1 何謂倒置式屋面

　　《屋面工程技術規范》GB50207-94和《建筑設計資料集》第二版第8冊中闡明，倒置式屋面(IRMAROOF)就是“將憎水性保溫材料設置在防水層上的屋面”。然而長期以來，我國工程界對倒置式保溫屋面的材料及其構造缺乏充分的研究和實踐。即使少數提及的新規范和資料集(第二版)中，除了概念以外，仍缺少必要的指導作為設計的依據，需要對此作進一步的探究。

　　2 為什么要采用倒置式屋面

　　倒置式屋面的定義中，特別強調了“憎水性”保溫材料，工程中常用的保溫材料如水泥膨脹珍珠巖、水泥蛭石、礦棉巖棉等都是非憎水性的，這類保溫材料如果吸濕后，其導熱系數將陡增，所以才出現了普通保溫屋面中需在保溫層上做防水層，在保溫層下做隔氣層，從而增加了造價，使構造復雜化。其次，防水材料暴露于最上層，加速其老化，縮短了防水層的使用壽命，故應在防水層上加做保護層，這又將增加額外的投資。再次，對于封閉式保溫層而言，施工中因受天氣、工期等影響，很難做到其含水率相當于自然風干狀態下的含水率：如因保溫層和找平層干燥困難而采用排汽屋面的話，則由于屋面上伸出大量排汽孔，不僅影響屋面使用和觀瞻，而且人為地破壞了防水層的整體性，排汽孔上防雨蓋又常常容易碰踢脫落，反而使雨水灌入孔內。即使是按規范設排汽道、排汽孔有時還會出現防水層起泡現象。這里面一個根本的問題是保溫材料中的含水率。上海過去采用水泥膨脹珍珠巖(或水泥蛭石)等無機膠結材料在現場拌合做屋面保溫層，加上找平層也是濕作業，施工中用水量較大，要保證及時蒸發以達到自然風干狀態下的含水率常常難以做到，這不僅影響到防水工程的施工質量，更大大影響了實際保溫效果。近年來雖然采用樹脂等有機膠結材料的保溫層，如防水樹脂珍珠巖等逐漸在市場上廣泛應用，但由于市場上壓價競爭，質量良萎不齊，其實際含水大大超過其測試報告，質量關難以把握。

　　材料科學的發展，擠塑聚苯乙烯等新型高效節能材料的發展應用，終于使倒置式屋面中憎水性保溫材料之技術難關得以克服，為倒置式屋面的設計應用提供了材料基礎。倒置式屋面與普通保溫屋面相比較，主要有如下優點：

　　a、構造簡化，避免浪費

　　b、不必設置屋面排汽系統；

　　c、防水層受到保護，避免熱應力、紫外線以及其他因素對防水層的破壞；

　　d、出色的抗濕性能使其具有長期穩定的保溫隔熱性能與抗壓強度；

　　e、如采用擠塑聚苯乙烯保溫板能保持較長久的保溫隔熱功能，持久性與建筑物的壽命等同；

　　f、憎水性保溫材料可以用電熱絲或其他常規工具切割加工，施工快捷簡便；

　　g、日后屋面檢修不損材料，方便簡單；

　　h、采用了高效保溫材料，符合建筑節能技術發展方向。

　　倒置式屋面與傳統保溫屋面構造比較。

　　由表可知，倒置式屋面雖然造價較貴，但優越性顯而易見。

　　3 倒置式屋面的應用

　　我們在上海吳淞路378-412號基地舊區改造工程的國際招標中，通過兩輪角逐，與美國國際建筑工程公司取得并列二等獎，(無一等獎)，并確定為合作設計者。在其后的技術設計中，美方建筑師指定保溫屋面構造采用倒置式屋面。

　　該工程是一建筑等級為1級的大型高層民用建筑，業主為中國太平洋保險公司上海分公司和上海銀行茂林支行。因此，造價與使用功能之間的矛盾在這一工程中不難平衡，況且3000m2’的屋面造價相對于投資數億的高層金融辦公樓來說，所占工程費的比例還是很低的。工程實踐證明，采用倒置式屋面的優點相當明顯，設計是成功的。

　　另據了解，88層的上海金茂大廈、66層的上海恒隆廣場、青松城大酒店屋頂網球場以及上海現代設計(集團)有限公司申元大廈的保溫屋面，均采用了倒置式屋面的構造做法。

　　4 。倒置式屋面的常見做法

　　倒置式屋面的基本構造層次如表1所示。其保溫層及其保護層的常見做法有如下幾種類型：

　　采用發泡聚苯乙烯水泥隔熱磚用水泥砂漿直接粘貼于防水層上。優點是構造簡單，造價低，在上海萬里住宅小區已試用，效果很好。缺點是使用過程中會有自然損壞，維修時需要鑿開，且易損壞防水層。發泡聚苯乙烯雖然密度、導熱系數和吸水率均較小，且價格便宜，但使用壽命相對有限，不能與建筑物壽命同步，所以在這次吳淞路工程項目中沒有推薦使用。

        采用擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板(以下簡稱保溫板)直接鋪設于防水層上，上做配筋細石混凝土，如需美觀，還可再做水泥砂漿粉光、粘貼缸磚或廣場磚等。這種做法適用于上人屋面，經久耐用，缺點是不便維修。在吳淞路工程中僅用于局部上人屋面平臺上。

       采用保溫板直接鋪設于防水層，再敷設纖維織物一層，上鋪卵石或天然石塊或預制混凝土塊。優點是施工簡便，經久耐用，方便維修。

        5 設計中的幾個關鍵問題

        倒置式屋面依構造層次自下而上有如下幾個關鍵技術問題：

        屋面坡度宜優先采用結構起坡3％，以便減輕自重，省卻找坡層。但吳淞路工程建筑平面和結構布置較復雜，且屋面排水坡也較復雜，故只能采用材料找坡2％。上海地區過去較多使用煤渣混凝土作保溫層并找坡，但現在這種材料較少，故采用加氣混凝土砌塊碎料，作保溫層并找坡，價廉物美。

        保溫層一般可選用擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板。目前市場上可供選擇的品牌有德國巴斯夫(ABSF，淡綠色)、美國歐文斯科寧(0WENS CORNING，粉紅色)、美國陶氏(Dow Plastics，藍色)和臺灣的豪適板(藍色)。其中歐文斯科寧己在中國上海、南京設廠生產這種保溫隔熱板，而陶氏是全球最大的擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板的供應商。這類板材具有平均的閉孔蜂窩狀內部結構，因而擁有出色的保溫功能(導熱系數小于0.033w／mK、優越的抗濕性(吸水率小于1V01％)和高度的擠壓強度。保溫層厚度應通過計算確定。保溫板宜避免直接鋪設于防水層上，否則應向有關供應商咨詢以證明該保溫板與卷材及其粘結劑之間不會發生化學分解。最簡單的方法是通過現場試驗的辦法檢驗之。

         如因上人屋面需要，保溫板上可整澆4mm厚C20細石混凝土，內配Ф4@150mm雙向筋，表面可粘貼廣場磚等。如僅供檢修或消防避難用屋面，則可排鋪天然石塊或預制混凝土塊：如屋面上無其他上人要求則可散鋪卵石，卵石粒徑一般為 20~40mm，這種做法在歐美較為常見，保護層厚度一般可按49~78kg／m2控制。保護層與保溫板之間還應覆蓋耐穿刺、耐腐蝕的纖維織物一層。保護層采用預制混凝土塊與卵石組合鋪設。其設計出發點是：解決檢修通道問題，便于控制卵石厚度，以及組織構圖效果，創造第五立面的肌理效果。