1 何謂倒置式屋面

　　《屋面工程技術(shù)規范》GB50207-94和《建筑設計資料集》第二版第8冊中闡明，倒置式屋面(IRMAROOF)就是“將憎水性保溫材料設置在防水層上的屋面”。然而長(cháng)期以來(lái)，我國工程界對倒置式保溫屋面的材料及其構造缺乏充分的研究和實(shí)踐。即使少數提及的新規范和資料集(第二版)中，除了概念以外，仍缺少必要的指導作為設計的依據，需要對此作進(jìn)一步的探究。

　　2 為什么要采用倒置式屋面

　　倒置式屋面的定義中，特別強調了“憎水性”保溫材料，工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類(lèi)保溫材料如果吸濕后，其導熱系數將陡增，所以才出現了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加了造價(jià)，使構造復雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應在防水層上加做保護層，這又將增加額外的投資。再次，對于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當于自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排汽屋面的話(huà)，則由于屋面上伸出大量排汽孔，不僅影響屋面使用和觀(guān)瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排汽孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內。即使是按規范設排汽道、排汽孔有時(shí)還會(huì )出現防水層起泡現象。這里面一個(gè)根本的問(wèn)題是保溫材料中的含水率。上海過(guò)去采用水泥膨脹珍珠巖(或水泥蛭石)等無(wú)機膠結材料在現場(chǎng)拌合做屋面保溫層，加上找平層也是濕作業(yè)，施工中用水量較大，要保證及時(shí)蒸發(fā)以達到自然風(fēng)干狀態(tài)下的含水率常常難以做到，這不僅影響到防水工程的施工質(zhì)量，更大大影響了實(shí)際保溫效果。近年來(lái)雖然采用樹(shù)脂等有機膠結材料的保溫層，如防水樹(shù)脂珍珠巖等逐漸在市場(chǎng)上廣泛應用，但由于市場(chǎng)上壓價(jià)競爭，質(zhì)量良萎不齊，其實(shí)際含水大大超過(guò)其測試報告，質(zhì)量關(guān)難以把握。

　　材料科學(xué)的發(fā)展，擠塑聚苯乙烯等新型高效節能材料的發(fā)展應用，終于使倒置式屋面中憎水性保溫材料之技術(shù)難關(guān)得以克服，為倒置式屋面的設計應用提供了材料基礎。倒置式屋面與普通保溫屋面相比較，主要有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　a、構造簡(jiǎn)化，避免浪費

　　b、不必設置屋面排汽系統；

　　c、防水層受到保護，避免熱應力、紫外線(xiàn)以及其他因素對防水層的破壞；

　　d、出色的抗濕性能使其具有長(cháng)期穩定的保溫隔熱性能與抗壓強度；

　　e、如采用擠塑聚苯乙烯保溫板能保持較長(cháng)久的保溫隔熱功能，持久性與建筑物的壽命等同；

　　f、憎水性保溫材料可以用電熱絲或其他常規工具切割加工，施工快捷簡(jiǎn)便；

　　g、日后屋面檢修不損材料，方便簡(jiǎn)單；

　　h、采用了高效保溫材料，符合建筑節能技術(shù)發(fā)展方向。

　　倒置式屋面與傳統保溫屋面構造比較。

　　由表可知，倒置式屋面雖然造價(jià)較貴，但優(yōu)越性顯而易見(jiàn)。

　　3 倒置式屋面的應用

　　我們在上海吳淞路378-412號基地舊區改造工程的國際招標中，通過(guò)兩輪角逐，與美國國際建筑工程公司取得并列二等獎，(無(wú)一等獎)，并確定為合作設計者。在其后的技術(shù)設計中，美方建筑師指定保溫屋面構造采用倒置式屋面。

　　該工程是一建筑等級為1級的大型高層民用建筑，業(yè)主為中國太平洋保險公司上海分公司和上海銀行茂林支行。因此，造價(jià)與使用功能之間的矛盾在這一工程中不難平衡，況且3000m2’的屋面造價(jià)相對于投資數億的高層金融辦公樓來(lái)說(shuō)，所占工程費的比例還是很低的。工程實(shí)踐證明，采用倒置式屋面的優(yōu)點(diǎn)相當明顯，設計是成功的。

　　另?yè)�了解�?8層的上海金茂大廈、66層的上海恒隆廣場(chǎng)、青松城大酒店屋頂網(wǎng)球場(chǎng)以及上�，F代設計(集團)有限公司申元大廈的保溫屋面，均采用了倒置式屋面的構造做法。

　　4 。倒置式屋面的常見(jiàn)做法

　　倒置式屋面的基本構造層次如表1所示。其保溫層及其保護層的常見(jiàn)做法有如下幾種類(lèi)型：

　　采用發(fā)泡聚苯乙烯水泥隔熱磚用水泥砂漿直接粘貼于防水層上。優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，在上海萬(wàn)里住宅小區已試用，效果很好。缺點(diǎn)是使用過(guò)程中會(huì )有自然損壞，維修時(shí)需要鑿開(kāi)，且易損壞防水層。發(fā)泡聚苯乙烯雖然密度、導熱系數和吸水率均較小，且價(jià)格便宜，但使用壽命相對有限，不能與建筑物壽命同步，所以在這次吳淞路工程項目中沒(méi)有推薦使用。

        采用擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板(以下簡(jiǎn)稱(chēng)保溫板)直接鋪設于防水層上，上做配筋細石混凝土，如需美觀(guān)，還可再做水泥砂漿粉光、粘貼缸磚或廣場(chǎng)磚等。這種做法適用于上人屋面，經(jīng)久耐用，缺點(diǎn)是不便維修。在吳淞路工程中僅用于局部上人屋面平臺上。

       采用保溫板直接鋪設于防水層，再敷設纖維織物一層，上鋪卵石或天然石塊或預制混凝土塊。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，經(jīng)久耐用，方便維修。

        5 設計中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

        倒置式屋面依構造層次自下而上有如下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

        屋面坡度宜優(yōu)先采用結構起坡3％，以便減輕自重，省卻找坡層。但吳淞路工程建筑平面和結構布置較復雜，且屋面排水坡也較復雜，故只能采用材料找坡2％。上海地區過(guò)去較多使用煤渣混凝土作保溫層并找坡，但現在這種材料較少，故采用加氣混凝土砌塊碎料，作保溫層并找坡，價(jià)廉物美。

        保溫層一般可選用擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板。目前市場(chǎng)上可供選擇的品牌有德國巴斯夫(ABSF，淡綠色)、美國歐文斯科寧(0WENS CORNING，粉紅色)、美國陶氏(Dow Plastics，藍色)和臺灣的豪適板(藍色)。其中歐文斯科寧己在中國上海、南京設廠(chǎng)生產(chǎn)這種保溫隔熱板，而陶氏是全球最大的擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板的供應商。這類(lèi)板材具有平均的閉孔蜂窩狀內部結構，因而擁有出色的保溫功能(導熱系數小于0.033w／mK、優(yōu)越的抗濕性(吸水率小于1V01％)和高度的擠壓強度。保溫層厚度應通過(guò)計算確定。保溫板宜避免直接鋪設于防水層上，否則應向有關(guān)供應商咨詢(xún)以證明該保溫板與卷材及其粘結劑之間不會(huì )發(fā)生化學(xué)分解。最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)現場(chǎng)試驗的辦法檢驗之。

         如因上人屋面需要，保溫板上可整澆4mm厚C20細石混凝土，內配Ф4@150mm雙向筋，表面可粘貼廣場(chǎng)磚等。如僅供檢修或消防避難用屋面，則可排鋪天然石塊或預制混凝土塊：如屋面上無(wú)其他上人要求則可散鋪卵石，卵石粒徑一般為 20~40mm，這種做法在歐美較為常見(jiàn)，保護層厚度一般可按49~78kg／m2控制。保護層與保溫板之間還應覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層。保護層采用預制混凝土塊與卵石組合鋪設。其設計出發(fā)點(diǎn)是：解決檢修通道問(wèn)題，便于控制卵石厚度，以及組織構圖效果，創(chuàng )造第五立面的肌理效果。