坡屋面系統及其瓦片選擇

發表時間:2018年03月19日瀏覽量:

房子的屋頂面又稱屋蓋,是房屋最上層起覆蓋作用的結構,用以防風、沙、雨、雪及日曬對室內的侵襲,我們稱之為屋面系統,大致可以分成坡屋面系統和平屋面系統。坡屋面系統的歷史可以追溯到遠古,我國自有史記載以來至清末,房屋建筑幾乎 都是坡屋面的,大到皇宮、廟宇,小至普通民居,大都是以瓦作為屋面防水材料鋪蓋在大坡形屋面之上的.國外也大致如此.不過更具特色和多樣性,如有各種尖屋頂、圓球屋頂等。平屋面系統實際是從古代城堡結構演化而來,伴隨則現在混凝土構件的發展,在許多高層建筑上獲得了廣泛地使用. 

    二戰之后,許多國家為適應快速重建的需要,在城市里大量建筑了平屋頂住宅樓,.上個世紀七十年代至八十年代.我國的城市住宅樓幾乎也都是采用了平屋面系統,但很快就發現了其很多問題.例如:平頂住宅樓結構、外觀基本相同、象火柴盒似的,影響了整個城市的美觀,給人以沉悶的感覺。又如:頂層房間與下層房間相比冬天要冷得多,夏天又熱得多.樓頂的防水更是一個問題。頂樓人家往往要為樓頂的漏水滲水而發愁.在住宅由單位分配的年代里,安排誰住頂樓都是單位領導頭疼的事。到了商品房年代,開發商更是為平頂樓的頂層賣不出去而大傷腦筋。于是大量的斜坡屋面住宅樓又重新出現了,造價增加不多,卻解決了平頂樓的冬冷夏熱問題和滲漏水問題,利用坡屋頂還可增加頂層用戶的使用面積,頂層住宅從無人問津一躍成為搶手貨.

    坡屋面之所以防漏性好,是因為坡屋面有15度以上的坡度,與平屋面相比""排""重干""防"",導""重于""堵"",屋面不會積水,自然就不易滲漏水了。此外坡屋面一般是以瓦片作為防水層面的,瓦片較小,上下左右搭接而成一個完整的坡屋面,春夏秋冬,寒暑變化,瓦片熱脹冷縮自如,其防水層面不易破壞.這些都是平展面系統難以做到的.坡屋面的存在還起了與下面房間的隔離作用.故能夠在不采取其它措施的條件下,使下面的房間隔熱保溫.

由于房頂坡屋面的設計和建造可以千姿百態,五顏六色,于是房屋漂亮了,城市美觀了,許多舊的平項樓也紛紛進行了平改坡改造.目前坡屋面系統已成為我國住宅建筑的主流.其實在國外也是如此,往往在一個住宅區內,坡屋面是如此豐富多彩,以致千數百棟的別墅中,很難找到二棟別墅是完全相同的.

一、粘土瓦和琉璃瓦

    坡屋面的歷史漫長而悠久.坡屋面的主材料各式各樣:木板、樹皮、竹條、茅草、麥桿,甚至石片都能用作坡屋面的材料.但這些材料防水性差、壽命很短,直到人工燒制的粘土瓦出現后,才算有了真正的屋面材料。所謂""秦磚漢瓦"",說的是我國二千多年前就出現粘土瓦了,這種瓦呈圓弧片狀.用粘土制作成形后,高溫燒結而成為黑灰色,蓋瓦時一排排相互正反搭接,片與片呈魚鱗狀。這種瓦片很小,很薄,每平方米約200~250片左右(與蓋瓦時,瓦片之問的疏密程度有關),很容易破碎,大風或貓等動物走動,也常會使瓦片走動,導致漏水.如今,除城市中一些仿明清的建筑還有使用外,已很少見到,但農村中的舊房子上還多見這種瓦·

近代又出現了一種機壓成形的粘土瓦,俗稱“土洋瓦”,意即從西洋引進的,由泥土制成的瓦.這種瓦同樣須經高溫燒結,面積較大、每平方米約14~15片,顏色有黑灰色和土紅色兩種。由于要經過高溫燒結,變形較大,蓋在屋面平整度差,且紅色的土洋瓦時間不長就容易發黑.很不美觀.上述粘土瓦共同的問題是孔隙大、吸水率高、易積灰生苔、抗折強度低、燒結產生的小裂紋會逐年擴大,導致滲水·另外生產過程中能耗大,大氣污染嚴重.更大的問題是消耗農田資源,國家早已明令禁止生產和使用,粘土瓦已經退出歷史舞臺。

歷史同樣十分悠久的是琉璃瓦。它是由陶土制作成形,表面涂一層彩色釉,再高溫燒結而成。由于有了一層釉,外表要比粘十瓦光亮和漂亮多了,當然價格也高得多,形狀也有多種,傳統的筒狀琉璃瓦古代多用于皇宮,廟宇等高貴建筑上。

近十多年來,出現了一種在""土洋瓦""的基礎上,表面加一層彩色釉的廉價琉璃瓦.但是在粘土瓦上存在的高溫變形、裂紋等問題,同樣在琉璃瓦上也存在。

此外由于惡性競爭, 一些琉璃瓦廠偷工減料,燒結溫度不到位,不少琉璃瓦蓋上沒幾年就出現釉面剝落、開裂等現象,大大縮短了琉璃瓦的使用壽命,影響了市容景觀。

因此,目前城市里已很少使用這種琉璃瓦,但江南農村私人建房使用還較多,主要是受傳統觀念影響,加之這種劣質琉璃瓦價錢便宜,農民個人對其內在質量也難以辨別.

還有一種在現澆屋面上用沙漿貼面的彩色小波形瓷瓦,前幾年曾流行了一陣,現在已經銷聲匿跡了。原因是一年四季氣溫變化很劇烈,在熱脹冷縮的作用下,貼面的瓷瓦很易剝落,后果可想而知。

近幾年來,又出現了一種所謂陶土瓦,其特點是采用陶土但表面不上釉,顏料混入陶土中,高溫燒結而成。也有一些陶土瓦為減少成本而不加顏料,僅在表面噴一層涂料。這種陶土瓦與琉璃瓦相比.色彩比較雅致.與彩色水泥瓦接近.無所謂""光污染"",但不如琉璃瓦清潔,易污染發黑。

綜上所述,無論是粘土瓦,還是琉璃瓦或陶土瓦,都有一個共同特點,就是要高溫燒結。經過高溫焙燒,就不可避免的會產生變形和微小裂紋,變形會造成所蓋的瓦不那么平整、抿縫、美觀,微小裂紋會逐漸擴大而導致滲水。眾所周知不管多小的裂縫都易滲入水,如遇冬季低溫,滲入縫中的水就會結冰膨脹.反復發生就會擴大裂縫,從而影響其壽命.

另一個特點是:粘土瓦和琉璃瓦單片面積都較小(因這些材料強度較差,面積大了易破碎。生產難度也大,曲翹變形會更大),單位面積需要覆蓋的瓦片多,搭接也多,故而單位面積的重量也高,通常高達55千克每平方米以上,粘土瓦吸水大,雨天重量還要高的多。

二,彩色混凝土瓦

彩色混凝土瓦.俗稱水泥彩瓦.在歐美已有一百多年的歷史,在上個世紀八十年代末開始引進到國內。到九十年代中期,美國,英國、意大利、澳大利亞等國的混凝土彩瓦設備和技術相繼進入中國,在中國政府下令禁止生產粘上瓦之后,民間的小彩瓦廠如雨后春筍般的發展起來,目前國內已有數千家之多。城市建筑蓋瓦大都已采用這種彩色混凝土瓦,1999年我國的彩色混凝土瓦行業標準JC746-1999發布,進一步促進了水泥彩瓦的發展。

究竟是什么原因。使我國彩色混凝上瓦的發展如此迅猛呢?原來彩色混凝上瓦有著我國傳統屋面材料不可比擬的優越性。

l、生產過鞋中能耗低,無煙塵污染產生,由于主要原材料是水泥河沙,故不侵占土地農田資源.

2、彩色混凝士瓦,屬于混凝士構件,強度高,密實度好,吸水率低、壽命長。此外,由于瓦的單片面積大,單位面積的蓋瓦量要比粘土瓦和琉璃瓦少的多。因此單位面積所用瓦的重量要輕得多.蓋瓦的效率也高.

3、彩色混凝上瓦僅需在40℃左右養護,無須高溫焙燒,故變形極小,蓋在屋面上平整美觀.

4、彩色混凝土瓦的瓦型多種多樣.生產設備和工藝五花八門,彩瓦顏色萬紫千紅,幾乎可以隨心所欲,不僅可以做成表面單色、表面多種色彩疊加,也可以做成通體單色和通體混合迷彩.給了建筑設計師無盡的選擇.

5、在生產過程中,要給彩瓦表面噴一層密封劑.以防止混凝土表面產生二次泛堿.這種密封劑一般具有防霉和自潔作用,可使彩瓦表面長期不發黑、不長苔.采用氧化鐵顏料與水泥混合配成的色彩可保持幾十年基本不變(注:采用涂料噴刷在彩瓦表面的色彩一般只能保持數年)。

6、彩色混凝土瓦的生產效率較高,目前世界最高的生產速度已達到120片/min,正在向140片/min邁進,可以實現從原料輸送到成品包裝的全自動化生產。

三、瀝青瓦

上個世紀九十年代后期開始,上海、大連等地興起了“平改坡”熱·幾乎把所有沿街平屋頂都改成了坡屋頂,城市面貌煥然一新,充當主要坡屋面材料的是瀝青瓦,其最大特點是重量輕,色彩也較多.但我們也必須正視其缺點.首先,瀝青瓦易老化。就是在美國,其壽命一般也只有十幾年.第二,瀝青瓦是采用粘結加釘子的鋪蓋方法。在木板屋面上粘結瀝青瓦再輔以釘子尚能承受一定的風力,但在現澆混凝土屋面上由于釘釘困難主要依靠粘結,往往粘結不牢或膠水失效,一遇較大的風力,就會被吹落.第三.瀝青瓦阻燃性差.

在歐洲,瀝青瓦的標準定的較高,但應用較少。在美國,瀝青瓦曾是主要的坡屋面材料,原因是在美國.木材和瀝青瓦都是較便宜的建筑材料,住宅一般都是用木材建造,為了減少承重,也為了減少造價,過去人都用瀝青瓦,但愿近十多年來,美國人已越來越認識到瀝青瓦的問題,越來越多的采用混凝土瓦了,僅美國伯林蓋姆制瓦集團一家生產的EAGLE品牌彩色水泥瓦一年就超過2億片。

四、雙水溝槽與單水溝槽混凝土瓦的比較

綜上所述,彩色混凝土瓦是我國目前坡屋面材料必然的首選.事實也是這樣,大江南北、長城內外彩色水泥瓦的應用普及方興未艾,短短十多年就從星星之火而成燎原之勢,已浩浩蕩蔣勢不可擋。

是不是坡屋面系統選擇了彩色水泥瓦就沒有問題了呢?答案是否定的,在彩色水泥瓦的應用過程中,也出現了一些闖題,如有一些彩瓦廠生產的水泥瓦出現過漏水滲水問題.2001年lO月12口《中國建材報》曾作過報導.實事求是的說,該報道所指問題,也不能完全怪罪于彩瓦本身,因為蓋瓦施工是否得當也起著很大的作用。此外除了一些小型彩瓦廠偷工減料,以低質低價傾銷產品的原因外,還與瓦型結構也有很大的關系,特別是彩瓦的雙水溝槽,由于其特別寬,厚度又簿,極易破損,與單水溝槽的彩瓦相比,該處受到同樣的作用力,雙水溝槽根部受到的力矩是單水溝槽的2倍以上,也就是說雙水溝槽結構的彩瓦溝槽遭破壞的概率要大的多。在鋪蓋瓦的過程中,施工人員不可避免的要踏在瓦面上作業,瓦蓋好后.水溝槽是看不見的,被踏破之后,不一定知曉,這就造成滲水,而且不易找到滲水位置。

必須指出,雙水溝槽結構的彩瓦容易誤導用戶,使人產生雙道水溝總比單道水溝防水強的直觀思維,而忽略了深層次的問題,忽視了作為混凝上薄壁構件的水泥瓦與粘上瓦、硫璃瓦一樣是脆硬易碎品。

單水溝槽的防水性是毋庸置疑的,只要坡屋面有一定角度,就不可能漏水,如傳統的土洋瓦、琉璃瓦也大多是單水溝槽的,單從結構上講,又有誰懷疑其防水性呢?事實上,雙水溝槽結構的彩瓦,由于制作上的原因,其水溝槽的邊筋普遍較低,有的甚至高出槽底不到2mm,達不到良好的防水效果(行業標準JC746-1999要求邊筋高度應不低于3mm).

以伯林蓋姆彩瓦系列中的單水溝槽波形瓦為例,其水溝槽是設計在瓦面波形的頂峰.我們知道,水總是往低處淌的,因此進入該瓦水溝槽的雨水很少,僅占履蓋面的0.5%左右,因此遇雨也無漫槽問題.這種結構對瓦的抗壓強度也很有利,因為瓦的最高點一般是工人員踏上去的直接受力處,水溝槽受的力矩最小。而國內市場多見的威尼斯式、水波式和飛行式波形瓦,水溝槽卻不在最高處,即其搭接面是開在瓦面波形的半腰.下雨時要有其覆蓋面積1O%左右的雨水流入溝槽,如遇暴雨勢必超過溝槽而外溢,因而其防水性并不可靠,而且此處所受力矩大,搭接處的抗壓能力被進一步削弱了。

此外,雙水溝槽彩瓦鋪蓋后.相互咬合性差,遇外力易造成錯位,這也是容易滲漏的原因之一.而單水溝槽彩瓦,由于溝槽邊筋大且深,搭接容易且嚴密牢固,抗外力能力強,不會錯位,因而防滲漏的可靠性要高得多·

目前市場上常見的雙水溝槽彩色水泥瓦外形尺寸為:0.420mxO.335m=O.141平方米,去除水溝槽的尺寸為: 0.420mxO.300m=O.126平方米,而單水溝槽彩色水泥瓦外形尺寸為: 0.432mx0.314m=0.136m平方米.去除水溝槽后的尺寸為:0.432m×0.300m=O.130平方米,即單水溝槽彩瓦比雙水溝槽瓦的有效面積大3.2%.也就是說在瓦的同等質量條件下,單片瓦價相同,采用單水溝糟彩瓦的費用可減少3.2%。

在美國市場,單水溝槽彩色水泥瓦已成為主流.在中國市場,單水溝彩色水泥瓦自1995年推出至今,從來未出現過水溝槽滲水漏水的質量問題,其優越性已被越來越多的用戶所認識。

在制造設備上,一些小瓦廠采用價廉鋼板瓦模,甚至塑料瓦模,而不用成型抗壓好的鋁合金瓦模,顯然這樣生產的瓦容易產生變形和曲翹,且強度差,因此客廣在選擇水泥彩瓦時對此不可不察也。

五、彩色混凝土瓦的面瓦品種選擇

彩色混凝土瓦包括面瓦(即主瓦)、脊瓦和各種配件瓦。目前面瓦雖然種類繁多,但主要可分為三大類即波形瓦,s形優和平板瓦。

l、波形瓦

它是一種圓弧拱波形瓦,瓦與瓦之間配合緊密,對稱性好,上下層瓦面不僅可以直線鋪蓋,也可以交錯鋪蓋。

波形瓦由于波形不高,不僅可用于屋頂作面瓦,還可用于接近90度的墻面作裝飾,風格別致.

2、S形瓦

在歐洲叫西班牙瓦,其拱波很大,截面量標準S形,蓋于屋面較遠觀賞,波形也很清晰,立體感遠強于波形瓦。

選用不同色彩工藝處理的S瓦加以不同的鋪蓋方法。不儀可以體現出現代建筑的風格.也可以體現出中國古典建筑的風華,如使用黑色S瓦在明代或清代住宅風格的屋頂上,清新古樸。

3、平板瓦

該瓦型近十年來在美國最為流行,是瀝青瓦的更新換代產品。它多彩平整,遠看和瀝青瓦的效果一樣,近看則更顯立體感和藝術性.如每一排瓦可以很整齊的排列鋪蓋。也可以有規律的高低錯開排列鋪蓋,從而產生不同的藝術風格。與瀝青瓦相比,它堅固厚重,不怕大風吹,不懼冰雹打,永不老化。

平板瓦根據不同的生產工藝又可分為仿術紋平板瓦,仿石型平板瓦、金鷹平板瓦、雙外型平板瓦和陰陽型平板瓦多種,從而構成了多姿多彩的平板瓦坡屋面系統。

1)仿石型平板瓦

該瓦表面平整,通體混合色彩有如石紋。與用""文化石""裝飾的墻體相配合,古樸莊嚴。而表面涂層型(表面噴涂了一層彩色水泥色漿)的這種平板瓦不僅色彩艷麗,且表面光滑,使灰塵污物無法留在瓦面上,每次下雨都是對屋面的一次清潔.

2)仿木紋平板瓦

該瓦為通體彩色,表面呈現一條條有如鋼鋸鋸出的木板紋路,給人有一種毛絨絨的本質感,故名仿木紋平板瓦。

3)雙片型平板瓦

該瓦中間有道深溝,每片瓦看上去成了兩片小瓦.蓋在復雜多變的別墅屋面上更顯得小巧精致,該瓦也有通體混合色彩型和表面涂層型二種。

4)陰陽型平板瓦

該瓦是在雙片塑平板瓦的基礎上,采用特殊工藝.使該平板瓦一半是光面,一半是毛面,在陽光的照耀下,折射出明暗不同的色澤,效果獨特。該瓦只有通體色彩。

5)金鷹平板瓦

該瓦是由美國伯林蓋姆制瓦集團EAGLE彩瓦公司開發的新產品,故名金鷹瓦,該瓦被二道水溝槽分隔成三片,中間為平面,兩邊有多條凸起的條紋,顯得高貴典雅,與眾不同。

6)飛鷹平板瓦

該瓦表面有間距不一、大小不同的凸起條紋,有如琴弦,故也有人稱之為琴弦式平板瓦。

7)雙鷹平板瓦

該瓦是在飛鷹平板瓦的基礎上,中間多了一條溝槽,瓦片看上去成了兩小片,故名雙鷹平板瓦.

""金鷹"",""飛鷹""、""雙鷹""三種平板瓦風格相近,都是通體混合色彩,可以組合混蓋,從而形成各種新穎獨特的坡屋面。

六、彩色灌凝土瓦的瓦配件選擇

下面介紹脊瓦與各種瓦配件的選擇

脊瓦與各種瓦配件在坡屋面上的位置如附圖所示·

1)圓形脊瓦

圓形脊瓦為半圓弧形,長432mm,寬230mm,主要用于面瓦為波形瓦和S形瓦的屋脊上,也可用作面瓦為S形瓦的山墻邊瓦。

2)梯形脊瓦

該瓦呈喇叭口為120度的梯形狀,長432mm寬260mm,主要用于面瓦為平板瓦的屋脊上。平板瓦坡屋面的屋脊比較平矮美觀.與整個平板瓦屋面協調一致·

3)山墻邊瓦(又稱檐口瓦或山墻脊)

該邊瓦呈90度三角形,長432mm,寬210mm,主要用作面瓦為波形瓦和平板瓦的山墻邊瓦,也適用于面瓦為波形瓦和平板瓦且坡度較大的屋脊上,作角形脊瓦來應用.

4)平脊封頭

用于水平屋脊與山墻邊瓦的交叉處,有圓形平脊封頭和梯形平脊封頭二種,分別與圓形脊瓦與梯形脊瓦配套。

5)斜脊封頭

用于傾斜屋脊所蓋脊瓦的最下端,起封頭作用,有球形斜脊封頭和梯形斜脊封頭二種,分別與圓形脊瓦和梯形脊瓦配套.

6) 邊瓦封頭(又稱檐口封)

用于邊瓦的最下端,起封頭作用.

7) 避雷天線脊瓦

有圓形和梯形二種,即在脊瓦的中間豎有一根鍍鋅扁鋼或圓鋼,一般在中、高層建筑的屋脊上每隔l米就須有一根""天線"",并用扁鋼或圓鋼串連焊接在一起,直通建筑物地下,起避雷作用。采用避雷天線脊瓦避免了在已蓋好的脊瓦上再打洞穿埋“天線”的麻煩,大大提高了施工的質量和效率,同時也減少了施工時對瓦面的沙漿污染,

8) 二通脊瓦

二通脊瓦一般為135度,用于屋脊轉折的結點處,復雜的別墅式屋面常常要用到很多二通脊瓦,常用的有圓形、梯形兩種。

9) 三通脊瓦

常用的有圓形,梯形兩種,用于三條屋脊的交匯處.

10) 四通脊瓦

常用的有圓形、梯形兩種,用于四條屋脊的交匯處。

11) 水溝瓦

用于兩坡面的接縫凹角處(常稱為陰角),為屋面的泄水通道,對屋面防水至關重要,與防水卷材作水溝處理相比壽龠長,不存在老化問題。

12) 不銹鋼排水溝

分單冠式和雙冠式排水溝,單冠式排水溝用于要求水溝隱藏的屋面,雙冠式排水溝用于要求水溝顯露的屋面,與鍍鋅板排水溝相比,壽命長,不存在銹蝕問題。

13) 墻與瓦面結合部的連接板

墻面與瓦面結合部的防水連接分正接和側接二種,所謂正接(水平結合部)是指垂直墻面與瓦的鋪蓋大于或小于90度時采用的—套不銹鋼防雨板,多用于平板瓦之上。所謂側接(垂直結合部)是指垂直墻面與傾斜的瓦面呈90度正交,而采用的由不銹鋼排水槽板和反防雨板組成的一套連接板,適合各種瓦型。

14) 面瓦檐口支承封板(面瓦下封板)

有波形瓦、S形瓦和平板瓦三種檐口支承封板,它既起面瓦在屋面檐口處的支承作用,又起了封閉面瓦下部空隙的作用,避免了用水泥沙漿封閉的麻煩,對于用木板鋪底的坡屋面結構來說,采用這種檐口支承封板是非常好的選擇,面瓦檐口支承封板通常用彩鋼板制作(約O.45mm厚的鋼板鍍鋅后,再噴漆,防銹性好)。

15)S面瓦與骨瓦結合部的封閉板(S瓦上封板)

由于s形瓦的波形很大,在屋脊處蓋上脊瓦,脊瓦下邊口與S形瓦的凹面間就有一個較大的孔洞,通常的方法懸用水泥沙漿封住,這樣既麻煩,也容易弄臟瓦面。 S瓦上封板由彩鋼板制作,能夠很好的封住s形瓦與脊瓦邊緣之間的孔洞,使得蓋脊瓦變得簡便高效.也使脊瓦防風雨的可靠性得到提高.

16)百頁窗

呈半圓錐形,為鋼制骨架的混凝土體,蓋于坡屋面上既起通風作用,又能防雨、防蟲鳥進入.

綜上所述.對于住宅來說.坡屋面應是首選。在坡屋面系統中,多姿多彩的彩色混凝土瓦則是首選。而在彩色混凝上瓦中,單水溝槽系列的彩瓦又更具優越性,各種各樣的配件瓦又給日益復雜多變的坡屋面應用彩瓦帶來方便,帶來美麗。

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