种植屋面不仅具有良好的夏季隔热、冬季保温的热稳定性, 还对减少城市热岛效应、净化空气、美化居住环境有良好效果。随着人们对居住环境的绿化要求越来越高及城市绿化用地的日益紧张, 种植屋面作为一种绿色节能技术广泛应用于屋面节能设计和景观亮化工程。但相对于传统屋面, 种植屋面多出了植土层及滤水、排水系统, 这对屋面结构的防水、排水、抗裂及防穿刺等性能提出了新要求。

采用塑料排水板结合聚酯无纺布形成的滤水、排水系统能较好地满足种植屋面要求^[1,2], 该系统相对传统的以卵石及PVC花管形成的疏、排水系统, 是一种新材料、新工艺的应用, 具有施工简单, 排水、防水效果更好的优势^[3], 该技术形成的种植层荷载较传统种植屋面荷载大大减小, 对建筑结构负荷要求低。

钦州学院新校区一期工程建设项目主要包括海洋研究与教育中心综合楼、化工学院楼及实训楼工程, 均为4～5层的框架结构, 总建筑面积为61 521m², 屋面采用塑料排水板结合聚酯无纺布种植屋面, 种植屋面面积约为3 150m²。

通过在钢筋混凝土屋面上依次施工防水层、保护层、支点式塑料排水板排水层、聚酯无纺布过滤层、种植土层、植被绿化层, 形成具有保温隔热、抗渗、节能、环保效果的植草屋面。种植屋面大样如图1所示。从上往下依次为植被层、种植土层、聚酯无纺布过滤层、塑料排水板层、保护层、防水层和屋面结构层 (含找坡层) 。

其核心技术为塑料排水板及聚酯无纺布材料形成的滤、排水系统, 在施工过程中, 应确保种植屋面质量^[4]。

工艺流程为:屋面基层清理→贴灰饼→屋面找坡→防水卷材铺设→防水保护层施工→弹控制线→塑料排水板铺设→聚酯无纺布铺设→种植土层回填→植被种植。

1) 施工前对基层表面进行全面清理, 将表面的凸起物、砂浆疙瘩、松动的石子、灰尘、砂砾、浮土等清理干净。

2) 找坡层坡向根据屋面形状合理设置。当屋面宽度较小时, 可设置单坡形式;当屋面宽度较大时, 可由屋面中间向两侧或两侧向中间设坡, 其坡度宜为1%～3%, 一般采用2%的坡度。

找坡材料选用轻质陶粒材料^[5], 找坡层施工前, 应先在屋面基层上打水泥砂浆灰饼厚度控制点, 控制点间距按2～3m设置, 并采用水准仪及拉线方式控制其高度。找坡层浇筑时, 应振捣密实, 并根据控制点采用3m刮尺刮铺平整。

找坡完成后, 施作防水层前, 应对突出屋面结构进行细部构造处理, 如女儿墙、穿板管道、屋面管道设备基墩等与屋面结构相连接的阴角, 应采用水泥砂浆抹成半径≥50mm圆弧。

由于种植屋面的防水层上设有配筋的细石混凝土保护层, 且塑料排水板有一定的耐穿刺功能, 因此, 防水层仅需做普通防水层即可, 无须另设耐穿刺防水层。高聚物改性沥青防水卷材具有施工方便、质量容易控制等优点, 因此采用该材料作为种植屋面的防水材料即可满足要求。

施工工艺流程为:涂刷基层处理剂→附加层施工→卷材与基层表面涂胶→卷材铺贴→卷材收头粘结→卷材接头密封→蓄水试验→保护层施工。

施工操作要点如下。

1) 涂刷基层处理剂高聚物改性沥青卷材施工, 按产品说明书配套使用, 基层处理剂是将氯丁橡胶粘剂加入工业汽油稀释, 搅拌均匀, 用长把滚刷均匀涂刷于基层表面, 常温经过4h后开始铺贴卷材。

2) 附加层施工一般用热熔法使用改性沥青卷材施工防水层, 在女儿墙、落水口、管根、檐口阴阳角等细部先施作附加层, 附加范围应符合设计和防水工程技术规范的规定。

3) 铺贴卷材卷材的层数、厚度应符合设计要求, 铺设时接缝应错开, 将改性沥青防水卷材剪成相应尺寸, 利用原卷心卷好备用, 铺贴时随放卷材随用火焰喷枪加热基层与卷材的交接处, 喷枪距卷材面300mm左右, 往返均匀加热, 趁卷材材面刚熔化时, 将卷材向前滚铺、粘贴, 搭接部位应满粘牢固, 搭接宽度为满粘法80mm。将卷材搭接处用喷枪加热, 卷材搭接缝应以溢出热熔的改性沥青为宜, 趁热使两者粘结牢固, 以边缘挤出沥青为准, 末端收头用密封膏嵌填严密, 接缝应均匀顺直。

防水层完工后, 应经24h的蓄水或淋水试验, 合格后方可进行下道施工工序。

防水保护层应采用强度等级≥C20、厚度≥40mm的细石混凝土, 配置双向6@200钢筋网片, 细石混凝土防水保护层与柔性防水层之间应设置油毡或无纺布隔离层。细石混凝土保护层应采用原浆二次收光平整, 不设置分隔缝。

采用的塑料排水板为由聚苯乙烯 (HIPS) 冲压形成表面为圆锥凸台状的塑胶板, 具有抗压、耐腐蚀、耐穿刺特性, 通过热熔焊接或扣接粘结形成整体后, 起到隔水、排水作用。铺设施工操作要点如下。

铺设塑料排水板前, 首先检查基层是否平整, 有无坑洼、硬物现象, 如有则及时对基层进行剔平、修补。基层处理完成后, 将塑料排水板凸点向上, 并由排水最低处向高处铺设, 并且为上层压下层。铺设应平整、和基层贴合紧密。

当坡度<20%时, 可采用直接铺设而无需固定措施;当坡度>20%时, 塑料排水板应采取固定措施, 一般可以采用专用胶粘剂和基层进行点粘或满粘法粘结固定。

1) 热熔焊接搭接塑料排水板的周边设有焊接带, 用于采用专用焊接设备进行热熔焊接, 焊接搭接宽度≥150mm。

2) 扣接粘结在2块板面的接触面涂抹专用粘结胶水后, 采用专用橡胶锤敲击使其贴合紧密, 并用重物堆压持续8～10min即可。当塑料排水板需要裁剪造成裁剪侧无法采用焊接搭接时, 应采用扣接粘结搭接形式。扣接搭接时, 上板压下板, 应使至少2个凸点重叠扣接, 如图2所示。

聚酯无纺布具有压缩性强、孔隙率大、导水性能好和耐候性强等优点, 是理想的种植土过滤材料^[6]。铺设施工如下。

1) 聚酯无纺布铺设前, 在塑料排水板和聚酯无纺布之间增设1道密目聚合物材料隔栅, 增强滤水、排水系统的稳定性, 避免种植土体压塌聚酯无纺布。

2) 聚酯无纺布铺设时, 先将土工布卷打开, 四角拉直扯平后, 再分段将土工布展平、调直, 每铺完1道应采用重物临时压住, 以防被风吹起。

3) 聚酯无纺布接缝相互搭接≥150mm, 每向前铺完10～15m后及时用土进行覆盖。

塑料排水板及聚酯无纺布的收头细部处理如下。

1) 屋面排水沟挡土结构根部收头处理采用聚酯无纺布上翻、砂浆压边的方法进行收头处理。排水沟处的塑料排水板紧贴挡土结构根部, 其上方施作砂浆压边, 具体做法为:在靠挡土结构边以内铺设宽度≥150mm的聚合物材料隔栅后, 将其上聚酯无纺布翻上挡土结构100mm, 然后再施工100mm高的砂浆压边, 并在落水口处设置不锈钢滤网, 如图3所示。

2) 内排水管管道口和塑料排水板收头处理采用合成高分子密封材料嵌缝密封及钻孔打钉固定的方式处理, 如图4所示。

3) 突出屋面的管道收头处理采用管壁涂抹聚氨酯密封材料后, 再在其周边施作混凝土压边墩台 (高度和种植土层相同, 最小厚度≥40mm) , 作为植物根系阻拦隔离保护层, 如图5所示。

4) 塑料排水板伸出栏杆、檐口等部位处理采用重物垫压方式防止侧移。

覆土施工过程中, 为避免塑料排水板及聚酯无纺布在覆土过程中遭到冲击而变形或损坏, 应根据覆土厚度选择合理铺设方式进行分层覆土。

1) 当设计覆土厚度较小时 (<500mm) , 应采用人工摊铺进行覆土。覆土时应从一端向另一端逐渐推进, 第1层覆土宜采用铁锹操作方式, 在聚酯无纺布上分层堆砌覆土至200～300mm的厚度, 然后在其上铺设模板形成运输通道, 再采用斗车运土逐层推进至设计的覆土厚度。铺土过程中及时将底部砂石等硬物拣出, 防止损坏排水板。

2) 当设计覆土厚度>500mm时, 如某些地下室顶板的种植层, 局部土体可达1m多厚。此时, 覆土工作分2步进行, 土工布以上500mm厚人工进行逐层摊铺, 每层厚250mm, 人工虚铺至500mm后由小型碾压机碾压≥2遍, 然后每300mm厚进行机械作业分层碾压。

为保证塑料排水板结合聚酯无纺布种植屋面施工质量, 防止出现漏水、穿刺和耐久性差等质量缺陷, 施工时应注意以下操作要点。

1) 塑料排水板及土工布的品种、规格、性能等应符合设计要求和施工规范。材料进场前应检查产品出厂质量合格证明文件、进场检测检验记录, 并对进场材料进行抽样检验。

2) 塑料排水板下方防水层在浇筑保护层前必须进行蓄水试验, 对于面积大, 区域广的防水层, 可分为若干区域进行蓄水试验, 区域划分以300～500m²为宜, 蓄水时间≥24h, 检查其渗漏情况, 并做好试水记录。

3) 塑料排水板、聚酯无纺布等应铺压平整, 不得有褶皱、翘曲、破损现象;塑料排水板及聚酯无纺布搭接宽度均≥150mm。

4) 种植屋面上所设置的排水管口、泄水管口、溢水口等各种管道的排水口, 应设置不锈钢钢丝网做成球状包住管口, 管口内侧堆设砂石、砂卵石的粗细骨料滤水层, 以防种植土和有机介质流失, 避免杂质、杂物等阻塞管道和环境污染。

5) 屋面上的行人通道、排水沟、挡土墙等, 若未能与结构混凝土同时浇筑或设计采用砖砌体时, 应在普通防水层施工前完成, 以保证屋面防水层的整体性和连续性。

6) 各种植区域内填放种植介质的厚度、质量应符合设计要求, 种植介质宜选用保水性好的土壤, 种植土表面宜平整并设1%～3%的坡度, 并比四周挡土墙低30～100mm。

7) 种植屋面上露天的草坪灯、反光照明、指示灯、草坪音箱等设备应有明显标识, 所有金属外壳都应有良好的防雷接地装置。在种植土中暗敷的电器管线和露天设备的接口都应有防水、防渗的密封措施。

塑料排水板结合聚酯无纺布种植屋面施工技术是一种新材料应用和新工艺研究技术, 对其施工工艺的研究不仅能提高工程的施工质量, 同时对建筑外立面表达效果有重要意义。通过研究其施工技术、总结实际施工工艺, 结论如下。

1) 塑料排水板采用热熔焊接或扣接粘结搭接形式, 并强化细部构造处理, 使其在满足排水功能的前提下, 同时具备隔水、防水性能。

2) 塑料排水板材料本身具备一定的防穿刺性能, 为保证植被根部不对防水层造成损害, 在防水层上施作40mm厚的配筋细石混凝土保护层。

3) 对种植土体较厚的部位, 通过在塑料排水板和聚酯无纺布之间增设1道密目聚合物材料隔栅, 增强滤水、排水系统的稳定性, 避免种植土体压塌聚酯无纺布。