严寒地区屋面渗漏原因分析及设计优化

关 亮

(第四工程代建管理办公室，辽宁 沈阳 110000)

严寒地区屋面防水工程由于受特殊的自然气候和自然灾害的影响，其渗漏比例和渗漏面积大得多，屋面防水有效使用时间大大缩短，直接影响到建筑使用效能。屋面防水层渗漏，造成雨雪水进入结构内部侵蚀主体构件，致使主体构建混凝土碳化，钢筋锈蚀，严重缩短了建筑的使用寿命[1]。长期的渗漏导致了房屋有效使用面积的减小，甚至一些重要的装备、物资由于渗漏浸水，造成了侵蚀，损坏了装备性能、引起物资霉变。

1 严寒地区屋面渗漏的原因

1.1 传统工艺、单一防水材料难以满足严寒地区防渗需要

由于屋面防水层受严寒地区大温差的影响，很多混凝土屋面产生了严重的开裂[2]。一是传统的施工工艺可以满足建构筑物在一般环境下使用的要求，没有考虑冻融等因素的影响，尽管在施工过程中采取了一些措施，但负温度及大温差带来的影响仍不能完全消除。这是由混凝土的特性决定的，混凝土凝结后内部会有细小的裂纹，这是普遍存在的，受周期性大温差的作用，裂缝产生周期性不稳定的扩张和闭合，使微裂缝扩展形成宏观上的缝隙，造成屋面渗漏。二是刚性屋面混凝土水化反应基本结束并达到设计强度后，受热胀冷缩作用的影响，在板端，阴、阳角位置及女儿墙下端易出现裂缝，引起涂膜或卷材防水层的拉裂而渗漏。三是温度交变对柔性防水材料的物理性能也有一定的影响，再加上紫外线对卷材、涂膜防水材料的破坏，造成目前严寒地区柔性防水屋面很难达到预期的使用寿命。

1.2 现行规范对严寒地区自然气候特点缺乏针对性

一是按照现行标准的设计方法，多数屋面涂膜防水材料采用一道设防，厚度一般在3 mm～5 mm，难以满足严寒地区低温下使用条件，其耐用年限不会超过10年。二是排水坡度偏小，在降雨量大的地区，部分屋面排水设计坡度为2%，尽管这些设计可以满足雨水导排，但不足以迅速排掉积雪融水，造成融水滞留时间较长，屋面长期受融水侵蚀导致损坏。三是细部构造设计欠合理，有些屋面柔性防水设计中，细部未做到多层设防，附加层设置少，保护层与防水层之间未设置隔离层，刚性防水层与墙体交接处未留缝隙，致使严寒地区屋面裂缝问题一直未能很好解决。

1.3 管理水平不高导致屋面防水工程的损坏

维护管理部门缺乏屋面维护管理知识和专业力量也是造成屋面渗漏的原因之一，如在屋面加装卫星接收设施等施工情况下，损伤防水层；踩踏屋面造成保护层遭人为破坏；各类杂物堵塞落水管造成屋面不能正常排水而渗漏，不能及时维修；季节变换时屋面防水不能及时检查等因素。

2 解决严寒地区屋面渗漏的设计优化

解决严寒地区屋面防水问题，除了加强日常管护和提高维护人员专业技术外，建议从设计方法这个根本途径上解决严寒地区屋面防水问题[3]。

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2.1 刚柔结合的设计方法

严寒地区屋面防水工程对防水层的可靠性和防水效能有比其他地区更高的要求，因此采取多道设防或采用复合防水层很有必要。工程实践证明，在严寒地区使用单一防水层很难满足防水和耐久性的要求，所以屋面防水设计应从防水功能和耐久性要求两方面出发，设计时实行复合防水层或多道设防相结合的方式形成可靠的防水体系(见图1)。尽量选用不同性能的材料组成复合防水层，充分利用不同材料的优点形成独立的防水层，如各种高聚物改性沥青卷材，防水涂料等都可与刚性防水组成可靠的防水层。此外，防水层厚度直接影响防水性能和耐用年限，重点防水部位要做特殊处理，特别是柔性防水材料，在造价允许的条件下，增加防水层的厚度可以有明显延长耐久性、加强延展性、增强抗冲击强度。

2.2 环境适应性的设计思路

为了确保设计的防水耐用年限要求，须认真考虑使用条件可能给防水层带来的影响。例如，四季温差大，冬季时间长，降雨量不均匀，因此，屋面防水层的设计和防水材料的选用要以极限数据为依据。而一般屋面设保温层，由于保温层的抗压强度低，吸水率高，施工中易吸收水分，这类屋面就应选用整体性好、延伸率高和撕裂强度较大的弹塑性材料做防水层(厚膜型防水涂料、中档的防水卷材等)。又如，由于上人的屋面和设架空板的屋面防水屋都需要承受一定的荷载，需要在防水层上再次进行施工作业，容易使防水层受到损伤，故不宜采用薄质涂膜防水层。

2.3 重点关注节点部位防水设计

节点部位具有容易变形、施工面狭小、形状比较复杂等特点，因此，节点的防水防漏又被称为施工质量的标杆。节点部位在防水设计方面应遵循以下的原则：1)全面考虑变形集中，包括温差变形、震动等影响。为了适应基层变形，建议在节点设防方面应增加附加层。在选材上不仅要使用高延伸率和高弹性材料来做相应方面的处理，而且以空铺法对构造防水层进行铺设。2)着重加强结构自防水的功能，采用防排结合、以防为主、柔性密封相结合的做法。3)节点应采取多道设防的方法，主要是以卷材、涂膜、密封等互补的技术设计。4)加强节点部位的防水从而提升屋面整体设防的能力(见图2)。为了增强节点部位的防水能力，延长节点防水材料的使用年限。在设计中需选择较高性能指标的材料，尤其是耐老化、抗变性性能指标要高。在设计过程中，节点的设计要灵活，不能照搬标准设计图，要做到具体问题具体分析，根据不同的建筑，采取不同的设计方案。

3 结语

通过对严寒地区屋面防水现状和渗漏原因的分析，在加强日常管护和提高维护人员专业技术基础上，针对性提出从优化设计方法这个根本途径上解决严寒地区屋面防水问题的建议，得出以下结论：1)从防水功能和耐久性要求两方面出发，设计时实行复合防水层或多道设防相结合的方式形成可靠的防水体系。尽量选用不同性能的材料组成复合防水层，充分利用不同材料的优点形成独立的防水层，对重点防水部位要做特殊处理。2)充分考虑使用条件可能给防水层带来的影响，屋面防水层的设计和防水材料的选用要以极限数据为依据。设置保温层的屋面应选用整体性好、延伸率高和撕裂强度较大的弹塑性材料做防水层。需要在防水层上再次进行施工作业时，不宜采用薄质涂膜防水层。3)节点部位在防水设计方面应做重点考虑，从而提升屋面整体设防的能力。全面考虑变形集中，包括温差变形、震动等影响；着重加强结构自防水的功能，采用防排结合、以防为主、柔性密封相结合的做法；采取多道设防的方法。