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建筑工程屋面设计与施工技术探讨

作者

周延磊

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摘要: 本文聚焦建筑工程领域,深入探讨建筑工程屋面的设计关键要点与施工核心技术。剖析屋面在建筑中的重要功能,阐述涵盖防水、排水、保温隔热、结构选型的设计原则,详细介绍从防水材料选用、保温层施工到保护层处理各阶段的施工技术方法,构建涵盖法规标准、技术研发、人才培养的保障体系,并分析面临的技术难点、质量控制,旨在提升屋面工程质量,保障建筑室内环境,推动建筑行业屋面技术发展。

一、引言

在建筑工程体系里,屋面作为建筑的 “帽子”,虽处于建筑顶部,却承担着多重关键功能,对建筑整体性能起着不可或缺的作用。它不仅是抵御风雨、雪雹等自然气候侵袭的第一道防线,还肩负着保温隔热、排水降噪等重任,与建筑的耐久性、室内舒适度以及能源消耗密切相关。深入探究建筑工程屋面设计与施工技术,是打造高品质建筑、实现建筑可持续发展的核心任务之一。

二、屋面在建筑中的重要功能剖析

1.防水功能:防止雨水、雪水渗透进入建筑内部是屋面最基本的功能。若屋面防水失效,雨水渗漏将导致室内天花板发霉、脱落,墙体受潮、起皮,损坏室内装修,影响居住和使用功能,严重时甚至危及结构安全,引发高额维修成本。

2.排水功能:合理的屋面排水设计能迅速排除雨水,避免积水。积水不仅增加屋面荷载,长期浸泡还会加速防水材料老化、损坏,影响屋面使用寿命。同时,顺畅排水可减少雨水对墙面、地基的冲刷侵蚀,保护建筑整体稳定性。

3.保温隔热功能:屋面作为建筑与外界环境热交换的主要界面,对室内热环境影响重大。良好的保温隔热性能可减少夏季热量传入室内,降低空调制冷负荷;冬季阻止室内热量散失,节省采暖能耗,提升建筑能源利用效率,营造舒适室内环境。

4.承载功能:屋面要承受自重、风荷载、雪荷载以及施工检修等活荷载。稳固可靠的屋面结构能确保在各种工况下不发生变形、开裂、坍塌等安全事故,保障人员在屋面上活动及设备安装运行的安全。

三、建筑工程屋面设计原则

1.防水设计原则:遵循 “防排结合,刚柔相济,多道设防” 理念。根据建筑物性质、重要程度、使用功能等确定防水等级,如重要公共建筑、高层建筑屋面防水等级宜为 Ⅰ 级,需采用两道及以上防水设防;选用性能适配的防水材料,如卷材防水适用于大面积屋面,涂料防水可用于复杂节点部位,形成优势互补;注重节点防水处理,对天沟、檐口、女儿墙根部、变形缝等易渗漏部位加强构造设计,确保防水严密。

2.排水设计原则:排水坡度合理设置是关键,根据屋面类型、防水材料特性确定坡度大小,一般平屋面排水坡度不应小于 2%,天沟、檐沟纵向坡度不应小于 1%。结合屋面面积、形状规划排水路径,采用有组织排水,如设置雨水口、雨水斗、雨水管,将雨水有序收集排出,避免无序漫流造成积水渗漏。

3.保温隔热设计原则:依据建筑所处气候区、节能标准要求,选择适宜的保温隔热材料与构造形式。在寒冷地区,优先保证保温效果,采用导热系数低、保温性能好的材料,如聚苯板、岩棉板,适当增加保温层厚度;炎热地区侧重隔热,可选用隔热涂料、架空隔热层等措施,阻断热量传递;同时,考虑保温隔热层与防水层的相容性,防止相互影响降低性能。

4.结构选型设计原则:根据屋面跨度、荷载大小、建筑造型等因素,选择合适的结构形式。对于小跨度屋面,钢筋混凝土板结构简单、成本较低;大跨度屋面如展览馆、体育馆,可采用网架结构、桁架结构、膜结构等,利用其轻质高强、空间受力合理优势,满足建筑功能与美观需求,确保结构安全稳定。

四、建筑工程屋面施工技术方法

1.防水材料施工:

卷材防水施工:基层处理务必平整、干燥、清洁,涂刷基层处理剂增强卷材与基层粘结力;卷材铺贴采用热熔法或冷粘法,热熔法加热卷材均匀,使卷材与基层熔融粘结,注意火焰温度与烘烤时间,防止烫伤卷材;冷粘法按规定涂刷胶粘剂,控制粘贴时机与压实程度,确保卷材接缝严密,搭接宽度符合规范,一般长边搭接不小于 80mm,短边搭接不小于 100mm。

涂料防水施工:涂料应多遍涂刷,每遍涂刷方向相互垂直,保证涂层均匀、无漏刷、无气泡;涂刷厚度达到设计要求,分层施工时待前一层实干后进行下一层,增强防水效果;在节点部位、阴阳角处增设增强层,如铺贴玻纤布,提高局部防水能力。

1.保温层施工:

板状保温材料铺设:铺设前检查保温板质量,无破损、裂缝;干铺法时,保温板应平整铺设,拼接紧密,缝隙用同类材料碎屑填充;粘贴法按胶粘剂使用说明施工,确保保温板与基层牢固粘结,防止起翘、脱落,铺设过程注意保护已施工防水层。

整体现浇保温层施工:如采用泡沫混凝土,按配合比准确计量原材料,搅拌均匀,现场浇筑时分层铺设、振捣密实,控制浇筑厚度与平整度,养护期间避免上人、重物挤压,确保保温性能。

1.保护层施工:

水泥砂浆保护层:水泥砂浆配比准确,搅拌均匀,抹压平整,厚度符合设计,一般为 20mm 左右;分格缝合理设置,间距不大于 6m,缝宽 10 - 20mm,防止因温度应力导致开裂,分格缝内嵌填密封材料。

块体材料保护层:预制块材铺贴平整,勾缝严密,块材间留适当伸缩缝,用砂或水泥砂浆填缝;铺设时避免损坏保温层、防水层,采取防滑措施,如在坡屋面设置防滑条,保障使用安全。

细石混凝土保护层:按设计配置钢筋,浇筑细石混凝土振捣密实,表面抹平压光,厚度一般 40 - 60mm;设置分格缝,位置与防水层分格缝对齐,内配钢筋在分格缝处断开,浇筑完成后养护不少于 7 天,提高屋面耐久性。

五、建筑工程屋面设计与施工的保障体系

1.法规标准保障:政府与行业协会加速制定完善屋面设计、施工、验收标准规范,明确屋面性能指标、设计流程、技术要求、质量检验标准等,使屋面工程有章可循。如细化屋面防水等级划分、保温隔热性能指标,规范防水材料质量标准、施工工艺细节,推动屋面行业标准化发展,保障工程质量。

2.技术研发驱动:加大科研投入,高校、科研机构与企业联合攻关屋面关键技术难题,如研发高性能、环保型防水材料,智能自修复防水系统,高效保温隔热复合材料;搭建产学研用协同创新平台,加速技术成果转化应用,持续提升屋面技术水平,满足复杂建筑需求与节能环保要求。

六、结论

建筑工程屋面设计与施工技术探讨是打造高品质建筑的重要支撑,虽面临技术、质量、耐久性等诸多挑战,但凭借科学设计原则、严谨施工技术、完备保障体系,借助规范护航、技术攻坚、人才助力之力可突围。持续深耕该领域,将重塑屋面工程生态,提升建筑综合品质,为人们营造安全、舒适、节能的建筑空间,推动建筑行业屋面技术蓬勃发展。

参考文献

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[2] 余茜骅,覃劲斐. 建筑屋面种植绿化系统的设计与施工技术研究[J]. 智能建筑与工程机械,2024,6(9):96-98.

[3] 王文娟. 探讨建筑工程施工中的屋面防水技术[J]. 科技资讯,2023,21(12):123-126. DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2302-5042-0867.