1. 前言

随着建筑业的发展，建筑节能、建筑防火和建筑质量要求越来越高。目前国内屋面保温使用的建筑保温传统工艺和材料虽然短期解决了保温节能问题，但在防火、质量、使用效果问题方面却不能满足需要：①保温隔热效果不够优良，施工速度慢。②不防火，近年发生的几起重大的火灾事故已经表明其严重性。③物理性能及寿命期与建筑物极不匹配，开裂、空鼓、脱落时有发生，形成严重的质量和安全问题。如何解决成为了目前的关键！

北京城建集团有限责任公司根据北方地区特点，在施工工艺、施工材料上加以改进，在沈阳金秋医院改造项目使用了“空气层聚苯泡沫混凝土”节能防火屋面保温体系，总结形成了工法，成功解决了以传统方法造成的屋面易燃、开裂、空鼓、脱落等问题，并提高了保温隔热性能、加快了施工进度，保证了施工工期，获得了业主及监理的一致好评。

2. 工法特点

 “空气层聚苯泡沫混凝土”节能防火屋面保温施工工法的屋面保温板是以泡沫混凝土为定型保温材料，以空气层托板为隔气、反射、塑型材料，经浇筑复合形成无机发泡复合保温体系，由空气层托板、聚苯泡沫混凝土浇筑层、以及防潮层三部分组成。具有构造简单、施工方便、防火、防冻、抗压、抗开裂等特点，在与其他区域和传统屋面做法上相比，在工期、成本、质量、安全、以及综合效益方面具有明显的优势与新颖性。

2.1  施工方便，加快施工速度，降低成本

空气层托板是一种凹凸型板，具有质量轻，硬度大、防渗透、隔音效果优等特点，并且使用灵活，易于裁剪和拼接，以其为隔气层的塑型材料直接铺设在屋面结构层上，采取移动式搅拌输送机高效率生产、浇筑，隔气层、保温层、找坡层可一次铺设、浇筑成活。简化了屋面结构，降低了劳动强度，且移动式搅拌输送机生产、浇筑高效率，小时产量可达12立方米。提高了施工速度，缩短了工期，更降低了成本。

2.2  施工质量可靠

以空气层托板铺设结构层上，其上浇筑聚苯泡沫混凝土，利用空气层的空间阻止室内空气中的水蒸气透过结构层进入保温层。并在空气层安装排气管道，有效的及时的排出室内上升的水蒸气，保持保温层及楼板的干燥度，绝断屋面结露、发霉的水汽源头，避免冬季冻胀、夏季鼓包等质量通病的发生，有效地保护防水层结构使屋面体系形成良好的循环。

使用混凝土保温板为保温材料，浇筑时，用大量的聚苯颗粒均匀分散的包裹在发泡水泥中，能降低吸水率，全面吸收，能消化冻胀应力，将冻融损伤降至最低。

以水泥等无机材料为骨架，抗压强度高，泡沫混凝土和空气层托板的结构强度远大于其他保温材料，完全能够满足上人屋面的强度要求。而且能与水泥砂浆找平层、防水层紧密相接，形成优异的整体结构，避免屋面开裂、沉降、破损。保证了屋面保温的使用质量。并且发泡水泥的骨架体系使其可与建筑主体寿命一致，无须更新改造投资。

2.3  采用阻燃材料，安全性能高

主体材料为水泥，水泥为无机不燃材料聚苯颗粒均匀分散包裹在水泥之中，整体结构不能燃烧，检测燃烧性能为A2级，能够有效避免火灾发生时保温材料的助燃、毒害危险。可与建筑主体寿命期一致。

3. 适用范围

适用于各种气候条件、各种面积、的屋面保温隔热

4. 工艺原理

本施工方法是以双层空气层托板上下叠加置于结构层之上，以其上层托板为模板在其上浇筑聚苯泡沫混凝土，设置排气管道贯穿下层托板与外界，共分为浇筑层、空气层、排潮层三个部分（见下图）

图4-1 屋面保温构造示意图

     图4-2 聚苯泡沫混凝土成型底面形状图（水平翻转）

图4-3 聚苯泡沫混凝土成型侧面形状图

4.1  保温、隔热原理

本工法具有三层保温隔热功效：聚苯泡沫混凝土、空气密闭层和排潮层。

聚苯泡沫混凝土浇筑层为基本保温材料它是由：聚苯颗粒、发泡水泥、及其他添加剂混合一体浇筑在空气层托板上养护定型。其导热性能低于0.06 w/(m·k)，密度仅为普通混凝土的1/8，能有效抑制结构层与室外的热交换，具有优良的保温隔热性能，

由两块空气层托板组合形成密闭空气层，密闭空气的导热系数仅为0.023W/m·k，更具保温隔热及反射功能。排潮层属于凹凸状，未直接与结构层接触，有一定的空间，也增加了保温隔热性能。

此三重保温功效较之传统的保温方法保温隔热性格大幅提升，具有良好的推广性。

4.2  抗裂原理

双层空气层托板之下为排潮层，能有效阻止室内水蒸气随热气流上升透过结构层进入保温层，而是由排气管排向外界，这样就能保持保温层和楼面的干燥度，避免了保温层的内部结构破坏，进而杜绝了因冬季涨冻、夏季鼓包等产生的开裂问题。

泡沫混凝土是用机械方法将泡沫水溶液加压制成均匀封闭的气泡组成的泡沫，然后将泡沫注入到由水泥、集料、掺合料、水及各种外加剂等制成的浆料中，再经混合搅拌，浇筑成型，养护而成的轻质多孔材料，聚苯泡沫混凝土中有大量的聚苯颗粒均匀分散在发泡水泥中，也能降低吸水率。聚苯颗粒具弹性，能减少屋面冬夏季交替因热胀冷缩而产生的应力，进一步减少了屋面开裂、变形几率，而且聚苯颗粒的导热系数为0.06 w/(m·k)，相比常用的挤密苯板（0.029）、聚苯板（0.042）来说，导热系数高，但是，在保温层之上的抗裂砂浆的导热系数为0.93 w/(m·k)，聚苯颗粒与抗裂砂浆的导热系数差值较其他挤密苯板和聚苯板与抗裂砂浆的差值要小得多，因而更能缓解热量在抗裂层的集聚，使体系受温度骤变产生的热负荷和应力得到较快的释放，提高提高抗裂层的耐久性。

5. 工艺流程及操作要点

5.1  工艺流程（见下图）

5.2  施工要点

5.2.1  基层清理：预制或现浇混凝土结构层表面，应将杂物、灰尘，清理干净。

5.2.2  弹线找坡：按设计坡度及流水方向，找出屋面坡度走向，确定保温层的厚度范围。

5.2.3  托板铺设：铺设空气层托板，应满铺、平整、对齐，顶板和底板搭接不少于两半球，上下两层应错开搭接，必须高低两种型号托板组合铺设。不得使用破损模板，任何人也不得踩踏空气层托板。

图5.2.3-1 托板铺设示意图

5.2.4  排气管安装：将预先制好的排气管（独立排气管采用4寸PVC管、防雨形式）插入双层空气层托板中，40～60 m²一个均匀布置，管头为刚伸入排潮层为宜，排气管可借用烟道、气道，在空气层托板之下用排气管与其直接连接、预设。采用防雨管以防止雨水及其他灰尘进入排潮层，破坏其功能。

图5.2.4-1 排气管安装示意图

5.2.5  聚苯泡沫混凝土浇筑：可采用上料、发泡、搅拌、泵送为一体的移动式发泡浆料搅拌输送站将聚苯泡沫混凝土输送至屋面，可根据实际情况每 400m²分区设置一台发泡浆料输送站，提高施工速度。根据图纸找平层及找坡层标高要求，浇筑聚苯泡沫混凝土。浇筑高度要严格参照标高点、标高线，有找坡要求的应设定找坡标志线。浇筑达到标定高度后用刮板抹平，表面平整度应控制在10mm之内。

浇筑浆料出料口距离浇筑点不应超过1m，以免损伤泡沫。厚度超过120mm的区域应采取分次浇筑方法，底层一次浇筑不应低于80mm，下次浇筑时前次浇筑层须硬化至可上人程度。

接茬处应采用斜坡处理，斜坡长度应不小于浇注厚度的三倍。

图5.2.5-1聚苯泡沫混凝土浇筑示意图

5.2.6  成品养护与保护：天气干热及风力超过5级时，24—72小时内应进行保湿养护。保湿养护应采取喷淋方式，不得以水流直接冲刷浆料。淋水量以表层淋湿见水即可。施工完毕及时按设计要求采取标志、看护等保护措施，在强度为达到上人程度前不得上人，以免破损造成后患。

6. 材料与设备

6.1  材料

聚苯颗粒、空气层托板、发泡水泥、塑料排气管、粘接剂等

6.1.2  聚苯泡沫混凝土保温屋面技术性能指标

表6.1.2-1聚苯泡沫混凝土保温屋面技术性能指标

6.1.3  现浇聚苯水泥复合材料的配合比要符合下表规定

表6.1.3-1聚苯发泡水泥复合材料配合比（每m³用量）

聚苯水泥复合材料坍落度应为60mm-90mm

6.2  设备

移动式发泡浆料搅拌输送站：

图6.2.1-1移动式发泡浆料搅拌输送站示意图

6.2.1  搅拌机周围应采取防止物料、粉尘和聚苯乙烯发泡颗粒飘散的有效措施。

6.2.2现场拌制的第一罐现浇复合材料时，配料中的聚苯乙烯发泡颗粒的用量应减半；并且要一罐一投料，搅拌时间不应小于3min。

7. 质量控制

严格遵守《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001和《屋面工程施工质量验收规范》GB50207-2002标准执行。

7.1 应注意的质量问题

7.1.1  检查空气层托板铺设质量完全合格后方可浇筑浆料。浇筑的浆料必须覆盖在空气层托板之上，不得出现浆料窜入空气层托板之下和空气层托板漂浮等问题。

7.1.2  浇筑高度要严格参照标高点、标高线，有找坡要求的应设定找坡标志线。浇筑达到标定高度后用刮板抹平，表面平整度应控制在10mm之内。

7.1.3  浇筑浆料出料口距离浇筑点不应超过1m，以免损伤泡沫。

7.1.4  厚度超过120mm的区域应采取分次浇筑方法，底层一次浇筑不应低于80mm，下次浇筑时前次浇筑层须硬化至可上人程度。

7.1.5  接茬处应采用斜坡处理，斜坡长度应不小于浇注厚度的三倍。

7.1.6  排气管可借用烟道、气道，在空气层托板之下用排气管与其直接连接、预设。独立排气管下部管口设置在浇筑层内50mm上，保持管道与排潮层、浇筑层的通畅。

7.1.7  水泥应采用强度等级为32.5级及以上等级的通用硅酸盐水泥，符合《通用硅酸盐水泥》GB 175的技术要求。

7.1.8  聚苯乙烯发泡颗粒应选用堆积密度≥5.0kg/m³，粒度为2～4mm的新制或粉碎料。

7.1.9  空气层托板在工厂预制完成运至现场使用，壁厚3mm左右，拱高40～50mm，底板与顶板高差5～10mm。不得使用已经破损的空气层托板。

 8. 安全措施

8.1  根据工程特点，工人进入楼层施工，必须进行安全交底，了解施工区域内的“三洞四口五临边”以及危险源危险点。必须行走“安全通道”，施工工人必须正确使用安全帽，安全带。

8.2  易燃材料聚苯颗粒、空气层托板等可燃材料应覆盖防火苫布，严禁接近火源和热源。外加剂用密封桶包装，在阴凉处存放且严禁接近火源和热源。并放置合格灭火器，做好现场标识。

8.3  在雨天、雪天、五级风(含五级)以上均不得施工（通过收听天气预报来判断）。

8.4  运输路线要畅通，各项运输设施要牢固可靠，屋面孔洞及檐口必须有安全措施。

8.5  对交叉作业工作面，要做临时防护。 

9. 环保措施

为建设资源节约型、环境友好型社会，根据国家有关的规定，采取以下环境保护措施：

9.1  根据屋面工程施工的进度和屋面形状，边角形状及大小，长宽比，合理选用材料大小，合理剪裁，避免浪费，造型白色污染，并定时检查，防止内层空气托板错用造成的资源浪费。

9.2  尽可能避免夜间施工，如施工制定防止扰民措施。

9.3  施工过程中，材料集中分类堆放，并且派专人进行保管，防止材料丢失。

9.4  在分割空气层托板时，尽量在下部封闭隔声，防止噪声污染，避免夜间施工，减少饶命。

9.5  施工工程中定期检查，严格控制施工质量，杜绝因为施工质量问题造成返工和引起的资源浪费。

9.6  施工垃圾及时清理并且分类处理。

9.7  施工完毕，剩余的材料不得到处乱扔，要及时收集，或倒入固定的垃圾箱，保持施工环境的整洁，做到工完场清。 

9.8  现场准备足够的消防器材及消防设施，保持消防道路畅通。 

9.9  材料的废桶和包装及使用坏旧工具，要求有专人回收处理，并做好出入记录，防止第三方污染。

9.10  生产过程严格控制各道工序，减少对环境的污染。