伊通磚系統(tǒng)在既有建筑屋面保溫及防水施工中的應(yīng)用

房超珺 孫 婷 楊旻驊

1. 上海建工集團股份有限公司 上海 200080；2. 上海超高層建筑智能建造工程技術(shù)研究中心 上海 200080；3. 上海市建筑裝飾工程集團有限公司 上海 200126

在舊建筑屋面改造和修繕工程中，屋面的防水保溫質(zhì)量直接影響既有保護建筑的使用功能和持續(xù)壽命，關(guān)系到建筑物使用者的生活和工作質(zhì)量。提升屋面防水保溫材料的使用性能，歷來受到人們的重視。為盡可能減輕屋面結(jié)構(gòu)附屬部分的質(zhì)量，改善建筑舒適性條件，降低能耗，伊通磚材料防水保溫系統(tǒng)成為了既有建筑改建工程中的新選擇。伊通磚材料防水保溫系統(tǒng)具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、含水率低、無空氣污染、施工速度快、抗震性能好、抗壓強度大等特性，用作屋面防水保溫材料，可以大大降低能耗，提高經(jīng)濟效益，與其他傳統(tǒng)的找平層材料相比，具有較大的競爭力。

1 工程概況

外灘“萬國建筑”群中的中山東一路18號是上海市第二批近代優(yōu)秀保護建筑之一。該建筑始建于1923年，原為麥加渣打銀行，自1955年渣打銀行遷址后又歷經(jīng)多任不同單位的使用，整個大樓各部位與原建筑相比，發(fā)生了較大的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)在裝飾的復(fù)雜變化，特別是在屋面上，由于多次局限性防水，修復(fù)出現(xiàn)了如圖1所示的層層堆疊情況。

圖1 原有屋面結(jié)構(gòu)剖面

經(jīng)對屋面的測量，整個大樓由于自然沉降，東西54 m長度內(nèi)傾斜了130 mm、南北27 m長度內(nèi)傾斜了30 mm，如圖2所示。

圖2 屋面傾斜情況

在本次屋面修繕過程中首先考慮從根本上修復(fù)的原則，對原局限性修補防水層進(jìn)行徹底鏟除后，再重新做找平層、防水層、保溫層。設(shè)計方考慮尊重原有建筑風(fēng)格的基礎(chǔ)上擴大老建筑的經(jīng)濟價值，擬在5—10軸位置建立1個輕鋼框架屋頂酒吧，對屋面的修復(fù)改造提出了長遠(yuǎn)使用、整體布局、隔熱保溫、有效排水、上人觀光且不增加屋面荷載的具體修復(fù)思路。

2 找平（坡）層材料的選擇

由于施工工藝和建筑材料的限制，老建筑屋面一般采用煤渣混合土作為屋面的找坡材料，外灘18號屋面其原有屋面混凝土結(jié)構(gòu)為條狀階梯坡度，煤渣混合土厚50～200 mm不等，如圖3所示，其當(dāng)時的找坡層排水坡度約2%。

圖3 原有斜結(jié)構(gòu)屋面示意

外灘18號工程屋面修繕施工恰逢潮濕的梅雨和雷雨季節(jié)，在有限的3個月工期內(nèi)涉及對原有附屬裝飾拆除、結(jié)構(gòu)加固、修復(fù)、新增鋼結(jié)構(gòu)、室內(nèi)裝飾等多項施工工序，每個工序都處于相關(guān)制約之中。特別是屋面防水施工一方面要滿足屋面以下樓層施工不受下雨漏水等自然氣候的影響，同時又要讓出屋面新建鋼結(jié)構(gòu)酒吧、機房施工等交叉施工作業(yè)的場地，屋面的找平、防水施工成為整個工程的關(guān)鍵節(jié)點，其施工工藝方式與材料選擇的重要性不言而喻。按照原設(shè)計的防水找平材料采用的是珍珠巖保溫砂漿。珍珠巖保溫砂漿屬于水泥基漿料，與建筑物主體結(jié)構(gòu)黏結(jié)性能好，且可達(dá)到與主體結(jié)構(gòu)同壽命，在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用，但其導(dǎo)熱系數(shù)滿足保溫要求時強度往往較低，不便于施工等缺點，使其應(yīng)用受到一定限制[1]。再者，珍珠巖保溫砂漿做找平層對氣候環(huán)境的影響和后期配套養(yǎng)護的要求很高，其抗壓強度較難滿足綜合交叉施工階段的需要。根據(jù)這一思路，按照工程實踐情況分別選擇了其他幾種不同的找平隔熱材料對其容重、隔熱效果、強度、加工性能等6個要素進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)綜合分析比較（表1），其中伊通磚是一種比較符合本工程要求的理想材料。

表1 不同材料技術(shù)指標(biāo)分析

3 材料性能比較

對于舊建筑屋面改造和修繕，我們要盡可能減輕屋面結(jié)構(gòu)附屬部分的質(zhì)量，改善建筑舒適性條件，降低能耗、從技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)分析對比可知：伊通磚在密度、抗壓強度、隔聲、隔熱效果方面比其他傳統(tǒng)找平層材料具備較大的競爭力。

在保溫性能方面，珍珠巖板密度為400～1 000 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.11 W/（m·K），由此可知珍珠巖易吸水，其密度增大，從而導(dǎo)熱系數(shù)增大，保溫隔熱性能降低。相對于伊通磚的技術(shù)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)珍珠巖砂漿找平層屋面保溫隔熱效果遠(yuǎn)不及伊通磚屋面系統(tǒng)。另外，伊通磚是塊狀材料適合干作業(yè)施工，并且有配套的黏結(jié)劑和批嵌材料，而使用珍珠巖保溫砂漿材料作屋面找平層由于受其抗壓強度的限制，在交叉施工作業(yè)過程中作業(yè)面不能直接上人，必須用承重薄板覆蓋找平層使其結(jié)構(gòu)架空，施工復(fù)雜，提高造價[2]。相對于抗壓強度約為珍珠巖保溫砂漿4倍的伊通磚，不需要養(yǎng)護期就可以在同一作業(yè)面進(jìn)行相關(guān)交叉作業(yè)。屋面玻璃天棚酒吧地坪架空層直接搭設(shè)于伊通磚找平層上；此外，伊通磚的吸水率低，一般在充分淋水后經(jīng)過2～4 h的太陽照射，其含水率會降至低于10%，可以不設(shè)排氣槽和排氣管等其他抗變形輔助設(shè)施。

伊通磚特別適用于老建筑屋面的改造；伊通磚的抗壓性能及隔聲效果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了珍珠巖的性能，如果屋面上加設(shè)其他建筑時，伊通磚找平層上不需另鋪設(shè)轉(zhuǎn)換層就可在上面進(jìn)行施工（圖4）。外灘18號大樓改造、修繕工程中選擇伊通磚作為隔熱、找坡材料是一個創(chuàng)舉。

圖4 地坪架空層搭設(shè)于伊通磚找平層上

4 工況比較

伊通磚作為塊材具有良好的加工性能，可以在工廠加工成一定厚度的定型板材，也可以在工地按需切割，改變了以往傳統(tǒng)工藝大量的黃砂、水泥堆積于現(xiàn)場的局面，伊通磚可充分利用工廠化技術(shù)優(yōu)勢僅用少量專用黏結(jié)劑粘貼即可，一定程度上有效改善了現(xiàn)場施工的工作環(huán)境。同時更方便埋管開槽，而不需像珍珠巖等材料那樣的攪拌、攤鋪、養(yǎng)護、留排氣槽等煩雜的工序。

伊通磚的施工類似于板材施工，在現(xiàn)場放線定位，按照現(xiàn)場要求的坡度，定出屋面中軸線后，從中往兩邊進(jìn)行排板彈線；在確定屋面的標(biāo)高線后，結(jié)合電腦CAD技術(shù)可以確定每塊伊通磚的厚度，做成表格后發(fā)送給工廠加工。

經(jīng)現(xiàn)場放線、規(guī)劃區(qū)域后，可以分解成多個施工面，實現(xiàn)多個工作面平行施工，且能取得找平屋面坡度的完整性；伊通磚由工廠定型加工，板材保證了其坡度的一次成形的精確度，而珍珠巖等其他材料濕作業(yè)找平由于其系粉末流動性，在把握坡度和平整度上難以達(dá)到一次成形。外灘18號工程，由于屋面本身沉降傾斜，找坡在100～220 mm不同高度變化，可充分利用伊通磚的工廠化制作和再加工的特性，取得加快屋面施工工期和多工種配合的效果。

5 環(huán)境比較

作為屋面施工部分，通常風(fēng)力較地面大3～6倍，珍珠巖等質(zhì)輕且為粉塵，在施工時容易灰塵飛揚，對施工人員的呼吸道有很大的刺激作用，同時影響周圍環(huán)境，而伊通磚作為板材，能很好地控制這方面的影響。另外，伊通磚是以石英砂、石灰、石膏等為生產(chǎn)原料，以鋁粉為發(fā)泡劑在高溫養(yǎng)護下制成的無機硅酸鹽材料，不會產(chǎn)生有毒氣體，而珍珠巖等為酸性熔巖，呈現(xiàn)一定的酸性，對堿性屋面構(gòu)件有一定程度的影響，作為巖體，可能會對周圍會產(chǎn)生輻射作用。在現(xiàn)代人類追求環(huán)保綠色的要求下，施工方案也應(yīng)該經(jīng)過科學(xué)的分析、合理的選材，才能最大限度地符合環(huán)境保護的原則[3-4]。

6 經(jīng)濟比較

從經(jīng)濟指標(biāo)分析，伊通磚與珍珠巖砂漿找平單位價格相差無幾，但在工期、功能上取得了不可同語的效果。從經(jīng)濟指標(biāo)對比可以發(fā)現(xiàn)選用伊通磚保溫屋面施工綜合費用約為740元/m3，但在養(yǎng)護時間及環(huán)境效益方面顯著提升了工效縮短了工期，如表2所示。

7 使用效果

外灘18號工程屋面共計逾1 000 m2，用伊通磚作找平層施工，從開始施工到滿足防水施工干燥要求一共用時7 d，盡管其中有幾天下雨，但稍加保護后，伊通磚在太陽光照射下半天即可進(jìn)行其他施工；在外灘18號工程中，由于場地所限，主要靠人工垂直運輸，如果用常規(guī)液態(tài)材料，搬運將成為最大的問題，在工期上也難以達(dá)到要求。

表2 材料經(jīng)濟指標(biāo)對比

為了最大限度地保護建筑物，在外灘18號屋面防水中我們采用的是HLM5000涂膜防水施工，它對基層濕度要求控制在3%以內(nèi)。在伊通磚找坡層施工完畢后，只用了1 d時間來晾曬伊通磚水分，就基本上達(dá)到了防水施工的3%以下的濕度控制要求，從目前情況來看HLM5000涂膜防水沒有起鼓、起皺、下陷變形等相應(yīng)的質(zhì)量通病，更未產(chǎn)生滲水情況，完全達(dá)到找坡防水使用功能的要求。

采用伊通磚找（坡）平，屋面抗壓強度得到了保證，屋面地板架空層和酒吧機電管線就直接架構(gòu)于伊通磚找平層上，且屋面找平層未有任何被壓壞的現(xiàn)象。

8 結(jié)語

伊通磚防水保溫系統(tǒng)在該工程的成功應(yīng)用，使得歷史保護建筑屋面修繕工程在節(jié)能降耗、性能提升等方面達(dá)到了以下預(yù)期的效果：

1）有效滿足屋面了防水保溫需求，在南方較為濕熱氣候條件下，隔熱降溫效果較為理想。

2）屋面抗震、抗壓等性能好，伊通磚不會與屋面基層粘連，對于結(jié)構(gòu)變形以及外部振動能保持穩(wěn)定狀態(tài)。

3）提升使用壽命，伊通磚為無機材料，耐老化性遠(yuǎn)高于珍珠巖保溫砂漿及其他高分子材料。

4）伊通磚系統(tǒng)雖與珍珠巖保溫砂漿找平在工程造價方面相差無幾，但在施工效率及使用功能上有顯著優(yōu)勢。

實踐經(jīng)驗的增加，使用伊通磚作為舊房屋面改造、修繕的找坡、找平的工藝技術(shù)將會有更多的應(yīng)用，其生產(chǎn)施工費用將會得到進(jìn)一步的降低，相信未來伊通磚將會成為既經(jīng)濟又環(huán)保并且能滿足多方面需求的新型屋面材料。

[1] 杜文英.節(jié)能屋面的研究[J].低溫建筑技術(shù),1991,13(2):35-36.

[2] 何勁波.新型防水保溫砌塊生產(chǎn)工藝及施工[J].新型建筑材料, 2005,32(6):31-32.

[3] 張銀聰,盛健健.伊通保溫系統(tǒng)施工技術(shù)[J].新型建筑材料,2003,30 (7):40-41.

[4] 王晶,楊紅霞,王威,等.影響珍珠巖保溫砂漿抗壓和保溫性能的主 要因素分析[J].江西建材,2017(6):7-8.