装配式屋面瓦系统简介

魏 伟（常州华美建筑材料有限公司，江苏 常州 213000）

近几十年来，我国城市坡屋面结构型式主要经历了两个阶段，第一阶段主要是采用空心楼板(也称作多孔楼板)作屋面，然后进行防水处理并盖瓦。显然这种方法，由于空心楼板是在工厂加工完成的，现场施工较快，消耗材料少，成本低，但抗震性差。于是2003年，建设部规定，在新建、改建、扩建的工业与民用建筑工程中，禁止使用预制混凝土板（预应力空心板、非预应力空心板、混凝土平板、混凝土槽形板），坡屋面结构型式也进入了第二个阶段，广泛使用整体混凝土现浇屋面。钢筋混凝土现浇屋面的最大优点是抗震性好，但现场施工周期长，首先须搭建模板，再配扎钢筋，然后浇注混凝土，等待混凝土硬化后，再拆除模板，材料浪费也很大。后期还要在屋面铺盖防水层和保温层，最后再盖瓦，总体成本大大提高。

经过近二十年的实践，发现整体混凝土现浇屋面还存在着另外一些问题，比如对于坡度较大的坡屋面，由于混凝土现浇时要向下滑移，坡屋面上部很难捣实，整个坡屋面混凝土密度不均勻，加上热胀冷缩的作用，一段时间后，整体屋面不可避免的会产生裂缝，甚至会把防水卷材拉断，造成渗水漏水。这就是为什么现在顶层屋面渗水漏水问题日益严重的原因之一。

近几年，国家大力倡导和推广装配式建筑，并给出了很多优惠政策，各地正在探索和实践各种装配式建筑的型式和方法。我公司在江苏省建筑科学研究院的支持下，对装配式坡屋面瓦系统也进行了探索和研究，设计并实施了多种方案，搭建了样板房，获得了很多试验数据和经验，现简介如下。

装配式坡屋面瓦系统的主体之一是装配式坡屋面板，其本质是：将型钢与钢筋混凝土结合起来，作为承重构件并能与建筑物的大梁焊接成一整体，同时结合保温层与防水层，形成一块块多功能的可装配的屋面板，在建筑现场方便拼装成一个确保防水的完整坡屋面。图1是一种实心钢筋混凝土屋面板，两侧由槽钢或C型钢包裹，中间是保温板，最上面是金属防水板，冷弯角钢既起连接金属防水板和保护保温板作用，还有支持挂瓦条和瓦的重量作用。

图1 实心钢筋混凝土屋面板结构图

图2是这种实心钢筋混凝土装配式屋面板的实物照片。装配式屋面板的长度最长可达9m，平均承载大于2kN/m2。

图2 实心钢筋混凝土装配式屋面板

图3是空心钢筋混凝土装配式屋面板，这种屋面板能够在同样的载荷下大幅减轻自身重量，适用于跨度较大的屋面。

图3 空心钢筋混凝土装配式屋面板结构图

图4是一种空心钢筋混凝土装配式屋面板的实物照片。在此屋面板的底部两端头预埋有安装连接钢板，以方便与屋顶的脊梁、外墙的圈梁装配成一体(可采用螺栓固定，也可以焊接固定)。

图4 空心钢筋混凝土装配式屋面板

保温材料既可以采用聚苯板等较硬实的材料，也可以采用岩棉板等较柔软的材料。

防水方面不使用有机材料（毕竟有机材料容易老化，强度较低），而是应用金属薄板压碾成带凹凸槽的扣板型防水板。这种金属防水板铺在保温材料之上，并与混凝土板两侧的冷弯角钢固定牢固，形成一个集承重、保温、防水于一体的“三明治”式的屋面板。该板运输到工地起吊就位时，金属防水板的两侧边凹凸相扣，对准放下即可，如图5所示。最后所有金属防水板两侧边之间的凹凸相扣处可用咬合钳锁死，于是建筑的一整面坡都由金属防水板扣咬在一起了，而且扣咬处高出板面20mm以上，防水能得到可靠保证。

图5 “三明治”式屋面板

金属防水板材料取材广泛，高档的可采用锌钛板，寿命可达到80~100年。也可采用铝合金板，它具有自我防锈功能，在大气中，其表面可形成一致密的氧化层，防止金属继续氧化锈蚀，而且可以进行多种表面处理。低档的可采用镀锌钢板和彩钢板等材料。对于坡度较大的坡屋面，为了防滑，可采用锤纹铝板、压花铝板等作金属防水板。

这种装配式屋面瓦系统的安装分两个步骤，第一步是屋面板起吊就位和安装焊接、防水板相嵌锁扣；第二步就是安装挂瓦条、屋脊防水处理和盖瓦，如图6所示。

图6 装配式屋面瓦系统安装步骤

屋檐下口可用水泥砂浆填充粉刷，也可安装金属包檐板、金属排水沟、金属网板等建筑装饰材料。

从图7中可看出，屋脊处用自粘铝箔卷材粘贴到金属防水板上，确保两坡面汇交处的防水。挂瓦条采用金属制品，可很方便地用自攻螺钉固定在金属防水板的凸起锁扣处。采用金属挂瓦条还有一个好处是，二根挂瓦条接头处可以相互搭接在一起。

图7 屋脊处用自粘铝箔卷材

金属挂瓦条全部安装好后，首先挂主瓦，然后挂屋面两侧的檐口瓦，最后挂屋面顶部的脊瓦，如图8所示。

图8 挂瓦完成图

图9是华美装配式屋面系统样板房的实物图，屋面底部，各屋面板之间的缝隙可贴上网格布，然后批灰刷白。

图9 装配式屋面系统样板房

如果装配式屋面板的混凝土部分采用加气混凝土或陶粒混凝土等轻质材料生产，则还可省去保温层，整个屋面板重量大大减轻，如图10所示。

图10 轻质装配式屋面板

装配式屋面板上层本身就是金属板，因此也可直接用在金属屋面的建筑物设计上。省去盖瓦，增加一些金属屋脊等金属饰品，就是一个很完美的金属屋面方案，如图11所示。

图11 金属屋面案例

经测算，应用装配式屋面瓦系统与现浇屋面瓦系统相比可节约成本30%~40%，屋面重量大大减轻，建筑工期大幅缩短，防水更加可靠。这种装配式屋面瓦系统将有着广阔的应用前景。