伊通砖系统在既有建筑屋面保温及防水施工中的应用

房超珺 孙 婷 杨旻骅

1. 上海建工集团股份有限公司 上海 200080；2. 上海超高层建筑智能建造工程技术研究中心 上海 200080；3. 上海市建筑装饰工程集团有限公司 上海 200126

在旧建筑屋面改造和修缮工程中，屋面的防水保温质量直接影响既有保护建筑的使用功能和持续寿命，关系到建筑物使用者的生活和工作质量。提升屋面防水保温材料的使用性能，历来受到人们的重视。为尽可能减轻屋面结构附属部分的质量，改善建筑舒适性条件，降低能耗，伊通砖材料防水保温系统成为了既有建筑改建工程中的新选择。伊通砖材料防水保温系统具有容重轻、导热系数小、含水率低、无空气污染、施工速度快、抗震性能好、抗压强度大等特性，用作屋面防水保温材料，可以大大降低能耗，提高经济效益，与其他传统的找平层材料相比，具有较大的竞争力。

1 工程概况

外滩“万国建筑”群中的中山东一路18号是上海市第二批近代优秀保护建筑之一。该建筑始建于1923年，原为麦加渣打银行，自1955年渣打银行迁址后又历经多任不同单位的使用，整个大楼各部位与原建筑相比，发生了较大的结构变形和内在装饰的复杂变化，特别是在屋面上，由于多次局限性防水，修复出现了如图1所示的层层堆叠情况。

图1 原有屋面结构剖面

经对屋面的测量，整个大楼由于自然沉降，东西54 m长度内倾斜了130 mm、南北27 m长度内倾斜了30 mm，如图2所示。

图2 屋面倾斜情况

在本次屋面修缮过程中首先考虑从根本上修复的原则，对原局限性修补防水层进行彻底铲除后，再重新做找平层、防水层、保温层。设计方考虑尊重原有建筑风格的基础上扩大老建筑的经济价值，拟在5—10轴位置建立1个轻钢框架屋顶酒吧，对屋面的修复改造提出了长远使用、整体布局、隔热保温、有效排水、上人观光且不增加屋面荷载的具体修复思路。

2 找平（坡）层材料的选择

由于施工工艺和建筑材料的限制，老建筑屋面一般采用煤渣混合土作为屋面的找坡材料，外滩18号屋面其原有屋面混凝土结构为条状阶梯坡度，煤渣混合土厚50～200 mm不等，如图3所示，其当时的找坡层排水坡度约2%。

图3 原有斜结构屋面示意

外滩18号工程屋面修缮施工恰逢潮湿的梅雨和雷雨季节，在有限的3个月工期内涉及对原有附属装饰拆除、结构加固、修复、新增钢结构、室内装饰等多项施工工序，每个工序都处于相关制约之中。特别是屋面防水施工一方面要满足屋面以下楼层施工不受下雨漏水等自然气候的影响，同时又要让出屋面新建钢结构酒吧、机房施工等交叉施工作业的场地，屋面的找平、防水施工成为整个工程的关键节点，其施工工艺方式与材料选择的重要性不言而喻。按照原设计的防水找平材料采用的是珍珠岩保温砂浆。珍珠岩保温砂浆属于水泥基浆料，与建筑物主体结构黏结性能好，且可达到与主体结构同寿命，在建筑工程中得到广泛应用，但其导热系数满足保温要求时强度往往较低，不便于施工等缺点，使其应用受到一定限制[1]。再者，珍珠岩保温砂浆做找平层对气候环境的影响和后期配套养护的要求很高，其抗压强度较难满足综合交叉施工阶段的需要。根据这一思路，按照工程实践情况分别选择了其他几种不同的找平隔热材料对其容重、隔热效果、强度、加工性能等6个要素进行技术指标综合分析比较（表1），其中伊通砖是一种比较符合本工程要求的理想材料。

表1 不同材料技术指标分析

3 材料性能比较

对于旧建筑屋面改造和修缮，我们要尽可能减轻屋面结构附属部分的质量，改善建筑舒适性条件，降低能耗、从技术指标数据分析对比可知：伊通砖在密度、抗压强度、隔声、隔热效果方面比其他传统找平层材料具备较大的竞争力。

在保温性能方面，珍珠岩板密度为400～1 000 kg/m3，导热系数为0.11 W/（m·K），由此可知珍珠岩易吸水，其密度增大，从而导热系数增大，保温隔热性能降低。相对于伊通砖的技术数据，传统珍珠岩砂浆找平层屋面保温隔热效果远不及伊通砖屋面系统。另外，伊通砖是块状材料适合干作业施工，并且有配套的黏结剂和批嵌材料，而使用珍珠岩保温砂浆材料作屋面找平层由于受其抗压强度的限制，在交叉施工作业过程中作业面不能直接上人，必须用承重薄板覆盖找平层使其结构架空，施工复杂，提高造价[2]。相对于抗压强度约为珍珠岩保温砂浆4倍的伊通砖，不需要养护期就可以在同一作业面进行相关交叉作业。屋面玻璃天棚酒吧地坪架空层直接搭设于伊通砖找平层上；此外，伊通砖的吸水率低，一般在充分淋水后经过2～4 h的太阳照射，其含水率会降至低于10%，可以不设排气槽和排气管等其他抗变形辅助设施。

伊通砖特别适用于老建筑屋面的改造；伊通砖的抗压性能及隔声效果都远远超过了珍珠岩的性能，如果屋面上加设其他建筑时，伊通砖找平层上不需另铺设转换层就可在上面进行施工（图4）。外滩18号大楼改造、修缮工程中选择伊通砖作为隔热、找坡材料是一个创举。

图4 地坪架空层搭设于伊通砖找平层上

4 工况比较

伊通砖作为块材具有良好的加工性能，可以在工厂加工成一定厚度的定型板材，也可以在工地按需切割，改变了以往传统工艺大量的黄砂、水泥堆积于现场的局面，伊通砖可充分利用工厂化技术优势仅用少量专用黏结剂粘贴即可，一定程度上有效改善了现场施工的工作环境。同时更方便埋管开槽，而不需像珍珠岩等材料那样的搅拌、摊铺、养护、留排气槽等烦杂的工序。

伊通砖的施工类似于板材施工，在现场放线定位，按照现场要求的坡度，定出屋面中轴线后，从中往两边进行排板弹线；在确定屋面的标高线后，结合电脑CAD技术可以确定每块伊通砖的厚度，做成表格后发送给工厂加工。

经现场放线、规划区域后，可以分解成多个施工面，实现多个工作面平行施工，且能取得找平屋面坡度的完整性；伊通砖由工厂定型加工，板材保证了其坡度的一次成形的精确度，而珍珠岩等其他材料湿作业找平由于其系粉末流动性，在把握坡度和平整度上难以达到一次成形。外滩18号工程，由于屋面本身沉降倾斜，找坡在100～220 mm不同高度变化，可充分利用伊通砖的工厂化制作和再加工的特性，取得加快屋面施工工期和多工种配合的效果。

5 环境比较

作为屋面施工部分，通常风力较地面大3～6倍，珍珠岩等质轻且为粉尘，在施工时容易灰尘飞扬，对施工人员的呼吸道有很大的刺激作用，同时影响周围环境，而伊通砖作为板材，能很好地控制这方面的影响。另外，伊通砖是以石英砂、石灰、石膏等为生产原料，以铝粉为发泡剂在高温养护下制成的无机硅酸盐材料，不会产生有毒气体，而珍珠岩等为酸性熔岩，呈现一定的酸性，对碱性屋面构件有一定程度的影响，作为岩体，可能会对周围会产生辐射作用。在现代人类追求环保绿色的要求下，施工方案也应该经过科学的分析、合理的选材，才能最大限度地符合环境保护的原则[3-4]。

6 经济比较

从经济指标分析，伊通砖与珍珠岩砂浆找平单位价格相差无几，但在工期、功能上取得了不可同语的效果。从经济指标对比可以发现选用伊通砖保温屋面施工综合费用约为740元/m3，但在养护时间及环境效益方面显著提升了工效缩短了工期，如表2所示。

7 使用效果

外滩18号工程屋面共计逾1 000 m2，用伊通砖作找平层施工，从开始施工到满足防水施工干燥要求一共用时7 d，尽管其中有几天下雨，但稍加保护后，伊通砖在太阳光照射下半天即可进行其他施工；在外滩18号工程中，由于场地所限，主要靠人工垂直运输，如果用常规液态材料，搬运将成为最大的问题，在工期上也难以达到要求。

表2 材料经济指标对比

为了最大限度地保护建筑物，在外滩18号屋面防水中我们采用的是HLM5000涂膜防水施工，它对基层湿度要求控制在3%以内。在伊通砖找坡层施工完毕后，只用了1 d时间来晾晒伊通砖水分，就基本上达到了防水施工的3%以下的湿度控制要求，从目前情况来看HLM5000涂膜防水没有起鼓、起皱、下陷变形等相应的质量通病，更未产生渗水情况，完全达到找坡防水使用功能的要求。

采用伊通砖找（坡）平，屋面抗压强度得到了保证，屋面地板架空层和酒吧机电管线就直接架构于伊通砖找平层上，且屋面找平层未有任何被压坏的现象。

8 结语

伊通砖防水保温系统在该工程的成功应用，使得历史保护建筑屋面修缮工程在节能降耗、性能提升等方面达到了以下预期的效果：

1）有效满足屋面了防水保温需求，在南方较为湿热气候条件下，隔热降温效果较为理想。

2）屋面抗震、抗压等性能好，伊通砖不会与屋面基层粘连，对于结构变形以及外部振动能保持稳定状态。

3）提升使用寿命，伊通砖为无机材料，耐老化性远高于珍珠岩保温砂浆及其他高分子材料。

4）伊通砖系统虽与珍珠岩保温砂浆找平在工程造价方面相差无几，但在施工效率及使用功能上有显著优势。

实践经验的增加，使用伊通砖作为旧房屋面改造、修缮的找坡、找平的工艺技术将会有更多的应用，其生产施工费用将会得到进一步的降低，相信未来伊通砖将会成为既经济又环保并且能满足多方面需求的新型屋面材料。

[1] 杜文英.节能屋面的研究[J].低温建筑技术,1991,13(2):35-36.

[2] 何劲波.新型防水保温砌块生产工艺及施工[J].新型建筑材料, 2005,32(6):31-32.

[3] 张银聪,盛健健.伊通保温系统施工技术[J].新型建筑材料,2003,30 (7):40-41.

[4] 王晶,杨红霞,王威,等.影响珍珠岩保温砂浆抗压和保温性能的主 要因素分析[J].江西建材,2017(6):7-8.