0 引言

20世紀(jì)70～90年代初，為了緩解住宅緊缺矛盾，上海曾建造了一大批經(jīng)濟(jì)適用型的多層住宅。這些“老式公房”在一定時(shí)期內(nèi)改善了居民的居住條件，但按照如今的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，這批住宅存在著一定的缺陷。由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)水平和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的局限，如今這些“老式公房”已經(jīng)出現(xiàn)了如保溫、隔熱性能差、屋面滲漏、墻面開(kāi)裂、小區(qū)內(nèi)公共設(shè)施不足等問(wèn)題，加之房屋年久失修，這批住宅的外觀也大多陳舊破敗。

1999年起，上海市委市政府提出了“平改坡”改造策略，并開(kāi)始啟動(dòng)試點(diǎn)住宅改造項(xiàng)目，把“平改坡”作為為民辦實(shí)事的重大舉措之一。“平改坡”工程現(xiàn)多指在建筑結(jié)構(gòu)許可的條件下，將多層房屋的平屋面改造成為坡屋頂，并對(duì)其外立面進(jìn)行整修的一項(xiàng)住宅改善工程，此項(xiàng)工程兼顧建筑性能和建筑外觀，旨在消除舊住宅中存在的質(zhì)量隱患，改善房屋性能乃至整個(gè)小區(qū)的居住功能。多年來(lái)，隨著工藝技術(shù)的成熟，“平改坡”改造工程已由“點(diǎn)”擴(kuò)展到“線”，逐漸向城市的各個(gè)主要路段延伸，隨后又進(jìn)一步形成“面”，擴(kuò)展到街坊、片區(qū)中去，并被廣泛推廣到全國(guó)各省市地區(qū)；同時(shí)，“平改坡”改造工程也從一般改造演進(jìn)到綜合改造，“穿新衣、戴新帽、換內(nèi)膽、整環(huán)境、降能耗”等改造內(nèi)容已深入市民百姓心中。

經(jīng)過(guò)近十年的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)發(fā)展，房修行業(yè)中出現(xiàn)了很多新技術(shù)、新工藝、新材料和新方法，或操作簡(jiǎn)便、節(jié)省人工，或堅(jiān)固耐久、效果美觀，且技術(shù)已日趨成熟，可較好地提升平改坡工程的質(zhì)量、壽命以及相應(yīng)的工藝水準(zhǔn)。因此，為了適應(yīng)平改坡工程的技術(shù)發(fā)展和新形勢(shì)下的技術(shù)需求，應(yīng)對(duì)目前平改坡工程中存在的合理性問(wèn)題進(jìn)行研究，并在近十年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)進(jìn)步開(kāi)展調(diào)查研究和歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的問(wèn)題再?zèng)Q定思路與方案。

1 工程實(shí)例

該工程為徐匯區(qū)某小區(qū)屋面及相關(guān)設(shè)施改造工程，具體內(nèi)容分為包含屋面平改坡在內(nèi)的建筑單體修繕和室外綜合整治兩部分內(nèi)容。該小區(qū)建造于20世紀(jì)90年代，由于建造時(shí)期歷史條件的局限，房屋性能和外觀已不符合現(xiàn)在的居住及審美需求，并出現(xiàn)了屋面滲漏、墻體開(kāi)裂等問(wèn)題，因此希望通過(guò)此次屋面及相關(guān)設(shè)施改造工程，為居民提供一個(gè)基本功能完善、環(huán)境舒適整潔的居住環(huán)境（圖1）。

小區(qū)房屋均為7層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓，屋面形式為女兒墻平屋面，天溝形式為內(nèi)天溝，由于年久失修，房屋屋面局部出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象。

根據(jù)原住宅屋頂情況及周?chē)h(huán)境，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家討論研究后，項(xiàng)目設(shè)計(jì)組因地制宜提出了屋面新做平改坡的改造方案：①為保證房屋結(jié)構(gòu)安全和減少對(duì)原有屋面的破壞，房屋新增坡屋面采用輕鋼結(jié)構(gòu)，采用四坡頂形式，坡度為1∶2，坡屋面瓦片為瀝青瓦；②由于原建筑檐口為女兒墻形式，因此新做現(xiàn)澆混凝土外天溝，并保證女兒墻內(nèi)天溝排水處的互相連通，有組織地排泄屋面雨水；③為了更好地與建筑外墻色彩協(xié)調(diào)，在天溝外粉刷白色外墻涂料，形成統(tǒng)一的視覺(jué)效果；④為了做到排水線路簡(jiǎn)單、直接、無(wú)水滯留，天溝新做找平層、找坡層之后，新鋪兩道3mm厚高聚物改性瀝青防水卷材，找2%坡排向雨水口；⑤為了保障房屋安全性，在新屋面臥梁內(nèi)側(cè)增加避雷帶，并焊接在原避雷系統(tǒng)之上。

在此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，由于現(xiàn)行規(guī)程的條文要求較為簡(jiǎn)單，繼而遇到了一些實(shí)際問(wèn)題，主要問(wèn)題集中在防水構(gòu)造層次不清楚，對(duì)荷載變化沒(méi)有明確要求，屋面的起坡角度要求不清晰等方面。本文著重對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了梳理并做出了思考，提出了一些有效意見(jiàn)，希望對(duì)今后的平改坡工程具有一定的施工指導(dǎo)意義及借鑒作用。

圖1 小區(qū)改造前建筑狀況

2 目前平改坡工程中存在的主要問(wèn)題

2.1 防水構(gòu)造的層次布局問(wèn)題

在平改坡工程中，建筑屋面防水系統(tǒng)有兩個(gè)層次的防水構(gòu)造組成，一個(gè)是新增的坡屋面，一個(gè)是建筑原來(lái)的平屋面。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，存在著很多施工人員認(rèn)為新增坡屋面已做防水層，所以在施工過(guò)程中對(duì)原有防水層不重視，造成防水構(gòu)造破壞且無(wú)及時(shí)修補(bǔ)，大大影響屋面防水效果的情況。

除此之外，在現(xiàn)行上海市工程建設(shè)規(guī)范《多層住宅平屋面改坡屋面工程技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08- 023—2006）內(nèi)容中，“3.3屋面排水系統(tǒng)”一節(jié)對(duì)新增的坡屋面的防水構(gòu)造、原屋面的防水，以及二者之間的關(guān)系并沒(méi)有明確。在實(shí)踐中也出現(xiàn)兩類(lèi)不同的做法，一是以瀝青瓦屋面為代表的做法，主要采用坡屋面防水；一是以樹(shù)脂瓦屋面為代表的冷攤做法，靠坡屋面和平屋面共同起到防水作用。

為了解決屋面改造后再次出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，延長(zhǎng)坡屋頂?shù)氖褂媚晗蓿诮窈笃礁钠碌母脑爝^(guò)程中，防水設(shè)計(jì)的首要任務(wù)應(yīng)是分清防水層主次關(guān)系，維護(hù)并加強(qiáng)原有防水體系，增加相應(yīng)的檢查驗(yàn)收關(guān)鍵點(diǎn)，解決滲漏問(wèn)題。

2.2 荷載的變化引發(fā)的設(shè)計(jì)問(wèn)題

“平改坡”屋面改造工程，對(duì)于整個(gè)房屋的上部荷載情況或多或少存在擾動(dòng)。最理想的情況是增加的屋面荷載與減少的屋面荷載（拆除隔熱板、剛性防水層、屋面附屬物等）相接近，這樣對(duì)于房屋的整體沉降不會(huì)造成顯著影響。

老舊住房屋面水泥架空板的一般做法為在平屋面上做水泥砂漿抹面，在面層上砌115mm×240mm×200mm磚墩，磚墩上放置預(yù)制鋼筋混凝土板，規(guī)格為495mm×495min×30mm（厚），磚墩間距縱橫各為500mm。折算后水泥架空板隔熱層荷載為 0.8～1.0 kN/m2。

平改坡工程中，采用機(jī)制平瓦、瀝青瓦、鍍鋅鋼板、樹(shù)脂瓦和冷攤瓦等各種不同做法的屋面自重荷載在1.1～1.7 kN/m2之間，與拆除的水泥架空板隔熱層折算荷載0.8～1.0 kN/m2相差不大，但易忽略新增坡屋面荷載的均勻分布和合理傳遞問(wèn)題。

當(dāng)荷載存在明顯變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)房屋的承載能力和豎向沉降進(jìn)行合理評(píng)估，并依此進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)；尤其是在荷載減少時(shí)，設(shè)計(jì)師很容易從直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)上忽視荷載變化對(duì)結(jié)構(gòu)和沉降的影響。

2.3 坡屋面形式和起坡角度不明確的問(wèn)題

坡屋面形式一般來(lái)說(shuō)分為雙坡屋面、四坡屋面、歇山式屋面、孟莎式屋面。由于現(xiàn)行的規(guī)程條文對(duì)于坡屋面形式與起坡角度要求不清晰，在以往的“平改坡”工程中，會(huì)出現(xiàn)在樓房頂加上一個(gè)厚重的宮殿樣式屋頂這樣不合理的設(shè)計(jì)。

筆者認(rèn)為，“平改坡”工程應(yīng)以簡(jiǎn)潔形象來(lái)襯托城市主要建筑，展現(xiàn)城市獨(dú)特的文化韻味，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中屋頂形式應(yīng)與原建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào)，造型盡可能簡(jiǎn)單、明快，在今后的設(shè)計(jì)中盡量避免過(guò)于夸張、搶眼的形式，以達(dá)到美化城市景觀的效果。

3 工程改進(jìn)方案

3.1 防水構(gòu)造的層次布局

由于在“平改坡”改造過(guò)程中遇到了原屋面防水層破壞和修補(bǔ)不利等問(wèn)題，本文嘗試對(duì)防水層的主次關(guān)系進(jìn)行了梳理。

平屋面防水是關(guān)鍵的防水環(huán)節(jié)，必須作為防水的最后一道保障，在設(shè)計(jì)中要充分考慮防水效果，施工中應(yīng)當(dāng)仔細(xì)操作，養(yǎng)護(hù)過(guò)程和后續(xù)工序中不得對(duì)平屋面的防水層造成破壞或者形成漏水隱患。

坡屋面的防水是平屋面防水的一道預(yù)防防線，起到輔助防水的功能。這樣就對(duì)平改坡工程中的坡屋面提供了更多的選擇空間，既可以采用“毛板+防水層+屋面瓦”的方式，也可以采用“冷攤瓦”的做法，不一定要強(qiáng)求在坡屋面防水層面就做到“滴水不漏”。

在上述案例中，將修補(bǔ)原屋面防水層作為防水改造重點(diǎn)，鏟除原有平屋面防水層，整鋪一層3mm厚改性瀝青防水卷材，在女兒墻、梁、出屋面管道井以及水箱等處，泛水高度不低于310mm，地梁處高度不足300mm時(shí)，采取滿鋪貼方式。通過(guò)對(duì)原屋面防水系統(tǒng)的更新和修補(bǔ)，結(jié)合新增坡屋面的輔助防水功能，大大提高了住宅屋面的防水性能。

3.2 荷載的變化平衡

平改坡工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為等效荷重轉(zhuǎn)換，即將原屋面支承墩子、隔熱板替換成新增坡屋面荷重。因此，在改造案例中，一方面，拆卸原平屋面鋼筋混凝土平屋面板上的架空保溫板或預(yù)制隔熱板，使之與新加屋面重量基本平衡；另一方面，為了讓“平改坡”荷重盡量輕，新增坡屋面采用輕鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼支承結(jié)構(gòu)體系具有荷載輕、強(qiáng)度高的優(yōu)良性能，它可設(shè)計(jì)成各種用途、各種形式的建筑造型、具有較強(qiáng)的延伸性和塑性變形能力，以及優(yōu)良的抗震性能等特點(diǎn)，所以宜使用在已建建筑的平改坡工程中。

除此之外，在改造工程中還需盡量做到以下幾點(diǎn)：①不人為增加額外荷重；②巧妙利用原結(jié)構(gòu)上存在的構(gòu)件，盡量不采取傷筋動(dòng)骨的拆除措施；③屋面結(jié)構(gòu)體系不應(yīng)按照鋼屋架體系考慮，而應(yīng)按鋼梁、鋼柱、鋼構(gòu)架體系考慮。這一系列的改造措施，都能夠減輕“平改坡”荷重對(duì)建筑的影響。

其他屋面荷載中，新增坡屋面的水平風(fēng)荷載應(yīng)設(shè)計(jì)牢靠的傳力途徑。此外，在拆除屋面構(gòu)件、設(shè)施、搭建后，即使增加了坡屋面荷載，也有可能造成最終整體荷載相對(duì)減少，設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免從直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)上忽視荷載減少對(duì)結(jié)構(gòu)和沉降影響的現(xiàn)象。

3.3 坡屋面形式和起坡角度

在坡屋面形式設(shè)計(jì)上，可以采取兩坡、四坡及多坡組合等多種坡屋面形式，具體情況應(yīng)根據(jù)舊住宅的建筑體量和不同的平面形狀而定，造型上可以通過(guò)疊加、積聚、穿插等幾種造型處理手法達(dá)到形式上的豐富變化。對(duì)于局部房屋結(jié)構(gòu)良好且有富裕的建筑，硬山應(yīng)采用輕質(zhì)材料砌筑，抑或是鋼結(jié)構(gòu)加OSB板加外墻掛板的方式。新坡面屋頂?shù)钠露取⑸市枧c周邊環(huán)境協(xié)調(diào)，同時(shí)需滿足城市建筑日照技術(shù)規(guī)定，以保證與相鄰建筑間的日照間距。

對(duì)于具有獨(dú)特建筑風(fēng)貌的地區(qū)，亦可結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖb飾特色，著重設(shè)計(jì)山墻山花或在坡頂設(shè)計(jì)窗飾以呼應(yīng)該區(qū)域的建筑風(fēng)格。對(duì)于小硬山、硬山可采用可靠的節(jié)點(diǎn)和輕質(zhì)砌塊或其他輕質(zhì)材料制作。硬山上獨(dú)立裝飾物應(yīng)與建筑風(fēng)格統(tǒng)一，不宜過(guò)分夸張，且硬山高度不宜過(guò)高。

在屋面起坡角度問(wèn)題上，應(yīng)從日照采光、美觀效果及施工便捷性等方面出發(fā)，制定最大坡度、最小坡度及推薦坡度等推薦值。上海市地處東經(jīng)120°51′～122°12′，北緯30°40′～31°53′之間，在冬至日（12月22日）太陽(yáng)直射南回歸線（南緯23°26′），新增屋面理論不影響北側(cè)房屋日照采光的角度（坡屋面與地面夾角）為35～36°，此值應(yīng)為最大的坡度角。

一般為了保障坡屋面的美觀效果，起坡角度不應(yīng)小于15°。

綜上所述，最佳的坡度范圍定為25～35°，可以兼顧改造設(shè)計(jì)的合理性和施工便捷性。

4 結(jié)語(yǔ)

上海市平改坡工程經(jīng)過(guò)20年的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)進(jìn)步，通過(guò)調(diào)查研究和歸納總結(jié)，目前在市平改坡工程中，在防水構(gòu)造的層次布局、荷載的變化平衡、坡屋面形式和起坡角度三方面，可以進(jìn)行如下改造，具體包括：①經(jīng)過(guò)平改坡后的建筑屋面防水系統(tǒng)由新增的坡屋面和原平屋面兩個(gè)層次的防水構(gòu)造組成，原建筑的平屋面防水起主要的、基本的、保障性的作用，新增的坡屋面的防水作用一般認(rèn)為是次要的、輔助的，起到提升整體防水效果的作用。②平改坡工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為等效荷重轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)體系宜采用鋼梁、鋼柱組成的鋼構(gòu)架體系。改建后建筑物總重量宜基本保持不變，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)復(fù)核荷載變化情況，如荷載增加較多應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究并采取相應(yīng)措施。③根據(jù)上海地區(qū)的地理區(qū)位特點(diǎn)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)屋面起坡的坡度范圍一般不小于21.8°(1∶2.5)，不大于40°。設(shè)計(jì)過(guò)程中可根據(jù)原住宅屋頂情況及周?chē)h(huán)境選擇坡屋面形式及相應(yīng)坡度，上海地區(qū)習(xí)慣用26.34°和30°。

“平改坡”工程解決了舊住宅中存在的質(zhì)量隱患問(wèn)題，一定程度上改善了居民居住環(huán)境和水平，提升了住宅性能及居住功能，但仍存在著一些問(wèn)題需要我們?nèi)ミM(jìn)一步討論。例如，如何對(duì)已經(jīng)進(jìn)行了平改坡工作的坡屋面進(jìn)行修繕改造，已經(jīng)成為一個(gè)新的問(wèn)題擺在工程相關(guān)的管理者和技術(shù)研究人員面前。而且，隨著時(shí)間的推移，這個(gè)問(wèn)題的迅速、有效解決顯得愈發(fā)迫切和嚴(yán)重。在多年來(lái)的工程實(shí)踐中，平改坡工程中對(duì)屋面材料進(jìn)行了很大的革新工作，但在屋面新材料的研發(fā)上也存在著大量問(wèn)題。

當(dāng)新建工程項(xiàng)目逐步萎縮，而維修、保養(yǎng)、改造工程項(xiàng)目日漸興盛的時(shí)候，配套的材料、工藝和技術(shù)也需要在新的形勢(shì)下進(jìn)行研發(fā)、更新和推廣，有待更多的有識(shí)之士踴躍加入既有建筑更新改造的行列。