倒置式屋面施工工艺和设计计算

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Re—在外表面散热阶段所遇到的阻力称外表面换热阻，又称散热阻。
αi—内表面换热系数
αe—外表面换热系数
δ—材料厚度 λ—导热系数
从公式之中我们不难看出围护结构的热阻仅与围护结构本身材
质及厚度有关，山水人家清水湾小区屋面的保温隔热就充分利用了这
两点，具体应用将在后面叙述。
倒置式屋面对保温材料的要求较高，该小区采用了上海飚鑫挤塑 式聚苯乙烯保温板，该材料是以聚苯乙烯树脂辅以聚合物在加热混合 的同时，注入催化剂，而后挤塑押出连续性闭孔发泡的硬质泡沫塑料 板，简称 XPS。XPS 具有闭孔蜂窝结构，正是因此，该板具有极低 的吸水性，极低的导热系数，特强的高抗压性能和超越一般的抗老化 性。从上面热工计算中可以知道，导热系数低，热阻将变大，热阻越 大，保温隔热效果就越好；具有极低的吸水性也使该保温板具有防水 的特性，与防水层构造成为屋面防水的双层防线，同时也避免了蒸汽 渗透现象的产生，使保温板不致因水蒸气的渗入在保温板中热胀冷 缩、蒸发、冻结、解冻而造成其内部结构逐步分解老化，最后保温作 用全部消失，重新翻修保温层的后果。保温板的厚度也是提高保温隔 热的一项措施，但是保温材料越厚施工难度越大，容重也将越大，而 且也将增加结构的负荷，间接的从结构与施工上造成了成本的增加。 下面是参考国标 99J201 中常用保温隔热材料选用表中的物理机械性 能的资料，在相同热阻下做出的相关特性比较表：
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住宅工程中倒置式屋面的研究与应用
【摘要】本文在阐述住宅工程中屋面施工方法的基础上，论述了南方 多雨高温地区采用倒置式屋面的优势，并就倒置屋面在杭州山水人家 清水湾小区中的应用案例进行分析。 【关键词】倒置式屋面 防水层 保温层 热阻 温差
一、 前言 倒置式屋面（Inversion Type Roof）顾名思义即与传统式屋面
1、 平屋面施工法
1） 屋面结构封顶后，先将基础地面清理干净同时将基础地
面突起点做适当整平，为防水层施工做前置作业工程，
首先将找平层找坡完成后，清扫垃圾，在涂冷底子油一
道。
2） 屋面防水层施工。
3） 防水层施工完成后对防水层检查无异后，可以开始铺保
温板，该保温板的膨胀性低，不用留置伸缩缝，但该板
将随细石混凝土屋面留置分仓缝。施工方法中可以用粘
成长起来，工程质量是百年大事。在南方高温多雨地区防水与保
温同等重要，同时也成为住宅工程中的投诉热点。那么开发商开
发时就应该考虑工程质量与经济效益相结合的原则，倒置式屋面
就较好的解决了这一问题，不仅短期效益高，长期效益也尤为可
观，可以做到一举两得。
对防水层的保护 防水层维修方便
经上分析可知保护防水 层
维修方便，移开 XPS 即 可
对防水层无任何保护作用 不易维修
性
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从上表分析，倒置式屋面从短期考虑具有施工简便，缩短工期，
减少造价的的特点，长期考虑具有增强屋面的使用寿命，多次利用率
及易维修的特点。
七、结语
杭州建设正处于高速发展的时代，住宅工程如雨后春笋般的
二、 屋面热工计算 1、 对防水层的热工计算 倒置式工法（简称 U.S.D）与传统式工法（简称 BUR）对防水层
产生的热能效果是不同的。
R0= Ri + R +Re
Ri=1/αi
R=δ/λ
Re=1/αe
R0—围护结构的热阻；
Ri—在内表面吸热阶段遇到的阻力称内表面换热阻，又称感热阻；
R—在围护结构内部所遇到的阻力称材料的热阻；
因此，我们从中看出倒置式屋面对防水层起到一种保护作用，可 以延长防水层的使用寿命。
2、室内的热工计算： 从上面的公式中我们也不难看出，整个屋面系统可以看成一个单 一的个体，也就是说两种工法对屋面的热阻是相同的。
R=R 整体
RU.S.D=RBUR
从公式中可以得到，两种工法屋面保温隔热的作用是相同的，因
在施工工序上有相反的做法。倒置式屋面是将保温层置于防水层之 上。房屋防水层的合理使用年限一般与设计等级相关联，但实际使用 效果并不是很好，防水层常常在没有到达使用寿命时就已经不堪使命 了,问题的根本原因不是出于材料的本身上，而是温差导致了防水材 料自身热胀冷缩，致使防水材料在日积月累中损坏。倒置式屋面做法 就较好的解决了防水层因温差而损坏的问题。对保温隔热的处理，山 水人家清水湾小区有效的利用了倒置式屋面的优点及充分利用了材 料的特性，使保温隔热效果达到最佳。
F—分部在垂直热流方向的表面积（m² ） B.U.R 工法： R=R1 从中我们知道了在 U.S.D 工法中所得热阻相当于并联了两个复
合层，大于其中任何一个复合层的热阻（基于相同材质、厚度），因 此对防水层传输热量远远是 B.U.R 工法大，同时.B.U.R 下方是隔热保 温层，使热量难以从防水层迅速散发，使防水层的介面造成了热量的 囤积，温度随之上升，据实验数据得到最高温度可达 70º C 以上，最 低时温度达到-20º C。到夜间环境温度下降，屋面冷却，因防水层温 度高，将向外部放热，使防水层冷却。这就导致了防水层夜以继日的 受到热胀冷缩的影响。防水层的自然损坏的原因也就在此，这也意味 着防水材料在南方高温多雨地区应更加受到重视。
比较起来，采用倒置式屋面是节能屋面的最佳选择。下面是节能屋面
性能比较表：
工法
USD 屋面
BUR 屋面
性能 保温隔热性 屋顶结构负荷
（XPS）
极佳并长久保持
自重轻（40Kg/m³ ）
（膨胀珍珠岩）
见上表，要高厚度才可达到 XPS 要 求，且保温隔热性能随时间不断降低 自重大（400 Kg/m³ 以上）对大跨度
107
42.86
4.28
42.86
170
84.84
6.8
84.84
125
43.76
5
43.76
80
24
3.2
24
38
0.94
1.52
0.94
21
1.23
0.84
1.23
从上表中可以看出，该板具有“轻质、节能”的特点，使结构具
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有较高的经济效益。
五、倒置式工法：（以山水人家清水湾小区为例）
油膏嵌缝上附 300 宽防水卷才两道。
—上人屋面为：防滑地砖（住户自理）；不上人屋面为：面层彩色地坪漆；（1、
正坡：彩色压型钢板屋面；2、正坡：深色瓦屋面。）
四、建筑材料的选用
该屋面采用的就是倒置式屋面做法，经过以上分析，我们知道了
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U.S.D 做法具有保护防水层的优点，那么，该小区就充分的利用了这 项优势，采用了防水隔热效果较好的 APP 高聚物改性沥青防水卷材， 该卷材的优点是：具有良好的强度、耐热性、耐紫外线、耐老化等特 点。非常适合紫外线辐射强烈，炎热地区的屋面使用。杭州等南方高 温多雨地区也正是处于炎热地区，因此对防水层的有效保护就是增强 了屋面保温隔热的效果，同时也延长了屋面的使用寿命，提高了屋面 的防水效果。
此理论上说倒置式屋面对保温隔热并没有起到很大作用。
综上所述，倒置式屋面对防水层起到保护作用，对室内的保温隔
热的效果与传统屋面十分接近。但山水人家清水湾小区却充分利用了
材料的特性使节能效果达到最佳。
三、工程概况：
山水人家清水湾小区位于丰潭路以西，天目山路以北，建筑面积
56000 平方米，屋面以平屋面（上人与不上人）、坡屋面为主，设计
温佳板与传统保温材料性能比较表
保温材料
温佳板 水泥膨胀 珍珠岩 沥青膨胀 珍珠岩板 加气混凝
土 水泥膨胀 蛭石板 水泥聚苯
板 模塑聚苯 乙烯泡沫
板 硬质聚氨 酯泡沫
假设设 计热阻 要求 m² K/W 0.893 0.893
导热系 数
W/(m.K)
0.028 0.16
0.893 0.12
0.893 0.19
结剂对保温板进行点粘，防止在施工中发生走位现象。
在清水湾施工中未用粘结剂，经检查没有发生移位现象。
4） 加设钢筋网双层双向，为确保屋面被拉开，在浇捣屋面
时钢筋网应适当垫高。
2、 坡屋面施工法：
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1） 屋面进行找坡后对屋面进行清理，冷底子油一道。
2） 铺设卷材防水层（对坡度大于 26º 的要求卷材有自闭功
建筑将增加造价
施工方便性 抗老化性
排气孔、隔热层
施工简单，强度轻，进 度快，质量有保证
XPS 性质稳定，几乎无 老化，可与建筑物同寿
命 不需要
施工复杂，强度大，进度慢，质量难 以保证
一旦受潮就会老化分解，时间一到需 要翻修
需要
施工气候性
对气候无特别要求
需天气帮忙
屋面在利用性
屋顶可在利用
屋顶在利用性差
能，因坡度过大时要用铁钉贯穿防水层固定）
3） 工艺要求坡度大于 26 度的用铁钉施工，小于 26 度的用
胶粘剂固定。清水湾小区坡度为 13 度左右，经测试用玻
璃胶等后上人施工时仍要滑移，经讨论采用在坡末端架
设模板固定，后按设计加钢筋网双层双向，浇捣细石混
凝土固定，实践效果很好。
六、经济节能性能比较
U.S.D 工法与 BUR 工法的节能效果基本是一致的，但整体利益
U.S.D 工法：
吸热
复合层 1
保温层 2
传热
防水层 3
放热
B.U.R 工法：
复合层 1 防水层 3 保温层 2
吸热
传热 放热
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我们把最上部复合层看成一个整体 1，对防水层的传热我们可以 计算成：
U.S.D 工法：假设为两层复合结构 R= F1+F2 F1/R1+F2/R2
0.893 0.14
0.893 0.09
ห้องสมุดไป่ตู้