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种植屋面防水工程设计

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    随着社会的发展和进步，以及人们环境意识的增强，屋顶绿化已越来越引起了社会的关注，种植屋面对环保、节能、改变城市绿化环境等有着及其重要的意义。屋顶绿化的作用主要体现在：1、改变建筑环境景观；2、降低城市热岛效应；3、有利于建筑节能；4、降低嗓音和净化空气。要实现屋顶绿化的技术条件，是合理的景观绿化方案、可靠的结构支撑、持久有效的防水设计。绿化屋面的形式较多，主要有：种植屋面、盆栽绿化屋面、休闲花园式屋面等，这些形式可以在平屋面上实现，也可在斜屋面、地下室顶板上实现。
    本文主要以平屋面种植绿化为主要内容，提出种植屋面各层次与防水层的关系，以及常用种植屋面防水构造设计。
    一、种植屋面相关层与屋面防水的关系
    种植屋面防水层与屋面其它各层次有着密不可分的关系，只有将各相关层次对防水层的作用与关系分析清楚，才能设计出合理的防水构造。由于种植屋面的形式很多，有平屋面体系、斜屋面体系、地下室顶板种植形式、旧屋面绿化改造等等，下面仅以实际较多采用的平屋面绿化为主要分析对象，其它种植屋面仅供参考。
    1．1、植物与屋面防水的关系
    植物与屋面防水的关系主要是两个方面：1、植物根系对防水层的影响；2、植物外力对防水层的影响。
    植物根系对防水层的影响取决于植物根基能否到达防水层和根茎对防水层破坏程度的大小。园林植物主要根系分布深度
    当种植土的厚度超过相应植被主要根系能达到的深度时，可不考虑植物根系对防水层的作用。另一种情况是，防水层的保护层有足够的抗根系穿钻能力时，如塑料排水板等，也不需考虑根系作用。根系对防水层没有很强的，像尖锐物一样的穿刺性，但它会“钻”、会“撬”，有可能由于防水层的搭接缝不严密，使根系“钻”入防水层，在防水层下发展更多的根系而破坏防水层。
    因此，通常情况下植被根系对防水层的影响，取决于根系能否到达防水层和防水层的保护措施是否有效抵御根系作用。根系对防水材料自身的穿刺能力不会太强，在防水材料的选择上，应更重视选择搭接缝严密可靠的材料，这一点对长期处于潮湿土中的防水材料也是应该具备的条件。
    植被类型较大时，为了生长和抗风力不易侧伏的需要，种植土必须很厚，过重的荷载和风吹树摇的晃动力，特别是南方台风季节，对结构的变形影响是很大的。结构楼板的变形直接对防水层产生拉伸破坏作用，绿化种植品种应选择适应性强、耐旱、耐贫瘠、喜光、抗风、不易侧伏的园林植物。高大乔木不宜种植。
    1．2、土体与屋面防水的关系
    种植土土体与屋面防水的关系主要有以下几方面：⑴、土体荷载对防水层影响；⑵、土体干湿度对防水层的影响；⑶、土体酸碱度对防水层的影响；⑷、土体的保温性能。
    种植土堆荷载越高，对结构屋面板的变形影响越大。土体越厚，土体雨后保水量越大，干湿土重量差越大，对结构变形不利。结构过量变形一方面有可能使结构板产生开展，另一方面也有可能造成防水层的破坏。因此，屋面结构板要有足够的刚度，减少景观总重量对防水层是有利的。
    种植屋面一方面要强调排水，另一方面也要强调蓄水保水。植物没有水是不能生长的，底部土体可能永久性处于潮湿状态，也就意味着种植屋面防水层是长期处于潮湿或浸水状态。防水层的耐水性和耐霉变性、接缝的可靠性是选材的重要因素之一。
    在寒冷地区冬季，土体会发生冻胀情况，土体冻胀对种植土围护结构产生的推力，有可能造成围护结构立面防水层破坏和围护结构与平面之间的防水材料破坏现象。因此，有可能发生冻土的地区，种植屋面围护结构设计要有足够的强度和刚度，不得发生推移、冻裂和严重变形情况。
    种植土的PH值一般为6.0～8.5，属弱酸碱性，这样的酸碱度不会对防水材料有很大的破坏作用。某些乔木的根系会分泌出一种有腐蚀性的液体，这种腐蚀性液体对防水材料的影响程度尚不明确，但只要不让根系直接接触防水层，影响就不会太大。
    土体具有很好的保温效果，种植土的容重一般不高于1.3g/cm3，导热系数λ=0.47 w/(㎡·k)，修正系数α=1.5，计算值λc=0.71 w/(㎡·k)，堆土越厚保温效果越好。导热系数与多孔粘土空心砖砌体相似。
    1．3、滤水层、排（蓄）水层与防水层的关系
    为了防止种植土被水带入排水层流失，在种植土下放置一层隔离过滤层。滤水层采用50～80㎜厚中粗砂或200～400g/㎡无纺布，既可透水又可阻止泥土流失。
    排（蓄）水层设置在过滤层之下，其作用是排除土中的积水，但又储存部分水分供植物生长之用。排水层采用卵石、陶粒、碎石等，粒径不大于30㎜，总厚度50～200
    排水板是一种新型的排水系统，它比传统的卵石排水更节约空间，减轻屋面荷载。塑料排水板的另一优点是：能有效地防止根系的穿透，对防水层起到保护作用。而卵石或其它集料排水层铺设，防水层上必须作保护层，否则很容易破坏防水层。
    排（蓄）水层中的蓄水功能可通过提高溢水口的方法实现。塑料排水板中的双面板是具有蓄水功能的排水板，蓄水是可通过提高板厚，即提高凹凸状穴洞高度，调节排蓄水量。
    1．4、保温层的设置
    种植屋面是否需要做保温层，这与种植屋面的总热阻和当地气候条件下节能要求有关。需要通过计算才能确定。
    浙江省是属夏热冬冷地区，根据国家节能法要求，制订的浙江省《居住建筑节能设计标准》，规定了建筑屋顶传热系数K，热惰性指标D