器等方面。当前，我国城镇和农村的住宅中越来越广泛地安装了空调、地暖等采暖设施，尤其是在南方地区，空调的安装率已超过50％，这些势必会加剧我国能源紧张的局面。随着可持续发展观念的日益深入人心，建筑节能问题已成为当前各国普遍重视的问题，也是我国经济工作的战略重点，建筑节能的一个重要途径是发展节能保温的绿色建筑，建筑节能是绿色建筑的一个重要方面。做好建筑节能则必须在建筑物的保温隔热性能上下功夫。

近年来，我国城镇地区新建住宅的保温节能工作取得了可喜的进展，然而在广大农村地区，因诸如经济条件等限制等，房屋的保温节能工作进展缓慢，所以研发一种适合广大农村地区的、因地制宜的保温节能屋面意义十分重大。

平屋顶上人屋面在我国北方广大农村地区广泛存在，是一种适合当地民俗、因地制宜的优秀屋面形式。这种屋面可以用来晾晒衣物和农作物，还可以兼做屋顶花园，搞农副养殖，且方便加层等，能改善居住环境且少占地面，具有比小青瓦等使用期长而且价格偏低等优点。

在北方广大农村地区，为了能晾晒农作物，平屋顶屋面一般不采用卷材防水等形式，传统的屋面层是采用细石混凝土或水泥砂浆浇筑成的刚性面层，采用这类面层作为防水层时，需配构造筋，自重大，不利于抗震，且经常因施工不当而引起屋面开裂，致使屋面渗漏等现象屡见不鲜。尤其是在昼夜温差较大的地区，这种开裂现象更为明显，开裂后房屋在雨季很容易出现渗漏，严重影响居住舒适性。

同时，在农村地区，因经济条件限制，屋面保温不受重视，或者采用水泥煤渣等材料作为找坡层兼保温层，这种保温层初期保温效果尚可，但长效保温欠佳。相对起脊房屋，在冬夏两季，平屋顶房屋“冬冷夏热”的现象尤为严重，夏季时甚至成为“火炉”，根本不宜居住。另一方面，保温效果较好的有机保温材料如聚苯板等，因其强度较低，一般也仪用在内外墙保温上，不用作上人承重屋面的保温层。

当前，我国正处于新农村建设的关键时期，结合国家节能减排的总体指导方针，研制一种质优价廉、切实适用于广大农村地区的新型保温防渗屋面已迫在眉睫。

玻化微珠保温砂浆是一种干混型无机高性能新型墙体保温材料，保温系统由保温隔热层和抗裂防护层两部分组成。保温隔热层采用了玻化微珠做轻骨料，替代传统的普通膨胀珍珠岩和聚苯颗粒作为保温型干混砂浆的轻骨料，预拌在干粉改性剂中，形成单组份无机干混料保温砂浆，现场加水搅拌即可使用，可直接抹于围护结构上，弥补了用聚苯颗粒和普通膨胀珍珠岩作轻骨料的其它传统保温砂浆中诸多缺陷和不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在料浆搅拌中体积收失率大、易造成产品后期保温性能降低和空鼓开裂等现象，同时又弥补了聚苯有机材料的防火性能差、高温产生有害气体和抗老化耐侯性低、施工中反弹性大以及易受虫蚁噬蚀等缺陷。是一种环保型高性能无机轻质绝热材料，即使在高温环境下也不会排放出有害气体，不会出现老化及耐候性差的问题，不会对城市空气造成污染，符合现代人对家居环保的要求，也符合绿色消费和循环经济发展的要求。

玻化微珠保温砂浆保温性能好，满足国家节能标准要求，故可改善建筑围护结构的保温隔热性能，减少空调能耗及因此带来的温室气体排放，并使建筑热舒适度得到保证。同时整体性强，消除热桥、冷桥现象，减少能量损失。依据导热系数推算，每抹1cm玻化微珠保温砂浆相当于砖墙14cm，相当于混凝土30cm的保温隔热效果。经热工计算，大部分结构涂抹3cm玻化微珠保温砂浆能达到国家节能50％的要求。

玻化微珠保温砂浆为单组分保温材料，质量稳定可靠，粘结性好，早强快干，施工周期短，施工性能良好，施工质量易于得到保证，这些特点都大大降低了保温系统的成本，减少施工工序和劳动强度。利用该技术进行外墙外保温可以不进行主体结构的抹灰砂浆，降低工程总造价。另外该体系抗裂、抗老化、抗震及耐候性优异，因此使用寿命长，维护费用低。目前将玻化微珠保温砂浆应用于内外墙保温中的实例很多，鲜有将其应用于屋面保温之中，其主要原因是玻化微珠保温砂浆遇水后保温效果、强度等会有所下降，所以若能解决好防水问题则可以将其应用在屋面保温中。而近年来兴起的ECC恰好具有高延展性、高抗裂性等优点。

ECC(engineered cementitious composites)即高延性纤维增强水泥基复合材料，是经系统设计，在拉伸和剪切荷载下呈现高延展性的一种纤维增强水泥基复合材料。它基于断裂力学、微观物理力学和统计学优化设计，一般使用聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)纤维进行增强，且纤维掺量不超过复合材料总体积的2.5％。硬化后的复合材料具有显著的应变硬化特征，在拉伸荷载作用下可产生多条细密裂缝，试验研究已经证实它的应变能力一般为3～6％，最高可达8％，耗能能力是常规纤维混凝土的3倍。因此它在提高结构的延性、耗能能力、抗侵蚀性、抗冲击性和耐磨性方面具有显著的效果，在抗震结构、大变形结构、抗冲击结构和修复结构中有着广阔的发展前景。

该材料以水泥和细砂为填料，然后加入合成纤维形成。已有的研究成果表明，ECC不但具有超高的韧性，而且具有多缝稳态开裂的特点，使其在安全性、耐久性、适用性等方面有着优异的性能，可以很好地解决传统混凝土由于易脆性、弱拉伸性而导致的种种缺陷。同时ECC的渗透系数约为普通混凝土的1/5。随着龄期的增长，ECC的渗透系数会越来越低，即抗渗性越来越强。同时，ECC能与水泥砂浆、混凝土等材料完美黏合，所以将其作为结构面层是极佳的防水材料。

既希望屋面能够保温隔热，又希望其具有很强的抗裂防渗性能。很显然，联合应用上述两种材料并进行相关优化即可。所以技术方案上可行。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种新型屋面，该屋面不仅具高效保温隔热的优点，又具有抗裂抗渗漏的优点，且施工简单。可广泛应用于北方广大农村地区的平屋顶房屋。

技术方案：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本新型保温防渗抗裂屋面，是在现浇或预制楼板基层上，使用三七灰上作为找坡层；将其碾压平整后，在其上用1∶2.5水泥砂浆做20mm厚找平层，在找平层上铺设聚氯乙烯薄膜一层，随后铺设防水彩条布一层；根据当地保温节能要求，铺设20mm～100mm厚玻化微珠保砂浆一层，保温层具体厚度依当地气候和室温要求而定；保温层全部铺设完成后，待玻化微珠保温砂浆达到一定强度，铺设20mm～30mm厚ECC抗裂防水层，抗裂层铺设完成后即形成高效保温防渗屋面系统。

使用聚氯乙烯薄膜和防水彩条布作为隔离层，目的是使玻化微珠保温层与找平层脱开，避免或减少由于混凝土结构挠曲变形和温差变形等对保温层产生影响，使两者能相对活动，不致因相互约束影响而造成防水层开裂。聚氯乙烯薄膜和防水彩条布作为两道防线，同时可兼做隔气层，能有效阻止室内湿汽进入保温层，影响保温层保温效果。

本发明中所采用的玻化微珠保温砂浆具有无机无毒、高效保温的优点，将其与高抗裂、高耐久性的ECC联合使用，可实现屋面的高效保温节能和抗裂防渗的目的。同时能保证平屋顶房屋晾晒衣物、农作物的优点，进而在平原地区营造出冬暖夏凉“窑洞式”绿色住宅。

有益效果：通过将玻化微珠保温砂浆、ECC结合，充分发挥了其各自优点，可实现屋面的保温隔热、抗裂防渗等综合效益。能有效改善目前农村平屋顶房屋屋面普遍存在的渗漏、开裂、起鼓、渗水等现象，且防水层的使用寿命长于一般的普通屋面，可实现屋面与主体结构同寿命。更为重要的是，其工艺简单、施工方便，造价提高不明显，该项新技术可广泛应用于新房屋面及既有平屋顶房屋屋面改造中，因此具有广泛的工程应用前景。

附图说明

图1为屋面做法示意图；

图2为女儿墙处泛水细部做法示意图；

图中有：(现浇或预制楼板)基层1；三七灰土找坡层2；1∶2.5水泥砂浆找平层3；聚氯乙烯薄膜4；防水彩条布5；玻化微珠保温砂浆层6；ECC抗裂防水面层7；女儿墙墙体8。

具体实施方式

本发明的新型屋面括：(自下而上依次为)现浇或预制楼板基层1，三七灰土找坡层2；1∶2.5水泥砂浆找平层3；聚氯乙烯薄膜4；防水彩条布5；玻化微珠保温砂浆层6；ECC抗裂防水面层7；女儿墙墙体8。其纵向剖面构造示意图见图1、图2。

施工时，当基层为预制楼板时，先用强度等级不小于C20的细石混凝土灌缝，以提高结构层的整体刚度，灌缝的细石混凝土宜掺合膨胀剂。灌缝前，将缝壁清理干净，充分浇水湿润，冲尽尘土。灌缝时，缝底采用吊模防止漏浆，将补偿收缩细石混凝土捣固密实，并充分养护。当屋面板板缝宽度大于40mm或上窄下宽时，板缝内必须布置构造钢筋。将土过筛，然后掺入过筛后的白灰，充分拌合后。要求制作好的三七灰土手握成团，手松即散。然后按设计做好泄水坡度，坡度视所在地区情况而定。用辊筒边铺边碾，待碾压平整后，用1∶2.5水泥砂浆做找平层，待找平层七成干后，在其上铺设事先准备好的整体聚氯乙烯薄膜隔离层，厚度为0.14～0.15mm，铺设时一定要铺平拉紧，随后在薄膜层上再铺一层防水彩条布。待彩条布铺设完成后，开始铺设20～100mm厚玻化微珠保砂浆一层，保温层具体厚度依当地气候和室温要求而定。待玻化微珠保温砂浆铺设完毕，达到一定强度后，清理保温层表面，铺设20mm厚ECC抗裂层；必要时设置抗裂分格缝，抗裂分格缝根据屋面面积设置，一般不宜大于30m2，或者当屋面单边尺寸大于5m时设置，分割缝设置至保温砂浆表面即可。设置时用分割条在保温层表面布置好，然后铺设ECC抗裂层，养护一天后，拔去分割条，将分格缝中的杂质、污垢清理干净后，用嵌缝材料进行嵌缝即可。

对于设置女儿墙的屋面，在铺设聚氯乙烯薄膜和防水彩条布时，在墙角处其伸出长度应大于500mm，并将其沿墙角伸至上层玻化微珠保温砂浆以上，并铺平。在上层的玻化微珠保温砂浆上涂刷404氯丁胶粘剂粘合聚氯乙烯薄膜和防水彩条布，聚氯乙烯薄膜和防水彩条布的水平粘贴长度不小于300mm。女儿墙上的泛水处理时，先将女儿墙基层墙面的浮尘、油渍等用钢丝刷清除，再用软刷清扫干净，然后给墙面喷水，再用ECC做20mm厚抹面即形成屋面泛水，泛水高出屋面抗裂防水层高度不小于250mm。示意图见图2。

Claims (3)

1.一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面，其特征是该屋面包括基层(1)、三七灰土找坡层(2)、1∶2.5水泥砂浆找平层(3)、聚氯乙烯薄膜(4)、防水彩条布(5)、玻化微珠保温砂浆层(6)、ECC抗裂层(7)；其中，三七灰土找坡层(2)也可将三七灰土换为水泥煤渣，或别的当地易于取材的填料；聚氯乙烯薄膜(4)和防水彩条布(5)的铺设顺序不可颠倒，也可使用其他柔性防水卷材代替；玻化微珠保温砂浆(6)采用的是玻化微珠保温砂浆的成品干粉料，使用时只需按厂家的说明书，将干粉料与水按给定的比例混合搅拌即可使用；ECC抗裂层(7)中ECC，因为其重要组分——高质量PVA纤维单价较贵，且国产纤维在抗裂防渗方面与国外产品差异不明显，所以可采用国产纤维代替。

2.根据权利要求1所述的一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面，其特征是：玻化微珠保温砂浆(6)起到保温隔热的功效；ECC抗裂层(7)起到屋面抗裂防渗的功效。两部分联合应用，达到屋面高效保温防渗的目的，这两部分是整个新型屋面最重要的组成部分，在铺设ECC抗裂层(7)之前，在玻化微珠保温砂浆(6)上铺设一层耐碱网布，再铺设ECC抗裂层(6)，屋面的抗裂防渗效果会更好。

3.根据权利要求1所述的一种适用于北方地区平屋顶房屋的高效保温防渗屋面，其特征是：三七灰土找坡层(2)、聚氯乙烯薄膜(4)、防水彩条布(5)这三部分可依当地经济水平和购买的难易程度，用其他类似材料代替。