蓝绿双城董事长曹舟南曾质问:“现在哪个开发商敢跳出来说,我造的房子是不漏水的?一家都不敢跳出来!”
房屋渗漏问题,一直以来都是房屋工程质量的一个痼疾。
有数据表明,我国每年用于屋面维修的石油沥青卷材达2.4亿平方米,石油沥青胶结材料达27万吨,维修费用超过20亿元。
目前,关于屋面防水工程如何杜绝渗漏的讨论,要么集中在与设计有关的建筑构造做法上,要么聚焦于如何开发新材料、新体系。然而,诚如防水工程界一位专家说的,“屋面防水质量控制,三分设计,三分材料,三分施工,一分管理。”
笔者研究了几家头部房企的屋面防水做法之后发现,解决屋面渗漏问题,还是得回到最基础的方法上……
看了典型房企平屋面防水构造做法
我有三点疑惑
鉴于对屋面渗漏问题敏感度最高的是住宅项目,且以平屋面项目为主。那不妨来看看当前屋面防水工程的主流做法是什么。
我看了三家头部企业的《工程管理手册》,将其中有关屋面防水构造做法内容节录下来比对如下。
(注:资料来源网络,不能确定其准确性)
应该说,表中几家房企的做法有着很大的相似性。这并不意外,毕竟屋面防水的建筑构造做法,都是以设计施工图纸为基准。而设计的依据是相应的设计技术规范或标准图集。大家“依葫芦画瓢”,在构造层次方面,难免大同小异。
但如果对上述做法再做更进一步的细致分析,尤其是各屋面构造层次上在选材、工艺上的差异,我认为有如下几个方面内容值得探讨、推敲。
1、构造选型:“倒置式”屋面构造到底好不好?
上述三家房企,选用的都是“倒置式”屋面建筑构造,即防水层位于保温层下面,这也是当前比较主流的做法。
这种屋面构造解决了“正置式”屋面防水层长期暴露在外、受大气温差影响容易老化的弊端,延长了防水材料的使用寿命。
下表为长春某项目屋顶结构日照温度略算对比表[1],对屋面构造各层全天候承受的最高、最低气温进行了测量记录。
【长春某项目屋顶结构日照温度略算对比表】
比较上表中“正置式”屋面与“倒置式”屋面涂膜层温度波动可知,“倒置式”屋面构造中,涂膜层的日照温度最大波幅为18.6℃;而“正置式”屋面构造涂膜层的日照温度最大波幅为77℃,二者相差较大。在如此高的周期性温差变化下,防水层及基层将产生较大变形,很容易造成防水层拉裂,导致屋面出现渗漏的情况。
可见“倒置式”屋面结构可以显著改善涂膜温差,从而延缓防水层老化速度。而且,摒弃了使用非憎水性保温材料需要在屋面设置排汽孔的工序,保证了防水层的整体性,也相对简化了施工,节约成本。
不过,对于屋面构造形式选择“正置式”还是“倒置式”,我的身边有许多同事、同行,包括我的工程前辈,在这个问题上有意见分歧。其中相当一部分,坚持采用“正置式”屋面。尤其是北方的工程项目,一定要设置“排气孔”的屋面质量才可靠。
我翻看了一下自己做过位于北方(沈阳)的工程项目,似乎“正置式”屋面的设计构造依然占多数。一个理由是,一旦保温层有渗漏水进入,那屋面保温的效果就会受到极大影响。
再一个,一旦发生屋面渗漏,“正置式”的屋面构造相对“倒置式”屋面更方便进行维修。
【沈阳某项目一屋面公工程建筑构造】
【沈阳某项目二屋面公工程建筑构造】
对此,我持保留意见。因为“保温层吸水导致保温层失效”的情况,在现在普遍选用憎水性保温材料的情况下,并不成立。
至于方便维修,现在屋面发生渗漏,对屋面现浇混凝土板进行高压注浆堵漏的方式比较多,过去那种“开膛破肚”大费周章的方式已经不多见。
我觉得工程界普遍倾向于“正置式”屋面的一个很重要的原因,与“倒置式”屋面相应设计和施工规范的滞后有关。
在《倒置式屋面工程技术规程》(JGJ230-2010) 颁布之前,对“倒置式”屋面适用的防水等级并未提出明确要求。一些防水等级较低的工程也采用倒置式屋面。结果防水出现了问题,那时“倒置式”屋面防水维修较“正置式”屋面相对困难,便产生“倒置式屋面不如正置式屋面好”的观念。[2]
当然,在北方地区平屋面构造形式上,是选择“正置”还是“倒置”的问题,我不也敢妄断——因为我经历的北方工程样本还太少。而且项目最北不过到沈阳,没有经历过更加极端的低温天气,所以希望在这方面还能得到同行们的指正与补充。
2、基层处理:现浇混凝土楼板“原浆收光”很难达标
上面W、L两家房企,对现浇混凝土楼板基层要求做到“原浆收光”,这个内容在《倒置式屋面工程技术规程》(JGJ230-2010) 5.2.2第2条原文是“结构找坡的屋面可采用原浆表面抹平、压光”。
目前屋面现浇混凝土楼板,很少有做结构找坡。这里重点讨论的是如何确保基层的平整度。就是屋面施工现浇混凝土楼板时,能否实现“原浆表面抹平、压光”,也即所谓的“原浆收光”呢?
我咨询过的项目经理,大多摇头表示做不到,因为时间来不及。现在使用的商品混凝土,早期强度增长都比较快。这个特性符合工程进度要求,因为只有早期强度满足上人要求,才能尽快进行下一阶段的施工。
而这不利于结构层表面原浆抹平、压光所需的“两次提浆、一次赶光”工艺。尤其住宅屋面结构比较复杂,各类出屋面构筑物、构建比较多,也不方便采用磨盘机来操作,基本还是以人工收压为主。
所以工程实践中,实际完成的现浇混凝土屋面板的“收光”情况,多数是不能满足防水层基层粗糙度、平整度要求。
需要说明的是,民用建筑施工相关验收规范中,只有基层粗糙度、平整度的定性表述,并没有定量的具体要求。
而“倒置式”屋面对基层要求比较高。基层要达到干燥、清洁、平整、不开裂,才符合防水材料施作要求。否则防水层在不合格的基层上面施工,会遇到如下三个问题:
基层达不到干燥、清洁的标准,残存的湿气及细微杂物与灰尘,会阻碍防水粘结材料胶浆渗透、浸入到基层表面的毛细孔或空隙中去。,致使涂刷的冷底子油失去作用,无法起到让沥青等防水材料易于粘附于基层表面的作用。
基层不平整,防水材料很容易被混凝土里面较尖的石子刺破。尤其是防水涂料,通常只有1.5㎜的厚度,就很容易被刺穿。许多施工现场,疏于管理,不重视成品保护问题,作业人员直接在防水材料上行走,更容易破坏防水材料。
有实验表明,以1.0mm厚的涂膜防水层为例,如完全密粘于基层上,则其延伸率必须在600%以上[3],才能确保不随基层开裂而被拉破。延伸率这个指标,即便Ⅰ类聚氨酯防水涂料,国标标准也只有550%。所以防水涂料的基层不开裂是保证防水层不失效的重要前提。
这里建议,参照市政桥梁工程的防水施工要求,当采用防水卷材时,基层混凝土表面的粗糙度为1.5~2.0㎜;当采用防水涂料时,基层混凝土表面的粗糙度为0.5~1.0㎜。混凝土基层平整度≤1.67㎜/m。
另外,为了保证现浇混凝土结构板作为基层时满足粗糙度、平整度的要求,很多设计构造都会选择再做一道20㎜厚水泥砂浆找平层,如上表中B企业。
不过,B企业用1:2.5水泥砂浆进行找平兼找坡(3%),这个做法就比较罕见。因为水泥砂浆厚度超过50㎜,不采取措施通常都会开裂。
3、防水材料:涂膜防水到底是不是万能方法?
一级防水的平屋面(这也是绝大多数住宅项目的屋面形式),要求有两道防水层。一般情况下,设计会选择“复合防水”的形式,就是一道防水卷材+一道防水涂膜。
通常会将涂膜防水层直接做在结构板基层上,作为第一道防水层。越是那种结构复杂的屋面,使用涂膜防水的比例就越高。因为只有涂膜防水,才能在结构复杂的基层上实现真正封闭,换做防水卷材,则施工的难度就要大得多。
涂膜类防水材料,还有一个很重要的优势,可以在潮湿的基层上施工(比如聚合物水泥防水涂料)。
因此涂膜类的防水材料,单独或作为复合防水中的一道防线,已经占到工程中防水材料总用量的60%。
这样的做法要求防水涂料应具有抵抗或消除基层对防水层产生不利影响的能力,比如能够消除或减少,基层热胀冷缩对防水层带来的拉伸或压缩应力,能够减少基层裂缝拉断防水层的可能性,以保证防水层在使用周期内的完整性。
防水涂料还要能够充分填补基层裂缝和毛细孔道,与基层有较强的粘结性能,达到不窜水的目的。
这就有个悖论:膜层粘结强度小,拉应力大,则剥离区长,膜层就不容易破坏;反之,则剥离区短,膜层容易遭到破坏。就是说,防水涂膜与基层粘结强度高,反而会阻碍涂膜材料延伸性的充分发挥,容易出现膜层开裂。但防水涂膜与基层粘结强度低,或者有些工程采用的空铺、点铺的方法,发挥了防水涂膜延伸性,却又容易造成“窜水”。
针对这一现象,有工程同行在湖南衡阳某项目2000㎡的钢筋混凝土屋面的基层与防水层之间,设置丁基橡胶“避拉层”[4],以此求得两全其美。
这种在基层与防水层之间设置某种材料隔离层的“无约束涂膜防水构造设计”,可以使防水层处于不受基层变形影响的“自由、无约束”状态,提高防水层的抗裂性,增加防水层的可靠度和耐用年限。应该说,是很有益的大胆尝试。
针对这个问题,在上面L企的屋面构造做法中,第一道防水防水选用的是“非固化橡胶沥青防水涂料”。从材料本身的材性上说,是个不错的选择。
“非固化橡胶沥青防水涂料”,与结构层粘结牢固,可以封堵毛细孔和细微裂缝,形成连续、整体的密闭防水层,实现真正的皮肤式、不窜水防护层。
当受到外界应力作用时,可立即产生形变(蠕变),自行修复由于外力作用造成的破损,维持防水层的完整性,水密性能优异。
看上去,“非固化橡胶沥青防水涂料”几乎可以完美解决第一道防水层的问题。但也有质疑声音,认为目前市面上“非固化”防水涂料,还做不到固体含量98%以上,随着时间推移,是有挥发物挥发掉最终失去蠕变的特性。
我不是这方面的专业人士,无法评判这个说法正确与否。我只看到一个记载,韩国民俗博物馆于1999年使用该材料,在2006年翻新时,仍然保持非固化状态。希望这个1997年由韩国国立科技大学等机构研发成功,并在2008年5月因鸟巢变形缝修复工程而引入中国的防水材料,能够经得住实践和时间的检验。
屋面细部构造和工艺很关键
在防水工程中却容易被忽略
调查表明,由于屋面细部构造质量问题而造成屋面局部渗漏的约占70%。这里所指的屋面细部构造,包括天沟 、檐沟、水落口、女儿墙 、变形缝及伸出屋面的结构及管道根部等。
这些地方是屋面变形较敏感或雨水相对集中的部位,如果设计欠妥或施工不达标,都容易导致渗漏。理当引起设计和施工人员的高度重视。
屋面节点部位的构造,形状复杂多变,多种材料交接,且都是应力、变形较集中的地方。所以对这些细部构造,应本着“复合用材、材性相容、连续密封、以柔适变,特殊部位,局部增强”的原则进行设计[5]。
其实在屋面防水工程的成败关键因素中,施工工艺是非常重要的一环,说“三分设计,七分工艺”也不为过。
如果施工的工艺水平过关,即便使用普通的防水材料,也可以收到满意的防水效果。比如农村的自建房,防水构造做法,看上去都相当简单,在路边五金店里买来的防水材料也谈不上有多高端。但最终结果可以实现不渗漏,这就是施工过程管控严格。
在工艺管控方面,某些地产公司已经在着手改善。比如前面谈到的基层处理问题,既然“原浆收光”并不容易实现,那不妨尝试一下通过“抛丸处理”来清洁结构板基层,基本可以达到如室内地板使用吸尘器后的清洁程度。
【屋面楼板基层抛丸处理】
另外防水层施工也要在适当的温度下进行,尤其防水卷材类施工。采用热熔法施工的沥青类防水卷材(目前卷材防水材料主流产品),通常施工温度为200~240℃,若低于200℃,卷材粘贴的质量难以保证。所以基层表面温度较低时,要采用喷火枪烘烤基层,火焰角度的调整及烘烤时间,包括随后进行卷材铺贴的时机,这些都依赖于现场作业人员的工程经验。
【喷火枪烘烤基层】
他山之石
解决屋面渗漏问题得从“人”入手
屋面防水工程,如果去比对国际上先进国家的做法,我们还有很大的提升空间。
从最直关的经济指标来看,在国外,一个建筑工程项目,防水单项工程的支出占工程总造价的8%~10%;而我国,目标是防水工程造价应占工程造价的1%~3%,实际调查下来,连0.5%都不到。不是说成本越高越好,但“一分钱一分货”的道理总归大差不差的。
屋面防水工程,在美国、日本、德国都是由专业的屋面工程公司完成。不同于我们实行“专业分包”的概念(某种程度上就是找“背锅侠”),国外这些专业屋面工程公司,都有着一整套的相应制度与程序支持
以德国为例。德国推行的做法,是从“人”着手的,也就是把培养施工作业人员的操作技能作为切入点。以屋面铺设工的培训为例,培训的一部分内容,是在屋面铺设企业内完成的,这部分内容和建筑工地上的实践工作紧密联系在一起。
而另一部分培训内容,在特意为培训设立的屋面铺设职业学校(如成立于1925年位于德国迈恩的屋面和防水技术培训学校)内通过理论授课完成。这种理论和实践相结合的培训体系,也被称为“双轨制培训体系”。
培训学校的培训为期3年,与学员签署3年的学徒合同。培训的内容包括:安全和健康保护、环境保护知识;施工现场准备,相关建材知识;看懂施工图集、绘制施工草图、用料估算;各种瓦材、卷材和其他高分子、沥青类防水材料施工;甚至包括安装避雷装置、天窗、太阳能、风能设备等等。
培训课程及食宿费用,由“屋面行业支持基金”承担。目前,德国所有屋面企业必须按工资总额的2.2%预提,纳人总的培训资金[6]。
提供合作培训的企业也会获得一部分培训资金,金额的多少,取决于处于3年培训的哪一年。
学员经培训通过“屋面大师”资格考试之后,可以进入专业技术类高校,选择建筑业或市政工程专业学习,也可以申请注册屋面工程公司。
其实这并不是屋面操作工人所独有,而是德国手工业职业培训体系的一部分。你可以把这个理解为德国的职业教育体系。
德国的职业教育体系,会把完成中学学业的青年人都培养成各种手工业工作者,让他们都有一技之长。
当然,这并不影响这些年轻人继续选择学业深造或者选择其他职业。比如曾经叱咤世界足坛的德国“金色轰炸机”克林斯曼,职业教育阶段就是一名烤面包师学徒。
这样职业教育体系,套用1998修订版《新华词典》的例句来说,就是“张华考上了北京大学;李萍进了中等技术学校;我在百货公司当售货员:我们都有光明的前途。”
结 语
德国屋面工程公司的做法,给我的启发就在于,想要把屋面防水这件事做好,这其中并没有太多所谓技巧和窍门。就是每一环节都认认真真去做,“结硬寨,打呆仗”,就会有好的结果。
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