8.1 屋面工程防水设计
1.平屋面防水等级错误
【实例】 某学校9班幼儿园，建筑面积4159.70m2，地上三层，局部四层，建筑总高度15.9m，屋面防水等级确定为Ⅱ级。详细说明如图8-1所示。
图8-1 某学校幼儿园建筑说明
【问题】 此幼儿园建筑平屋面防水等级是否正确？
【分析】 依据《屋面规范》第3.0.5条规定，对重要建筑和高层建筑屋面防水等级应为Ⅰ级，一般建筑为Ⅱ级。关键点是如何界定重要建筑？规范未做进一步的说明。对于重要建筑，不同地区、不同人的认识不尽相同，实际上也难以定量规定。在《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156—2012）附录B关于“民用建筑物保护类别划分”中对重要公共建筑物的划分相对比较明确，现单列出来以供设计和审查人员参考。重要公共建筑，应包括下列内容：
（1）地市级及以上的党政机关办公楼。
（2）设计使用人数或座位数超过1500人（座）的体育馆、会堂、影剧院、娱乐场所、车站、证券交易所等人员密集的公共室内场所。
（3）藏书量超过50万册的图书馆；地市级及以上的文物古迹、博物馆、展览馆、档案馆等建筑物。
（4）省级及以上的银行等金融机构办公楼，省级及以上的广播电视建筑。
（5）设计使用人数超过5000人的露天体育场、露天游泳场和其他露天公众聚会娱乐场所。
（6）使用人数超过500人的中小学校及其他未成年人学校，使用人数超过200人的幼儿园、托儿所、残障人员康复设施；150床位及以上的养老院、医院的门诊楼和住院楼。这些设施有围墙者，从围墙中心线算起，无围墙者，从最近的建筑物算起。
（7）总建筑面积超过20000m2的商店（商场）建筑，商业营业场所的建筑面积超过15000m2的综合楼。
（8）地铁出入口、隧道出入口。
依据上述定义，本9班幼儿园建筑，按照每班30人计算，共计270人，使用人数超过200人，应属于重要公共建筑，因此，屋面防水等级应为Ⅰ级。
2.倒置式屋面问题
倒置式屋面就是将憎水性保温材料设置在防水层上的屋面，倒置式屋面的基本构造层次如图8-2所示。
倒置式屋面的定义中，特别强调了“憎水性”保温材料，工程中常用的保温材料如水泥膨胀珍珠岩、水泥蛭石、矿棉岩棉等都是非憎水性的，这类保温材料如果吸湿后，其导热系数将陡增，所以才出现了普通保温屋面中需在保温层上做防水层，在保温层下做隔汽层，从而增加了造价，使构造复杂化。其次，防水材料暴露于最上层，加速其老化，缩短了防水层的使用寿命，故应在防水层上加做保护层，这又将增加额外的投资。再次，对于封闭式保温层而言，施工中因受天气、工期等影响，很难做到其含水率相当于自然风干状态下的含水率：如因保温层和找平层干燥困难而采用排汽屋面的话，则由于屋面上伸出大量排汽孔，不仅影响屋面使用和观瞻，而且人为地破坏了防水层的整体性，排汽孔上防雨盖又常常容易碰踢脱落，反而使雨水灌入孔内。即使是按规范设排汽道、排汽孔，有时还会出现防水层起泡现象。这里面一个根本的问题是保温材料中的含水率没有解决好。
（1）倒置式屋面存在的技术问题
图8-2 倒置式屋面的基本构造示意图
1）构造层次的不合理性。屋面倒置式做法，不能简单理解为把保温层设置在柔性防水层上，而应做到其他的构造层次与之相匹配，并且充分体现屋面“以排为主、防排结合，多道设防、节点密封”的设防原则。构造层次方面主要存在的问题有：①防水层与保温层之间未设置滤水层，倒置屋面排水不畅，防水层、保温层长期浸在水中，缩短了防水层使用寿命，降低了保温效果。这是目前倒置式屋面普遍存在的问题。②找坡材料用松散轻质材料。倒置式屋面应选择结构找坡或细石混凝土找坡。③保温层上未设计压置面层。
2）材料选择不当
①保温材料。不能笼统地将倒置式屋面所用保温材料定义为“憎水性保温材料”，而应选择不吸水或吸水率低、耐腐烂的保温材料。例如，憎水性珍珠岩保温材料就不能用于倒置式屋面。因为憎水性的保温材料一般添加憎水剂，随着时间推移，憎水剂的作用下降，吸水率越来越大，产生膨胀，导致保温效果降低、屋面排水不畅等不良后果。倒置式屋面常用的保温材料有挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板、硬质聚氨酯泡沫塑料、泡沫玻璃。
②防水材料。防水材料应选择耐穿刺、耐霉烂、耐腐蚀性优的防水材料，如防水卷材宜选用高聚物改性沥青防水卷材、聚乙烯丙纶复合防水卷材和聚氯乙烯防水卷材；防水涂料宜选择聚氨酯类或丙烯酸酯防水涂料。
（2）倒置式屋面坡度问题
1）防水层基层无坡度，即在结构层上用水泥砂浆找平，导致防水层长期积水。在审查工作中偶遇这种情况。
2）坡度不准确。一是材料找坡坡度过小，二是结构找坡，但天沟、檐沟没有坡度，这是倒置式屋面中普遍存在的问题。
3）材料找坡时选材不合理。材料找坡应选择细石混凝土或沥青砂浆找坡；如屋面跨度过大，这类材料找坡困难，应采用结构找坡。如果只能用松散材料找坡，则屋面没有必要采用倒置式做法，其原因：一是松散材料找坡，屋面应设计为排汽屋面，这样就给防水层施工带来不便，与正置式做法相比，体现不出倒置式屋面防水层易施工、质量可靠的优越性；二是屋面出现渗漏后渗漏点难以找到，修复非常困难。
（3）防水层设计存在的问题
1）提倡“复合防水”设防原则，不宜采用单层卷材空铺法施工。因倒置式屋面防水层施工完毕后，后道工序比较多，防水层尤其是天沟、檐沟部位的防水（一般外露）容易破损，而单层卷材防水层一旦破损，屋面将会产生渗漏。如采用复合防水，可充分发挥卷材和涂膜防水两道防水的作用，即使某一点产生破损，屋面出现渗漏的概率也比较小。
2）防水层附加层：附加层宜采用与防水层相容的防水涂料作涂膜防水，不宜采用卷材附加层。卷材附加层适应基层变形能力优，但与基层粘结性差，而倒置式屋面防水层基层温差变化小，其裂缝也小，附加层采用涂膜防水层可以起到事半功倍的效果。
3.种植屋面问题
（1）种植屋面构造
屋面的构造层次由下至上分别是：顶面结构层→找坡层→保温层→找平层→防水层→耐根系穿刺层→保护层→排（蓄）水层→隔离过滤层→种植介质层→绿色种植植物。具体做法如下：
1）顶面结构层：顶面结构层应根据种植植物的种类和荷载进行设计与施工。
2）找坡层：为便于及时排除种植顶面的积水，确保植物正常生长，顶面宜采用结构找坡，坡度1%～3%。
3）保温层：保证建筑物的功能和节能的需求，起着保温隔热的作用。
4）找平层：为便于铺设卷材或涂膜、耐根系穿刺材料等防水层，在找坡层或保温层上应做水泥砂浆找平层。
5）耐根系穿刺防水层：为确保防水工程质量，应采用具有耐水、耐腐蚀、耐霉烂和对基层伸缩或开裂变形适应性强的卷材作柔性防水层，该材料应具有良好的耐根系穿刺功能。防水层施工完成后，应进行蓄水24h蔽水检验，经检验确认无渗漏后，应尽快铺设保护层，以免留下渗漏隐患。
6）排（蓄）水层：在耐根系穿刺防水层之上，应设置保护层和排（蓄）水层，排（蓄）水层的作用是将通过过滤层的多余的水，从蓄（排）水板排除出去，以防止因积水过多而导致植物烂根、死亡。
7）隔离过滤层：在排（蓄）水层之上，应铺设单位面积质量不低于250g/m2的聚酯纤维或聚丙烯纤维土工布等材料作隔离过滤层，其目的是将种植介质层中因下雨或浇水后多余的水及时通过过滤排除，同时可将种植介质材料保留下来，避免发生流失。
8）种植介质层：种植介质是结构顶面种植的植物赖以生长的土壤层。要求所选用的种植介质具有自重轻、不板结、保水保肥、适宜植物培育生长、施工简便和经济、环保等性能。
9）植物层：屋面一般宜种植耐干旱、抗虫害、生长快、绿期长的草坪和灌木，不太适合种植高大的乔木。地下结构顶面的种植种类的选择比较广，草坪、灌木、乔木可以任意组合。
（2）种植屋面存在的几个问题
1）设计要求：新建种植屋面工程的结构承载力设计，必须包括种植荷载。既有建筑屋面改造成种植屋面时，荷载必须在屋面结构承载力允许的范围内。种植土厚度不宜小于100mm。
2）种植屋面防水层的合理使用年限不应少于15年。应采用二道或二道以上防水层设防，最上道防水层必须应用耐植物根系穿刺防水材料。不只是灌木和乔木的根系对种植屋面系统有破坏性，就是草类植物的根系也相当发达，也有较强的穿透力。在一定的条件下，植物的生命力是十分旺盛的，一般的防水材料很难阻止其根系，甚至还要破坏到结构层，从而使整个屋面系统失去作用，所以种植屋面一定要铺设一道耐植物根系穿刺的防水材料。防水层的材料应相容。
3）种植屋面如何做保温隔热层：在我国一些温暖地区的种植屋面不必作保温隔热层，种植介质层和植被可起到一定的保温隔热作用。相反，在北方地区由于冬季气候干燥寒冷，就需要做保温隔热层。
图8-3 某办公楼屋面排水图
4）种植物面的植物种类的选择：种植物面要以突出生态效益和景观为原则，以选择适应性强、耐旱、耐贫瘠、喜光、抗风、不易倒伏并且根系不发达的小型乔木、灌木、草坪和地被等。
4.屋面天沟和檐沟的问题
（1）混凝土檐沟、天沟的纵向坡度不应小于1%，沟底水落差不得超过200mm。
（2）金属檐沟、天沟的纵向坡度宜为0.5%。
（3）天沟和檐沟的排水不得流经变形缝和防火墙。
5.平屋面排水找坡几何关系错乱，如图8-3所示。
【问题】 （1）排水坡度方向错误。
（2）多处出现积水点。
（3）相同坡度相交天沟线不成45°。