基本介紹
- 中文名：蓄水屋面
- 外文名：Water storage roof
- 詞義：在屋面防水層上蓄一定高度的水
- 作用：起到隔熱
- 原理：水能吸收大量的熱而由
- 蓄水深度：50mm
類型,設計,設計要求,設計要點,施工,
類型
蓄水屋面可根據蓄水的深淺將蓄水屋面分為深蓄水屋面與淺蓄水屋面，根據蓄水屋面的構造分為開敞式蓄水屋面和封閉式蓄水屋面兩種類型。
（一）深蓄水屋面與淺蓄水屋面
在工程套用中，依據蓄水的深淺將蓄水屋面分為深蓄水與淺蓄水兩種。前者蓄水深度在300 mm以上，後者均為150～200 mm。
深蓄水屋面，水的荷載相當大，勢必影響到下部的結構體系，若有防震要求則更為不利（應單獨對屋面結構進行設計）。淺蓄水屋面雖然荷載不算大，但需經常補充水，加重了城市供水系統的負擔。因此，除非有自備水源，對蓄水屋面應慎重考慮各種影響因素。
近年來，我國南方部分地區有採用深蓄水屋面做法的，其蓄水深度可達600~700 mm，視各地氣象條件而定。採用這種做法是出於水源完全由天然降雨提供，不需人工補充水的考慮。為了保證池中蓄水不致乾涸，蓄水深度應大於當地氣象資料統計提供的歷年最大雨水蒸發量，也就是說蓄水池中的水即使在連晴高溫的季節也能保證不乾。
（二）開敞式蓄水屋面和封閉式蓄水屋面
蓄水屋面在構造上還可分為開敞式和封閉式兩種類型。
1．開敞式蓄水屋面
適用於夏季需要隔熱而冬季不需要保溫或兼顧保溫的地區。夏季屋面外表面溫度最高值隨蓄水層深度增加而降低，並具有一定熱穩定性。水層淺，散熱快，理論上以25～40 mm的水層深度散熱最快。實踐表明，這樣淺的水層容易蒸發乾涸。在工程實踐中一般淺水層採用100～150 mm，中水層採用200～350 mm，深水層採用500～600 mm。如在蓄水屋頂的水面上培植水浮蓮等水生植物，屋面外表面溫度可降低5℃左右。
開敞式蓄水屋面可用剛性防水屋面，也可用柔性防水屋面。
(1)剛性防水屋面層可用200號細石混凝土做防水層。混凝土由於長期在水中養護，不易乾縮開裂。屋面因蓄水而溫度變化小，溫度應力也小，混凝土同空氣隔絕，不易碳化和風化，可以增強屋面的抗滲能力。
(2)柔性防水屋面層可用油氈或聚異丁烯橡膠薄膜做防水層。冬季需保溫的地區採用開敞式蓄水屋面還應在防水層下設定保溫層和隔氣層。在檐牆的壓檐連同池壁部分，用配筋混凝土築成斜向保護層，有利於阻擋水層結冰膨脹時產生的水平推力而防止檐牆開裂。柔性防水蓄水屋面的油氈等材料，因同空氣和陽光隔絕，可以減慢氧化過程，推遲老化時間，可以增強屋面的抗滲水能力。
2．封閉式蓄水屋面
水面上設定有蓋板的蓄水屋面。蓋板有固定式和活動式兩種。
(1)固定式蓋板。有利於冬季保溫，作法是在平屋面的防水層上用水泥砂漿砌築磚或混凝土墩，然後將設有隔蒸汽層的保溫蓋板放置在混凝土墩上。板問留有縫隙，雨水可從縫隙流入。蓄水高度大於160 mm，水中可養魚。人工供水的水層高度可由浮球自控。如果落入的雨水超過設計高度時，水經溢水管排出。此外，在女兒牆上設有溢水管供池水溢泄。
(2)活動式蓋板。可在冬季白晝開啟保溫蓋板，利用陽光照曬水池蓄熱，夜間關閉蓋板，借池水所蓄熱量向室內供暖。夏季相反，白天關閉隔熱保溫蓋板，減少陽光照曬，夜間開啟蓋板散熱，也可用冷水更換池內溫度升高的水，藉以降低室溫。
3．蓄水屋面的其他形式
除上述幾種典型蓄水屋面構造模式外，蓄水屋面還包括以下幾種模式。
(1)植萍蓄水屋面：植萍蓄水一般在水深150～200 mm的淺水中種植浮萍、水浮蓮、水藤菜、水葫蘆及白色漂浮物。
(2)含水蒸髮屋面：含水屋面是在屋面分倉內堆填多孔輕質材料，上面覆蓋預製混凝土板塊。
(3)蓄水種植隔熱屋面：是將一般種植屋面與蓄水屋面結合起來，進一步完善其構造後所形成的一種新型隔熱屋面。設計時同樣應注意防水層、蓄水層、濾水層和種植層等問題。
設計
蓄水屋面適用於夏熱冬暖地區和部分夏熱冬冷地區(極端最低溫度高於一5℃地區)，屋面防水等級為Ⅲ級的建築物。
當屋面防水等級為I級、Ⅱ級時，不宜採用蓄水屋面。
蓄水屋面不宜在寒冷地區、地震地區和振動較大的建築物上採用。
蓄水屋面工程應根據工程特點、地區自然條件等，按照屋面防水等級的設防要求，進行防水構造設計，重要部位應有詳圖。
蓄水屋面應採用剛性防水層，或在卷材、塗膜防水層上再做剛性複合防水層；卷材、塗膜防水層應採用耐腐蝕、耐霉爛、耐穿刺性能好的材料。
設計要求
(1)蓄水屋面的坡度不宜大於0．5%。
(2)蓄水屋面應劃分為若干蓄水區，每區的邊長不宜大於10 m，在變形縫的兩側應分成兩個互不連通的蓄水區；長度超過40 m的蓄水屋面應做橫向伸縮縫一道；蓄水區的隔牆可為混凝土，亦可為磚砌體，並可兼做人行通道。
(4)蓄水屋面的蓄水深度宜為150～200 mm。
(5)蓄水屋面的泛水或隔牆均應高出蓄水層表面100 mm，並在蓄水層表面處留置溢水口；過水孔應設在分倉牆底部；分倉縫內應嵌填瀝青麻絲，上部用卷材封蓋，然後加扣混凝土蓋板。
(6)蓄水屋面應設定人行通道。池內的走道板為非固定形式，可根據需要靈活布置。
(7)細部構造。蓄水屋面的溢水口應距分倉牆頂面100 mm；過水孔應設在分倉牆底部，排水管應與水落管連通；分倉縫內應嵌填泡沫塑膠，上部用卷材封蓋，然後加扣混凝土蓋板。
設計要點
(1)蓄水層深度及屋面坡度。
蓄水屋面要求屋面全年蓄水，水源應以天然雨水為主，補充少量自來水。從理論上講，50 mm深的水層即可滿足降溫與保護防水層的要求，但實際比較適宜的水層深度為150～200 mm。水層太淺易蒸發，需經常補充自來水，造成管理麻煩。為避免水層成為蚊蠅滋生地，需在水中飼養淺水魚及種植淺水水生植物，這就要求水層應有一定深度。但水層過深，將會過多地增加結構荷載。因此，綜合上述因素，一般選用200 mm左右的深度為宜。
要設計一個隔熱性能好，又節能的蓄水屋面，必須對它的傳熱特性進行動態分析和計算，以確定蓄水的深度究竟取為多大才比較合適。為了保證屋面蓄水深度的均勻，蓄水屋面的坡度不宜大於0．5%。
(2)防水層。
蓄水屋面除了增加結構的荷載外，如果防水處理不當，還可能漏水、滲水。蓄水屋面是把平屋面凹成水池，將間歇的屋面防水轉為長期蓄水，防水材料應具有優良的耐水性，不因泡水而降低物理性能，更不能減弱接縫的密閉程度。同時，考慮蓄水屋面要定時進行清理，採用柔性防水層還應具有耐腐蝕、耐霉爛、耐穿刺性能。防水層上應設定保護層，最好在卷材、塗膜防水層上再做剛性複合防水層。
採用剛性防水層時應按規定做好分格縫，應符合《地下工程防水技術規範》(GB50108-2001)有關防水混凝土的規定。
採用卷材防水層時，應注意避免在潮濕條件下施工。例如，可設定一個細石混凝土防水層，但同時也可在細石混凝土中摻人占水泥質量o．05%的三乙醇胺或1%的氧化鐵，使其成為防水混凝土，以提高混凝土的抗滲能力，防止屋面滲漏。蓄水屋面一般不設排水坡度，若為了清掃屋面方便，也可在澆注防水層時，使其略有微坡。
(3)蓄水屋面的補水方式。
屋面蓄水的水源，主要是利用雨水。
為了儘量減少人工補水和便於綜合利用，要做到建築小區的水循環。這種水循環可以在高低錯落的屋面之間，或在蓄水屋面與地面水池或地下室水池之間，通過水泵來實現。其目的是在雨季儘可能多儲存雨水，並通過循環使水質淨化和活化，以滿足多種使用的需要，最大限度地減少對地區供水的依賴。
為了保證屋面不乾水，根據當地的氣候條件，適當深蓄水，可大為減少人工補水，節省能源。一般情況下，屋面增加200～300 kg/m2的水重所增加的結構費用是很有限的，和它的效益相比是可以忽略的。
由於氣候變化規律不能完全掌握，蒸發與降雨沒有直接比例關係，設計上要考慮補充水源，可與屋頂水箱中的生產、生活用水統一布置。
(4)蓄水屋面細部構造。
為避免大風時引起波浪和便於分區段檢修及清掃屋面，可根據蓄水屋面面積劃分若干個蓄水區段，每個區段長不宜超過10 m，且用混凝土分倉壁隔開。
為使每個蓄水區段的水體連通，可在分倉壁的根部設過水孔。遇到屋面有變形縫時，可根據變形區段設計成互不連通的蓄水池。
每區段蓄水池外壁的根部，應設1~2個泄水孔，便於檢修或清掃屋面時將水排乾。
在蓄水池外壁上，還應根據水層的設計深度，設定直徑不大於150 mm的溢水孔，以便排除過多的雨水。當屋面面積較大或降雨較多地區，溢水孔間距宜為3~4 m，而且在檐部應設檐溝，使過多雨水先流人檐溝，再排至雨水管。也可將多餘的雨水通過溢水孔直接排入雨水管，此時溢水孔位置應同雨水口相對應。
蓄水屋面泛水高度應比水面高出250～300 mm，即從防水層面算起，為水層深度與100 mm之和。
另外，蓄水屋面不僅有排水管，一般還應設給水管，以保證水源的穩定。所有的給排水管、溢水管、泄水管均應在做防水層之前安裝好，並用油膏等防水材料妥善嵌填接縫。
綜上所述，蓄水屋面與普通平屋頂防水屋面不同的就是增加了一壁三孔：所謂一壁是指蓄水池的倉壁，三孔是指溢水孔、泄水孔、過水孔，一壁三孔概括了蓄水屋面的構造特徵。
施工
蓄水屋面施工前，施工單位應進行圖紙會審，並應編制蓄水屋面工程施工方案或技術措施。防水層應由經資質審查合格的防水專業隊伍施工，作業人員應持有當地建設行政主管部門頒發的上崗證。
蓄水屋面施工的基本要求如下。
(1)蓄水屋面的所有孔洞應預留，不得後鑿。這是由於蓄水屋面的特殊性，屋面孔洞後鑿不易保證質量，所以強調所有孔洞應預留。
(2)蓄水屋面所設給水管、排水管和溢水口等，應在防水層施工前安裝完畢。
(3)每個蓄水區的防水混凝土應一次澆築完畢，不得留施工縫。這是為了保證每個蓄水區混凝土的整體防水性，所以防水混凝土應一次澆築完畢，不得留施工縫，避免因接頭處理不好而導致裂縫。立面與平面的防水層應同時做好。
(4)蓄水屋面採用卷材防水層施工的氣候條件，應符合如下規定：蓄水屋面採用高聚物改性瀝青防水卷材，嚴禁在雨天、雪天施工；五級風及其以上時不得施工；環境氣溫低於5℃時不宜施工。施工中途下雨、下雪，應做好已鋪卷材周邊的防護工作。熱熔法施工環境氣溫不宜低於一10℃。蓄水屋面採用合成高分子防水卷材，嚴禁在雨天、雪天施工；五級風及其以上時不得施工；環境氣溫低於5℃時不宜施工。施工中途下雨、下雪，應做好已鋪卷材周邊的防護工作。焊接法施工環境氣溫不宜低於一10℃。
(5)蓄水屋面採用剛性防水層施工的氣候條件，應符合如下規定：剛性防水層施工環境氣溫宜為5～35℃，並應避免在負溫度或烈日暴曬下施工。
(6)蓄水屋面的剛性防水層完工後，應在混凝土終凝時進行及時養護，養護時間不得少於14 d。養護好後方可蓄水，並不可斷水，防止混凝土乾涸開裂。
