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传统式屋面与倒置式屋面应用特性的分析

发布者:中国挤塑板 发布日期:2012-04-17 09:17:53 关注:

   屋面工程是房屋建筑的重要组成部分,在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能的同时,提高屋面的保温性能也足建筑节能的重要方面,屋面保温隔热的效果好坏,与屋面的设计、施工和材料有着密切的关系 一般在改进屋面结构的同时,将屋面防水与保温隔热同时考虑,是解决屋面保温措施常用方法。对现代建筑而言,屋面的建筑功能,不仅应保证不渗不漏,还必须满足房屋冬季保温、夏季隔热的需求,以及做好对屋面的保护和延长使用年限等工作。
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传统式屋面存在的问题及产生原因存在问题
  沥青卷材防水、珍珠岩保温是一种传统的屋面做法,因其造价低廉、工艺简单,几十年来一直被广泛地采用,但长期以来,在我国北方寒冷地区,这种传统式屋面存在着不同程度的渗漏及珍珠岩吸湿保温效果降低的问题。通过大量屋面工程的实际考察,发现屋面破坏主要表现为以下几种形式:

  a.屋面开裂。一般在屋面工程完工后3—5年的冬季出现,裂缝分布呈龟背状,开始出现裂缝较小,密度较低,以后逐渐增大增高,一但破坏,渗漏面广,漏点难以准确找到,修复难度大,损失较大。
  b.屋面起鼓.起鼓一般在施工后的高温季节产生。鼓泡由小到大逐渐发展,大的直径可达200~300mm,小的约数l0mm,大小气泡可串连成片。
  c.翘边。常见于檐头、山墙、女儿墙、变形缝节点处防水屋面边缘脱开翘起,在风力的作用下逐渐扩大,甚至大片刮起。
  d.珍珠岩受潮吸湿后,保温隔热效果降低,夏不隔热,冬不保温,室内热环境变差。消灭事故,达到正常连续运转。
  正置式防水层温度变化曲线
  产生原因
  屋面出现以上情况有很多方面原因,有施一操作方面的问题,也有质量管理等方面的问题。如使用不合格原材料,沥青熬制温度控制不好,屋面节点细部控制不好等。但主要是以下原因造成的。
  a.屋面防水层直接暴露于大气中,夏季受太阳辐射油毡表面温度升高,易使沥青流淌和油毡老化,冬季温度降低,油毡易脆裂,即在北方寒冷地区,由于冬夏温度差很大,在油毡表面产生很大的温度应力,这样经过冬夏几个交替循环后,油毡表面延性降低,变脆、变硬,产生裂缝,致使防水层在短期内破坏。
  b.保温层采用珍珠岩,因珍珠岩具有很强的吸湿性,吸湿后在高温下产生湿汽,湿汽向上聚集防水层外鼓形成汽泡,且珍珠岩因吸湿而保温效果大大降低,
  c.因施工受季节和气候约束,保温层受雨水浸湿的现象不可避免.
  采用倒置式屋面的优点
  倒置屋面是将保温层设置在防水层之上的屋面,它与传统做法的屋面相比具有以下特性:可以大幅度降低防水层与屋面结构的热应力,避免防水层产生由温度变化引起的早期破坏,从而提高其使用年限;可以充分发挥保温隔热层的节能作用,改善房屋的使用功能等.
  倒置式防水层温度变化曲线
  保温层对防水层的保护作用
  经实测,当采用传统式屋面时,防水层表面夏冬季的温差值高达80。C左右,在这种高温与剧冷交替反复作用下,显然会影响防水层的使用寿命。而当采用倒置式屋面时,由于保温层的隔热作用,强使防水层的夏冬季温差保持15℃左右,对防水层的隔热保护作用十分显著。
  减少热应力的产生
  在现代建筑中,屋盖绝大部分采用钢筋混凝土板,倒置式屋面对降低屋面结构混凝土热应力将产生良好的效果。由于混凝土板同时受柱子、墙壁等所约束,在受变化的室外气温、太阳辐射等影响时,混凝土板的温度发生很大变化,并使板热胀冷缩,板的伸缩将使得在以受约束部分为中心处产生热应力。当采用倒置式屋面时,由于受I二层保温材料的作用,使得混凝土板表面温度变化很小,夏冬季受热温差值仅为8℃左右,这么小的温度变化,将降低屋面结构的热应力,从而减小了防水层由于受屋_面热应力的破坏而产生的渗漏。
  对混凝土板有一定的保护作用
  混凝土板在不同的保温方式时,随着温度的变化,板的上下界面将产生不同的弯曲应力。通过计算,当采用倒置式屋面时,混凝土板内的弯曲应力大大减小,避免了混凝土内部自身的损耗。因此,从保护混凝土本体的观点出发,倒置屋面也足一种较好的实用技术。
  有利于保持屋顶房间的热稳定性
  当采用倒置式屋面时,通过对屋面结构混凝土板底面处的温度与设定的室内温度作比较,则混凝土板底面处的温度无论在夏季还是冬季,温差值仅为2.0℃左右即由于采用倒置式屋面,使室内热容量增大,蓄热量增加,从而使供暖负荷更为均匀,室温波动减小,提高了室内热环境质量,有利于保持夏冬季室温的相对稳定性。
  减少屋面热桥现象的产生
  在传统结构建筑中,热桥耗热量约占整体建筑耗热量的3%~5%,,在节能建筑中约占20%。在屋面结构中,无论在哪个层面,只要水蒸汽压力大于饱和水蒸汽压力,可使屋面防水层起鼓或被破坏。当采用倒置式屋面时,由于保温层的作用,可使实际水蒸汽压力低于饱和水蒸汽压力,因而可减少屋面结露和内部结露区域,即热桥现象的产生,从而减少了能耗。
  两种屋面形式的荷载及经济效果分析
  倒置式屋面简化了施工工艺,减少了施工工序,屋面荷载及造价明显降低。由表l可以看出,倒置式屋面与传统屋面相比,屋面荷载减轻0. 43kg/m2,约14 010,而造价降低23. 81元/m2,约24%.
      两种屋面型式的荷载及造价分析

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  结论
  屋面通常是由承重结构、保温隔热和防水技术三大部分组成。倒置式屋面在保证屋面承重结构的前提下,在考虑屋面防水技术的同时,把屋面的保温隔热技术放到首要位置上。这不仅对建筑结构的使用安全,而且对人们居住环境的舒适程度和建筑节能关系极大。大量工程实践说明,在同等结构、材料和施工水平条件下,保温隔热做得好的屋面,屋面结构所承受的温度应力小,防水层出现空鼓、裂缝及由此而引起的屋面渗漏现象也少。所以,无论从建筑节能或是改善屋面防水功能的观点看,都必须重视屋面的保温隔热技术。
 
 
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