裝配式屋面瓦系統簡介

魏 偉（常州華美建筑材料有限公司，江蘇 常州 213000）

近幾十年來，我國城市坡屋面結構型式主要經歷了兩個階段，第一階段主要是采用空心樓板(也稱作多孔樓板)作屋面，然后進行防水處理并蓋瓦。顯然這種方法，由于空心樓板是在工廠加工完成的，現場施工較快，消耗材料少，成本低，但抗震性差。于是2003年，建設部規定，在新建、改建、擴建的工業與民用建筑工程中，禁止使用預制混凝土板（預應力空心板、非預應力空心板、混凝土平板、混凝土槽形板），坡屋面結構型式也進入了第二個階段，廣泛使用整體混凝土現澆屋面。鋼筋混凝土現澆屋面的最大優點是抗震性好，但現場施工周期長，首先須搭建模板，再配扎鋼筋，然后澆注混凝土，等待混凝土硬化后，再拆除模板，材料浪費也很大。后期還要在屋面鋪蓋防水層和保溫層，最后再蓋瓦，總體成本大大提高。

經過近二十年的實踐，發現整體混凝土現澆屋面還存在著另外一些問題，比如對于坡度較大的坡屋面，由于混凝土現澆時要向下滑移，坡屋面上部很難搗實，整個坡屋面混凝土密度不均勻，加上熱脹冷縮的作用，一段時間后，整體屋面不可避免的會產生裂縫，甚至會把防水卷材拉斷，造成滲水漏水。這就是為什么現在頂層屋面滲水漏水問題日益嚴重的原因之一。

近幾年，國家大力倡導和推廣裝配式建筑，并給出了很多優惠政策，各地正在探索和實踐各種裝配式建筑的型式和方法。我公司在江蘇省建筑科學研究院的支持下，對裝配式坡屋面瓦系統也進行了探索和研究，設計并實施了多種方案，搭建了樣板房，獲得了很多試驗數據和經驗，現簡介如下。

裝配式坡屋面瓦系統的主體之一是裝配式坡屋面板，其本質是：將型鋼與鋼筋混凝土結合起來，作為承重構件并能與建筑物的大梁焊接成一整體，同時結合保溫層與防水層，形成一塊塊多功能的可裝配的屋面板，在建筑現場方便拼裝成一個確保防水的完整坡屋面。圖1是一種實心鋼筋混凝土屋面板，兩側由槽鋼或C型鋼包裹，中間是保溫板，最上面是金屬防水板，冷彎角鋼既起連接金屬防水板和保護保溫板作用，還有支持掛瓦條和瓦的重量作用。

圖1 實心鋼筋混凝土屋面板結構圖

圖2是這種實心鋼筋混凝土裝配式屋面板的實物照片。裝配式屋面板的長度最長可達9m，平均承載大于2kN/m2。

圖2 實心鋼筋混凝土裝配式屋面板

圖3是空心鋼筋混凝土裝配式屋面板，這種屋面板能夠在同樣的載荷下大幅減輕自身重量，適用于跨度較大的屋面。

圖3 空心鋼筋混凝土裝配式屋面板結構圖

圖4是一種空心鋼筋混凝土裝配式屋面板的實物照片。在此屋面板的底部兩端頭預埋有安裝連接鋼板，以方便與屋頂的脊梁、外墻的圈梁裝配成一體(可采用螺栓固定，也可以焊接固定)。

圖4 空心鋼筋混凝土裝配式屋面板

保溫材料既可以采用聚苯板等較硬實的材料，也可以采用巖棉板等較柔軟的材料。

防水方面不使用有機材料（畢竟有機材料容易老化，強度較低），而是應用金屬薄板壓碾成帶凹凸槽的扣板型防水板。這種金屬防水板鋪在保溫材料之上，并與混凝土板兩側的冷彎角鋼固定牢固，形成一個集承重、保溫、防水于一體的“三明治”式的屋面板。該板運輸到工地起吊就位時，金屬防水板的兩側邊凹凸相扣，對準放下即可，如圖5所示。最后所有金屬防水板兩側邊之間的凹凸相扣處可用咬合鉗鎖死，于是建筑的一整面坡都由金屬防水板扣咬在一起了，而且扣咬處高出板面20mm以上，防水能得到可靠保證。

圖5 “三明治”式屋面板

金屬防水板材料取材廣泛，高檔的可采用鋅鈦板，壽命可達到80~100年。也可采用鋁合金板，它具有自我防銹功能，在大氣中，其表面可形成一致密的氧化層，防止金屬繼續氧化銹蝕，而且可以進行多種表面處理。低檔的可采用鍍鋅鋼板和彩鋼板等材料。對于坡度較大的坡屋面，為了防滑，可采用錘紋鋁板、壓花鋁板等作金屬防水板。

這種裝配式屋面瓦系統的安裝分兩個步驟，第一步是屋面板起吊就位和安裝焊接、防水板相嵌鎖扣；第二步就是安裝掛瓦條、屋脊防水處理和蓋瓦，如圖6所示。

圖6 裝配式屋面瓦系統安裝步驟

屋檐下口可用水泥砂漿填充粉刷，也可安裝金屬包檐板、金屬排水溝、金屬網板等建筑裝飾材料。

從圖7中可看出，屋脊處用自粘鋁箔卷材粘貼到金屬防水板上，確保兩坡面匯交處的防水。掛瓦條采用金屬制品，可很方便地用自攻螺釘固定在金屬防水板的凸起鎖扣處。采用金屬掛瓦條還有一個好處是，二根掛瓦條接頭處可以相互搭接在一起。

圖7 屋脊處用自粘鋁箔卷材

金屬掛瓦條全部安裝好后，首先掛主瓦，然后掛屋面兩側的檐口瓦，最后掛屋面頂部的脊瓦，如圖8所示。

圖8 掛瓦完成圖

圖9是華美裝配式屋面系統樣板房的實物圖，屋面底部，各屋面板之間的縫隙可貼上網格布，然后批灰刷白。

圖9 裝配式屋面系統樣板房

如果裝配式屋面板的混凝土部分采用加氣混凝土或陶粒混凝土等輕質材料生產，則還可省去保溫層，整個屋面板重量大大減輕，如圖10所示。

圖10 輕質裝配式屋面板

裝配式屋面板上層本身就是金屬板，因此也可直接用在金屬屋面的建筑物設計上。省去蓋瓦，增加一些金屬屋脊等金屬飾品，就是一個很完美的金屬屋面方案，如圖11所示。

圖11 金屬屋面案例

經測算，應用裝配式屋面瓦系統與現澆屋面瓦系統相比可節約成本30%~40%，屋面重量大大減輕，建筑工期大幅縮短，防水更加可靠。這種裝配式屋面瓦系統將有著廣闊的應用前景。