CN111851871A - 一种大面积景观种植屋面耗散结构装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大面积景观种植屋面耗散结构装置及其施工方法，包括覆盖于屋面的顶板基层上的轻骨料找坡层，轻骨料找坡层的上方设有第一防水层，第一防水层上设置有多个装配式透气井机构，且该装配式透气井机构均设置在轻骨料找坡层的最高点，在装配式透气井机构的中间位置的轻骨料找坡层的最低点处设置落水孔；装配式透气井机构与落水孔之间预留有透气通道，透气通道均采用高强海绵填充，在所述第一防水层上方的其他区域采用保温板铺满。本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置结构简单，增加屋面结构层内的空气流通，使得冷、热空气交叉对流加快，通气效率高，施工难度低，确保屋面使用功能，消除漏水隐患，减少后期维修费用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工的技术领域，尤其涉及一种大面积景观种植屋面耗散结构装置，同时还涉及一种大面积景观种植屋面耗散结构装置的施工方法。
背景技术
由于超大规模种植屋面整体为一个复杂开放的系统，存在排水面积大、构造层数复杂、内外部不确定影响因素众多等特点。因此，施工过程中极易造成分水坡度和组织排水不合理、保温层排气不良、渗漏检修困难等一系列问题。
发明内容
基于上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种大面积景观种植屋面耗散结构装置，结构简单，通气效率高，施工难度低，确保屋面使用功能，消除漏水隐患，减少后期维修费用。
相应的，本发明还提供了一种大面积景观种植屋面耗散结构装置的施工方法，方法易行，操作简便，增加屋面结构层内的空气流通，透气井机构与结构层中的温差加大后使得冷、热空气交叉对流加快，借助互相连通的透气通道及透气井，提供了高效的空气流动条件，使得整个屋面结构的通气效率大幅提升，同时由于冷、热空气对流会形成冷凝水，冷凝水汇聚后通过结构层中落水孔最终流落进整个室内的排水系统中。
为了确保屋面使用功能，消除漏水隐患，减少后期维修费用，本发明以常规超大规模种植屋面施工工法为基础，通过研究和改进，形成了一套基于耗散结构的大面积景观种植屋面施工工法。该技术借助耗散结构理论，通过在屋面结构层中安装装置将结构层中残存的空气和水的进行有组织的交换和疏导，使得整个屋面结构层空间与外界空间最终趋于一种在宏观上的有序平衡态，有效解决了传统超大规模种植屋面施工中只设置单一透气孔，进而导致的因为空气的不畅流通以及水的留置浸泡对屋面结构造成的破坏。该装置结构简单，通气效率高，施工中降低了施工难度，提高了工效，节省了劳动成本，取得了明显的经济和社会效益。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种大面积景观种植屋面耗散结构装置，包括覆盖于屋面的顶板基层上的轻骨料找坡层，所述轻骨料找坡层的上方设有第一防水层，所述第一防水层上设置有多个装配式透气井机构，且该装配式透气井机构均设置在所述轻骨料找坡层的最高点，在所述装配式透气井机构的中间位置的轻骨料找坡层的最低点处设置落水孔；所述装配式透气井机构与落水孔之间预留有透气通道，所有透气通道均采用高强海绵填充，在所述第一防水层上方的其他区域采用保温板铺满；所述保温板内的热空气和水蒸气能够进入透气通道中，并通过所述装配式透气井机构与外界空气完成交换，同时在交换过程中由于温度的变化导致的热空气和水蒸气冷凝形成的液态水，可以通过位于轻骨料找坡层的落水孔排出掉。
优选的，所述透气通道与保温板的上表面覆盖有采用水泥砂浆施工的找平层，所述找平层上表面覆盖有第二防水层，所述第二防水层上方还设置有构造层，所述顶板基层、轻骨料找坡层、第一防水层、保温板、找平层、第二防水层和构造层组成屋面结构层。
进一步的，所述装配式透气井机构包括位于第一层防水层上方的由现浇混凝土制成的基座，在基座的四个角落预埋三根螺栓，所述基座的上方采用工厂预制加工的装配式井筒，井筒的上方预埋安装有四棱锥形幕墙骨架，幕墙骨架上安装固定有透明夹层玻璃；在井筒上方设置两个吊装孔，井筒的下方与螺栓对应位置设置有预留孔洞，在每一个预留孔洞侧壁顶部和底部各设置一个水平小孔，分别为注浆孔和溢浆孔。
进一步的，所述基座的底部具有与所述透气通道对接的通气道口。
优选的，所述第二防水层从平面一直延伸到井筒侧面的并高出覆土层，在所述井筒外侧壁固定的第二防水层包裹有混凝土防水保护层，其上口利用金属压条固定。
优选的，所述落水孔上部檐口设置在第一防水层上，用于排出在两层防水层相夹的空间中冷凝形成的液态水。
进一步的，所述透气通道包括主通气道和在主通气道两侧每隔一定距离铺设垂直于主通气道的毛细通气道。
另外，上述的大面积景观种植屋面耗散结构装置的施工方法，其步骤为：
S1、将屋面的顶板基层打磨、清理和干燥；浇筑轻骨料混凝土，浇筑时放坡坡度为1％，找坡最低点与最高点水平距离控制在10m左右，采取连续波浪形找坡；
S2、在轻骨料找坡层上设置横向分仓线将整个屋面分为若干个条形分仓室，保证每一排的落水孔和透气井机构控制在一个条形仓室内；
S3、在每个横向条形分仓的仓室内在找坡层最低位置处钻孔安装落水地漏形成落水孔，并在下方安装落水管道接入室内排水系统；
S4、进行第一防水层的施工，并放线定位，在找坡层最高点作为装配式透气井机构的安装位置并标记，做好落水孔和透气井机构之间连通的透气通道轴线的定位标记；
S5、将预制好的装配式透气井机构直接吊装在步骤S4中标记好的位置；
S6、按照步骤S4的定位轴线采用高强海绵铺设主通气道，在主通气道两侧每隔一定距离铺设垂直于主通气道的毛细通气道，并使得主通气道一端与装配式透气进系统中的通气道口相连通，另一端与落水孔沿口相连通；
S7、在没有透气通道的位置铺设保温板，并使得保温板与透气通道的侧边相对接，并将透气通道表面铺设无纺布；
S8、在保温板上施工水泥砂浆找平层，并铺设第二层防水层，第二层防水层在井筒处竖向高出40cm并在阴角处做附加层处理；
S9、进行构造层的施工，并对突出构造层的透气井的井筒侧壁铺设防水保护层，上口利用金属压条进行固定。
由上，本发明提供的结构装置为在屋面布置较少的大尺寸装配式透气井，井底通过设置在屋面结构层中的主通气道进行连通，并在主通气道上设置多个连通的较小的毛细通气道用于增加结构层内的空气流通，在每两个透气井之间的主通气道中间位置设置一个落水孔，透气井盖采用透明夹层玻璃。夏季白天极端高温情况下，阳光照射在井筒中形成蒸腾作用温度升高，冬季夜里极端低温情况下由于夹层玻璃散热快，井筒内温度迅速下降，井筒内与屋面结构层中始终形成较大的温差效应，此时处于相对的远离平衡态，这种状态下系统会通过不断的与外界进行物质与能量的交换最终形成新的稳定的宏观有序结构。具体表现为井筒与结构层中的温差加大后使得冷、热空气交叉对流加快，借助互相连通的通气道及透气井，提供了高效的空气流动条件，使得整个屋面结构的通气效率大幅提升，同时由于冷、热空气对流会形成冷凝水，冷凝水汇聚后通过结构层中落水孔最终流落进整个室内的排水系统中。
本发明的整个装置通过有效利用温差效应，使得内、外气压通过交叉对流得到宏观上的有序平衡，且滞留于两层防水卷材之间保温层中的积水得到有效排出，有效避免了因为气压不平衡对防水卷材造成的鼓胀破坏，进而导致滞留水渗透进屋面顶板结构中对建筑造成的结构及使用功能上的破坏。
本发明与现有技术相比还具备以下优点：
(1)本发明的自然通气调节系统中透气通道采用高强海绵填充，减少了传统通气管的钻孔工序，避免了因钻孔对底层防水的破坏；主通气道和毛细通气道组合的方式使得通气效果更加显著，有效的防止了屋面通气系统因水的冻胀、气体的压力导致的卷材开裂破坏，延长了屋面的使用寿命。
(2)透气井机构采用装配式一体化结构，透气井上方采用四角锥形幕墙骨架，并安装透明夹层玻璃覆盖整个井筒，充分利用了玻璃的透光性及散热性，保证了无论在夏季和冬季始终可以保证井筒内与屋面结构层中形成较大的温差效应，提高了通气效率，同时借助玻璃的装饰作用使得整个透气井机构大气美观，便于后期进行装饰装修和创优施工，能与屋面种植物植被共同组成靓丽风景。
(3)由于传统通气系统普遍使用的是通气管，接触面积小，通气量有限，对于高温天气造成的保温层内水蒸气不能及时排出，形成压力差对屋面结构层造成损害，影响防水效果。本发明通过增大通气通道面积，增强了整个屋面内部与外界气体的交换效率，同时通过设置落水孔，将冷凝后的水及时排除，进一步保证了屋面防水的效果。
附图说明
图1为本发明优选实施例的大面积景观种植屋面耗散结构装置的条形分仓布置示意图。
图2为本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置的夏季白天极端高温工作示意图。
图3为本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置的冬季夜间极端低温工作示意图。
图4为本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置的装配式透气井局部立体放大图。
图5为本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置的装配式透气井结构图。
图6为本发明的大面积景观种植屋面耗散结构装置的落水孔局部放大图。
其中：1-幕墙骨架，2-透明夹层玻璃，3-吊装孔，4-井筒，5-溢浆孔，6-注浆孔，7-螺栓，8-基座，9-通气道口，10-落水孔，11-顶板基层，12-轻骨料找坡层，13-第一防水层，14-1-主通气道，14-2-毛细通气道，15-保温板，16-找平层，17-第二防水层，18-构造层，19-金属压条，20-分仓线。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种大面积景观种植屋面耗散结构装置及其施工方法，解决了对于传统超大面积种植屋面大量伸出植被层的通气管不仅通气效率低下，而且破坏了种植屋面的整体美感。
如图1-图6所示，本发明的一种大面积景观种植屋面耗散结构装置以一个条形分仓中的构造为例，其自然通气调节系统包括：覆盖于屋面的顶板基层11上的轻骨料找坡层12，所述轻骨料找坡层12的上方为第一防水层13，第一防水层13可为非固化防水涂料加SBS防水卷材，所述第一防水层13上设置有多个装配式透气井机构，且装配式透气井机构均设置在轻骨料找坡层12的最高点，在平行的两个装配式透气井机构的中间位置为轻骨料找坡层12的最低点，并设置落水孔10，装配式透气井机构与落水孔10之间预留40cm宽的主通气道14-1，主通气道14-1上设置多个连通的较小的毛细通气道14-2，所有通气道均采用高强海绵填充。在所述第一防水层13上方的其他区域采用保温板15满铺。
本发明的主通气道14-1、毛细通气道14-2与保温板15处于同一平面，所述透气通道14与保温板15上表面覆盖有采用水泥砂浆施工的找平层16，所述找平层16上表面覆盖有第二防水层17，第二防水层17为耐根穿刺防水卷材，所述第二防水层17上方还设置有构造层18(这里的构造层可以由混凝土保护层、排水沟、排(蓄)水板、土壤、植物等种植屋面常规构造构成)。所述保温板15内的热空气和水蒸气能够进入由主通气道14-1和毛细通气道14-2构成的透气通道14中，通过装配式透气井机构和落水孔10之间形成的通道，热空气和水蒸气可以在两个装配式透气井机构之间与外界空气完成交换，同时在交换过程中由于温度的变化导致的热空气和水蒸气冷凝形成的液态水，可以通过位于轻骨料找坡层12的落水孔10排出掉，使第一防水层13与第二防水层17之间始终处于干燥状态，大大减少了漏水的隐患，解决了由于通气不畅、内部气压过大对屋面各构造层破坏的问题，同时也明显减少了伸出植被管道数量，增强了通气系统的美观性。
如图5所示，本发明的装配式透气井机构具体包括位于第一层防水层13上方的由现浇混凝土制成的基座8，同时在基座四个角落预埋三根螺栓7，共计十二根，基座8的上方采用工厂预制加工的装配式井筒4，井筒4上方预埋安装四棱锥形幕墙骨架1，为后期安装固定透明夹层玻璃2所用，同时在井筒4上方设置两个吊装孔3为后期吊装施工使用，井筒4的下方与基座的螺栓7对应位置设置预留孔洞，在每一个预留孔洞侧壁顶部和底部各设置一个水平小孔，分别为注浆孔6和溢浆孔5，在井筒4吊装至基座8上方后，将井筒4下方的预留孔洞与基座8上方的预埋螺栓对准定位，然后进行下落拼接，待拼接完成后，通过注浆孔6对预留孔洞进行注浆保证井筒4与基座8的稳定连接，待溢浆孔5有砂浆溢出则表示孔内砂浆已经注满方可结束注浆，待屋面回填土施工完成后即可进行装配式透气井机构透明夹层玻璃2的安装。
装配式透气井机构下方的基座8在第一防水层13施工完成后浇筑，浇筑前在基座8覆盖面积内铺设一层无纺布，用于将柔性防水卷材和硬性混凝土进行分割开来，基座底部的通气道口9设置为40cm宽10cm高，与后期在两个透气井机构之间铺设的40cm宽的透气通道14对接。
另外，落水孔10上部檐口设置在第一防水层13上，用于排出在两层防水层相夹的空间中冷凝形成的液态水。
在两个装配式透气井机构和中间落水孔10形成的纵断面上，轻骨料找坡层12浇筑时放坡坡度不小于1％，装配式透气井机构位于放坡最高点，落水口10位于放坡最低点。
装配式透气井机构上方玻璃盖板采用透明夹层玻璃2，在井筒4吊装完成后在幕墙骨架1上进行固定安装，玻璃拼缝采用耐候胶处理，透明夹层玻璃2不仅保证了整体系统的外观优美大方，而且加大了采光率，可使阳光直射进井筒4内，使井筒4内的空气温度得到升高，与通气道内的温差加大形成压力差，加速空气的流动流动与交换。
为了进一步增加防水能力，位于所述第二防水层17从平面一直延伸到井筒4侧面的并高出覆土层20cm，在所述井筒4外侧壁固定的第二防水层17包裹有混凝土防水保护层，其上口利用金属压条19固定。
本发明还提供了一种如上述的大面积景观种植屋面耗散结构装置的施工方法，所述施工方法包括：
1、将顶板基层11打磨、清理和干燥；浇筑轻骨料混凝土，浇筑时放坡坡度为1％，找坡最低点与最高点水平距离控制在10m左右，采取连续波浪形找坡。
2、在轻骨料找坡层12上设置横向分仓线20将整个屋面分为若干个条形分仓室，保证每一排的落水孔10和透气井机构控制在一个条形仓室内。条形分仓宽度可以根据现场实际尺寸进行调整，例如取6m间距进行分仓，浇筑横向混凝土分水线。
3、在每个横向条形分仓的仓室内在找坡层最低位置处钻孔安装落水地漏形成落水孔10，并在下方安装落水管道接入室内排水系统。
4、进行第一防水层13的施工，并放线定位，在找坡层最高点作为装配式透气井机构的安装位置并标记，做好落水孔10和透气井机构之间连通的透气通道14轴线定位标记。
5、将预制好的装配式透气井机构直接吊装在步骤4中标记好的位置。
6、按照步骤4的定位轴线采用高强海绵铺设主通气道14-1，厚度35mm、宽度400mm，在主通气道14-1两侧每隔一定距离铺设垂直于主通气道14-1的毛细通气道14-2，厚度35mm、宽100mm。并使得主通气道14-1一端与装配式透气进系统中的通气道口9相连通，另一端与落水孔10沿口相连通。铺设前，将第一防水层13清理干净。
7、在没有透气通道14的位置铺设保温板15，并使得保温板15与透气通道14的侧边相对接，并将透气通道14表面铺设无纺布(在透气通道14上覆250g/㎡无纺布进行保护，无纺布宽度以覆盖住保温板15边为宜)；施工前先将第一防水层13清扫干净，保温板15应紧密铺设、铺平、垫稳，板块间的缝隙，应用同类材料的碎屑填密实，表面应与相邻两板高度一致。这里的保温板15可以采用35mm厚的XPS聚苯板。
8、在保温板15上施工水泥砂浆找平层16，并铺设第二层防水层17。第二层防水层17采用耐根穿刺防水卷材，第二层防水层卷材在透气井的井筒4处竖向高出40cm并在阴角处做附加层处理。
9、进行其他构造层18的施工，并对突出其他构造层18的透气井的井筒4侧壁铺设防水保护层，上口利用金属压条19进行固定。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本发明的包含范围之内。
Claims (8)
1.一种大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，包括覆盖于屋面的顶板基层(11)上的轻骨料找坡层(12)，所述轻骨料找坡层(12)的上方设有第一防水层(13)，所述第一防水层(13)上设置有多个装配式透气井机构，且该装配式透气井机构均设置在所述轻骨料找坡层(12)的最高点，在所述装配式透气井机构的中间位置的轻骨料找坡层(12)的最低点处设置落水孔(10)；
所述装配式透气井机构与落水孔(10)之间预留有透气通道(14)，所有透气通道均采用高强海绵填充，在所述第一防水层(13)上方的其他区域采用保温板(15)铺满；
所述保温板(15)内的热空气和水蒸气能够进入透气通道中，并通过所述装配式透气井机构与外界空气完成交换，同时在交换过程中由于温度的变化导致的热空气和水蒸气冷凝形成的液态水，可以通过位于轻骨料找坡层(12)的落水孔(10)排出掉。
2.根据权利要求1所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述透气通道(14)与保温板(15)的上表面覆盖有采用水泥砂浆施工的找平层(16)，所述找平层(16)上表面覆盖有第二防水层(17)，所述第二防水层(17)上方还设置有构造层(18)，所述顶板基层(11)、轻骨料找坡层(12)、第一防水层(13)、保温板(15)、找平层(16)、第二防水层(17)和构造层(18)组成屋面结构层。
3.根据权利要求2所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述装配式透气井机构包括位于第一层防水层(13)上方的由现浇混凝土制成的基座(8)，在基座(8)的四个角落预埋三根螺栓(7)，所述基座(8)的上方采用工厂预制加工的装配式井筒(4)，井筒(4)的上方预埋安装有四棱锥形幕墙骨架(1)，幕墙骨架(1)上安装固定有透明夹层玻璃(2)；
在井筒(4)上方设置两个吊装孔(3)，井筒(4)的下方与螺栓(7)对应位置设置有预留孔洞，在每一个预留孔洞侧壁顶部和底部各设置一个水平小孔，分别为注浆孔(6)和溢浆孔(5)。
4.根据权利要求3所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述基座(8)的底部具有与所述透气通道(14)对接的通气道口(9)。
5.根据权利要求3所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述第二防水层(17)从平面一直延伸到井筒(4)侧面的并高出覆土层，在所述井筒(4)外侧壁固定的第二防水层(17)包裹有混凝土防水保护层，其上口利用金属压条(19)固定。
6.根据权利要求1所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述落水孔(10)上部檐口设置在第一防水层(13)上，用于排出在两层防水层相夹的空间中冷凝形成的液态水。
7.根据权利要求1所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置，其特征在于，所述透气通道(14)包括主通气道(14-1)和在主通气道(14-1)两侧每隔一定距离铺设垂直于主通气道(14-1)的毛细通气道(14-2)。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的大面积景观种植屋面耗散结构装置的施工方法，其特征在于，其步骤为：
S1、将屋面的顶板基层(11)打磨、清理和干燥；浇筑轻骨料混凝土，浇筑时放坡坡度为1％，找坡最低点与最高点水平距离控制在10m左右，采取连续波浪形找坡；
S2、在轻骨料找坡层(12)上设置横向分仓线(20)将整个屋面分为若干个条形分仓室，保证每一排的落水孔(10)和透气井机构控制在一个条形仓室内；
S3、在每个横向条形分仓的仓室内在找坡层最低位置处钻孔安装落水地漏形成落水孔(10)，并在下方安装落水管道接入室内排水系统；
S4、进行第一防水层(13)的施工，并放线定位，在找坡层最高点作为装配式透气井机构的安装位置并标记，做好落水孔(10)和透气井机构之间连通的透气通道(14)轴线的定位标记；
S5、将预制好的装配式透气井机构直接吊装在步骤S4中标记好的位置；
S6、按照步骤S4的定位轴线采用高强海绵铺设主通气道(14-1)，在主通气道(14-1)两侧每隔一定距离铺设垂直于主通气道(14-1)的毛细通气道(14-2)，并使得主通气道(14-1)一端与装配式透气进系统中的通气道口(9)相连通，另一端与落水孔(10)沿口相连通；
S7、在没有透气通道(14)的位置铺设保温板(15)，并使得保温板(15)与透气通道(14)的侧边相对接，并将透气通道(14)表面铺设无纺布；
S8、在保温板(15)上施工水泥砂浆找平层(16)，并铺设第二层防水层(17)，第二层防水层(17)在井筒(4)处竖向高出40cm并在阴角处做附加层处理；
S9、进行构造层(18)的施工，并对突出构造层(18)的透气井的井筒(4)侧壁铺设防水保护层，上口利用金属压条(19)进行固定。
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| CN112854491A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种种植屋面后浇带防水施工方法 |
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| CN112854491B (zh) * | 2021-01-05 | 2022-08-12 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种种植屋面后浇带防水施工方法 |
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