节能防水一体化屋面应用技术研究

【摘 要】在传统习惯上，建筑能耗与屋面防水一直被作为两个不同专业对待，无论从材料到施工都各自为阵功能独立，使得实际工程应用中极有可能造成冲突失效。本文以聚氨酯硬泡作为材料，提出了节能防水一体化屋面技术方案，有一定理论价值与实践意义。

【关键词】节能防水；一体化屋面；聚氨酯；防水保温

1、引言

屋面是房屋结构的重要组成部分，其防水性能直接影响着房屋的使用功能，但一直以来都是一个难题。自上世纪七十年代以来，屋面房水材料经历了层叠油毡、改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水砂浆等等，虽然取得了极好的效果，但却依然没能彻底解决屋面防水问题。近年来，能源危机日益突出，建筑能耗占据了全球总能耗的40%左右，如何降低建筑能耗被各界广为关注，建筑保温节能技术因此得到大力发展。不过在工程实践中，人们习惯性的将建筑保温与防水作为两个专业，从材料到施工都各自为阵功能独立，经常使保温与防水产生冲突，尤其是很多非憎水性保温材料的使用，更易加速防水层的老化，既影响了使用寿命和使用效果又增加了投资。近两年来，节能防水一体化屋面技术被提出并推广应用，本文以硬泡聚氨酯材料为例，就节能防水一体化屋面应用技术进行探讨。

2、硬泡聚氨酯材料

硬泡聚氨酯材料是一种同时具备防水与保温隔热功能的泡沫塑料，这种材料由两组分料混合后经一系列化学反应形成，A组材料多为多元醇和发泡剂、催化剂等的组合料，B组材料主要成分为异氰酸酯。硬泡聚氨酯材料具有优异的保温隔热性能，可采用机械喷吐施工，易处理复杂结构，具有优良的防火性能和抗风结构，能生成无缝接合结构，可很好的实现保温防水一体化，是目前世界上最优良、最经济的屋面保温防水材料之一。德国是最早研究酸聚酯技术的国家，其早期的聚氨酯防水保温一体化屋面系统工程既便使用了数十年，在不翻修的情况下依然能稳定的保持保温与防水性能，具有极高的经济价值与社会价值，一些国家甚至通过立法将聚氨酯作为建筑业指定保温防水材料。

3、施工要点

3.1 施工环境条件

采用聚氨酯材料应用于节能防水一体化屋面中，需要将聚氨酯硬泡体直接喷涂于屋面层，其反应物料受压力作用由喷枪形成混合物直接发泡成型，其液体物具有流动性与渗透性的特点，以及聚氨酯材料一些物理和化学特性的原因，必须注意施工环境条件，否则会因此而影响工程质量，影响工程实体的防水保温性能。在实际施工中，施工现场的大气温度不能低于10℃，空气相对湿度不能大于85%，否则将会影响喷涂料的固化时间，降低施工效率并增加不确定环境影响因素。喷涂过程中，注意风力大小，最好小于3级，以免聚氨酯泡沫因风力作用飞扬而无法均匀喷涂至屋面，或者使喷涂面在风力作用下形成不均匀喷涂波纹。此外，水浸会给喷涂料的固化造成致命影响，严禁在雨雪天气施工，最好是在晴朗天气施工。

3.2 材料设备及人员准备

聚氨酯喷涂需要采用机械化施工，一套优秀的设备在良好的条件下一天可以完成1000平米左右，一般需要3人操作一套设备。喷涂施工需要聚氨酯发泡机、供料泵、喷枪、配套软管等设备。在施工前，需要先制定好施工方案，选择良好的天气条件连续喷涂施工，根据工程实际面积和工期安排配备相应的施工设备， 再按3人一套设备考虑配备喷涂工人。此外，还需要配备项目经理、技术负责人、材料员、安全员、质检员等。聚氨酯材料的准备根据工程实际需要进行，一般采用的喷涂厚度在25mm～55mm之间。

3.3 基层清理

在喷涂前，应先对屋面基层进行处理，基层表面应当平整、干燥、无油污，含水率应当小于8%。如果基层表面存在尘土、砂粒、碎石、砂浆突起物等，必须清除干净，并修补基层缺陷和找平。屋面排水坡度要大于2%，与山墙、女儿墙、天沟以及屋面突出结构的连接位置应当处理成圆孤形。屋面上安装的设备、管线等，应当在聚氨酯泡沫喷涂施工前就安装到位，以免喷涂施工后安装破坏喷涂层影响工程质量。对于屋面外露的钢筋头，由于其容易锈蚀，并且容易被扰动，因此需要在喷涂施工前先进行处理，在钢筋头和周围屋面先涂刷一层聚氨酯涂料，以避免喷涂施工后，钢筋头位置出现渗水破裂等问题。

3.4 配比控制和试喷检测

聚氨酯喷涂需要采用专用设备进行，在喷涂施工前，要先对设备进行检查和调试，以免设备故障影响喷涂质量。聚氨酯硬泡沫需要A料、B料及添加剂按一定比例混合，其配合比直接影响工程质量，必须严格控制配合比，并在喷涂前先进行试喷，在确认试喷没有问题后，再制作试块检测材料性能是否达到标准，只有试喷没有问题且试块达到标准方可正式施工。一般情况下，聚氨酯泡沫体的密度在30～45Kg/m3之间，厚度在40mm即可取得较好的防水保温效果，特殊情况下聚氨酯泡沫体的密度可以提高到45 Kg/m3以上，厚度可以提升到55mm，但当密度大于45 Kg/m3时，需要先进行局部试验后方可进行大面积施工。

3.5 喷涂施工

聚氨酯泡沫喷涂应当采用多层连续喷涂施工方法，其每次喷涂的厚度宜控制在10～15mm之间。第一层喷涂时应当从屋面结构边缘形始进行，由远及近以45～60度的倾斜角喷涂，喷枪距作业面的距离不能超过500mm，并保持均匀的移动速度喷涂。待喷涂的第一层硬泡聚氨酯发泡、稳定、固化后，方可进行第二层施工。第二层喷涂应当与第一层垂直进行，以填补第一层喷涂时存在的施工缺陷。在第二层喷涂完成固化后，以垂直方向进行第三层喷涂填补第二层喷涂缺陷，直至达到设计厚度为止。为了更好的控制喷涂厚度，尤其是在大面积喷涂中，最好先制作设计控制厚度的圆饼作为施工厚度参照物，以控制最终喷涂厚度。对于不需要保温的部位，如山墙、女儿墙等，也应当喷涂厚度不小于20mm的聚氨酯硬泡体。一些角落部位无法喷涂时，可以用刮板将聚合物涂在表面，采用三次刮涂成型的方法处理。

3.6 质量检测

在喷涂施工完成后，应当对喷涂工程实体进行质量检测，以保证施工质量达到设计要求。在检查时，大面积喷涂物一般每100m2抽查一处，细部构造物应当全数检查。先采用淋水试验以检查构造物是否存在渗漏现象和积水现象，再采用钢针插入的检测检查方法，检测硬泡聚氨酯的厚度是否达到设计要求。此外，还应当注意硬泡聚氨酯与基层是否粘结牢固，其表面是否存在破损、起鼓、脱皮、裂缝等现象。在施工完成后，严禁在层屋上增设构筑物，严禁破坏聚氨酯屋面。

4、结束语

采用聚氨酯硬泡材料喷涂制作节能防水一体化屋面体系，能取得较好的节能防水效果，但在施工工艺、施工成本、环境影响等方面，还有一些难题需要解决。如填充料的配方、无氟发泡技术、现场发泡技术、厚度均匀控制技术等，同时还应当进一步提升聚氨酯硬泡体的抗冻能力、抗裂性、抗风荷载能力等，解决聚氨酯硬泡体与抹面砂浆的粘结问题，提升粘结强度。

参考文献：

[1]王宝民，苗慧民.屋面保温材料的研究和应用现状与趋势[J].低温建筑技术，2008（05）

[2]赵国庆.国外屋面节能与环保技术综述[J].上海建材，2008（01）

[3]于佳欢.适应四步节能的节能防水一体化屋面理论及应用技术研究[D].天津大学，2012

[4]邱立臣，王显斌，姜旭光.硬泡聚氨酯防水保温一体化材料在坡屋面中的应用[J].城市建设理论研究，2012（06）