1 何謂倒置式屋面
《屋面工程技術(shù)規(guī)范》GB50207-94和《建筑設(shè)計(jì)資料集》第二版第8冊(cè)中闡明，倒置式屋面(IRMAROOF)就是“將憎水性保溫材料設(shè)置在防水層上的屋面”。然而長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)工程界對(duì)倒置式保溫屋面的材料及其構(gòu)造缺乏充分的研究和實(shí)踐。即使少數(shù)提及的新規(guī)范和資料集(第二版)中，除了概念以外，仍缺少必要的指導(dǎo)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，需要對(duì)此作進(jìn)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(qiáng)調(diào)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(dǎo)熱系數(shù)將陡增，所以才出現(xiàn)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(jià)，使構(gòu)造復(fù)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(yīng)在防水層上加做保護(hù)層，這又將增加額外的投資。再次，對(duì)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(dāng)于自然風(fēng)干狀態(tài)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(nèi)。即使是按規(guī)范設(shè)排汽道、排汽孔有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)防水層起泡現(xiàn)象。這里面一個(gè)根本的問(wèn)題是保溫材料中的含水率。上海過(guò)去采用水泥膨脹珍珠巖(或水泥蛭石)等無(wú)機(jī)膠結(jié)材料在現(xiàn)場(chǎng)拌合做屋面保溫層，加上找平層也是濕作業(yè)，施工中用水量較大，要保證及時(shí)蒸發(fā)以達(dá)到自然風(fēng)干狀態(tài)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(zhì)量，更大大影響了實(shí)際保溫效果。近年來(lái)雖然采用樹(shù)脂等有機(jī)膠結(jié)材料的保溫層，如防水樹(shù)脂珍珠巖等逐漸在市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用，但由于市場(chǎng)上壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，質(zhì)量良萎不齊，其實(shí)際含水大大超過(guò)其測(cè)試報(bào)告，質(zhì)量關(guān)難以把握。
材料科學(xué)的發(fā)展，擠塑聚苯乙烯等新型高效節(jié)能材料的發(fā)展應(yīng)用，終于使倒置式屋面中憎水性保溫材料之技術(shù)難關(guān)得以克服，為倒置式屋面的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供了材料基礎(chǔ)。倒置式屋面與普通保溫屋面相比較，主要有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、構(gòu)造簡(jiǎn)化，避免浪費(fèi)
b、不必設(shè)置屋面排汽系統(tǒng)；
c、防水層受到保護(hù)，避免熱應(yīng)力、紫外線以及其他因素對(duì)防水層的破壞；
d、出色的抗?jié)裥阅苁蛊渚哂虚L(zhǎng)期穩(wěn)定的保溫隔熱性能與抗壓強(qiáng)度；
e、如采用擠塑聚苯乙烯保溫板能保持較長(zhǎng)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(guī)工具切割加工，施工快捷簡(jiǎn)便；
g、日后屋面檢修不損材料，方便簡(jiǎn)單；
h、采用了高效保溫材料，符合建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展方向。
倒置式屋面與傳統(tǒng)保溫屋面構(gòu)造比較。
由表可知，倒置式屋面雖然造價(jià)較貴，但優(yōu)越性顯而易見(jiàn)。
3 倒置式屋面的應(yīng)用
我們?cè)谏虾卿谅?78-412號(hào)基地舊區(qū)改造工程(下稱吳淞路工程)的國(guó)際招標(biāo)中，通過(guò)兩輪角逐，與美國(guó)國(guó)際建筑工程公司取得并列二等獎(jiǎng)，(無(wú)一等獎(jiǎng))，并確定為合作設(shè)計(jì)者。在其后的技術(shù)設(shè)計(jì)中，美方建筑師指定保溫屋面構(gòu)造采用倒置式屋面。
該工程是一建筑等級(jí)為1級(jí)的大型高層民用建筑，業(yè)主為中國(guó)太平洋保險(xiǎn)公司上海分公司和上海銀行茂林支行。因此，造價(jià)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(jià)相對(duì)于投資數(shù)億的高層金融辦公樓來(lái)說(shuō)，所占工程費(fèi)的比例還是很低的。工程實(shí)踐證明，采用倒置式屋面的優(yōu)點(diǎn)相當(dāng)明顯，設(shè)計(jì)是成功的。
另?yè)?jù)了解，88層的上海金茂大廈、66層的上海恒隆廣場(chǎng)、青松城大酒店屋頂網(wǎng)球場(chǎng)以及上海現(xiàn)代設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司申元大廈的保溫屋面，均采用了倒置式屋面的構(gòu)造做法。
4 倒置式屋面的常見(jiàn)做法
倒置式屋面的基本構(gòu)造層次如表1所示。其保溫層及其保護(hù)層的常見(jiàn)做法有如下幾種類型：
4．1 采用發(fā)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(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，在上海萬(wàn)里住宅小區(qū)已試用，效果很好。缺點(diǎn)是使用過(guò)程中會(huì)有自然損壞，維修時(shí)需要鑿開(kāi)，且易損壞防水層。發(fā)泡聚苯乙烯雖然密度、導(dǎo)熱系數(shù)和吸水率均較小，且價(jià)格便宜，但使用壽命相對(duì)有限，不能與建筑物壽命同步，所以在這次吳淞路工程項(xiàng)目中沒(méi)有推薦使用。
4．2 采用擠塑聚苯乙烯保溫隔熱板(以下簡(jiǎn)稱保溫板)直接鋪設(shè)于防水層上，上做配筋細(xì)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(chǎng)磚等。這種做法適用于上人屋面，經(jīng)久耐用，缺點(diǎn)是不便維修。在吳淞路工程中僅用于局部上人屋面平臺(tái)上。
4，3 采用保溫板直接鋪設(shè)于防水層，再敷設(shè)纖維織物一層，上鋪卵石或天然石塊或預(yù)制混凝土塊。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，經(jīng)久耐用，方便維修。經(jīng)過(guò)比較，吳淞路工程中大部分屋面采用了此種做法。
5 設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
倒置式屋面依構(gòu)造層次自下而上有如下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題(以上述第三種(4．3)常見(jiàn)做法為例)：
5．1 屋面坡度宜優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)布置較復(fù)雜，且屋
