建筑防水設(shè)計理念、多道設(shè)防、剛?cè)岵?jì)

中國建筑防水歷史可追溯到上萬年前，積累了豐富的建筑防水經(jīng)驗，比如，“以排為主，以防為輔”，“多道設(shè)防，剛?cè)岵?jì)”等等建筑防水設(shè)計理念，直到今天仍被世界各國的建筑師們所采用。一起回顧一下屋面防水材料歷史。
今天的五花八門的防水材料，古代是沒有的。約一萬年前的古代，人類從洞穴里走出，從巢中**下來，建造最原始最簡陋的茅草屋，原木人字架，兩腳落地，呈三角形（△），披以茅草，坡度大于60°，叫“天地根元造”。這是坡屋面的原形，坡屋面形式始于此。　防水材料是茅草，它之所以能防水，全賴于坡度大，雨水流速急，再是賴于鋪草很厚，殘存在草上的雨水，不待下滲就已蒸干。但是霪雨連綿數(shù)日不晴，雨水從草縫中滲入。防水效果不好，（“長夜粘濕何由徹”，屋面漏水的滋味不太好受）。僅是原始用品而已，它只能在小跨度、大坡度的簡陋房上使用，若大跨小坡就無能為力了，另外稻草與基層結(jié)合不好（“八月秋高風(fēng)怒嚎，卷我屋上三重茅”“抗風(fēng)揭性不好”，看來杜甫的屋面防水做的不太好，不是漏水就是被揭房蓋）因此說，茅草并不是真正的防水材料。 (自產(chǎn)生于七千年前的茅草屋面防水，現(xiàn)在我國山區(qū)還能看到，可能也有改進(jìn)）因此，祖先不能停留在茅草屋面，必須研制真正的更有效的防水材料，這是第一階段。 
現(xiàn)在市場上出現(xiàn)仿茅草的屋面材料，如纖維仿茅草、塑料茅草以及PVC茅草等，這些仿制材料也大量應(yīng)用在別墅和酒店，有些甚至能以假亂真，很難辨認(rèn)出。裝飾和作用大于防水功能。 瓦的誕生使屋面發(fā)生巨大的變革，建筑跨入新時代。但是，早期的瓦吸水率很高，洇濕嚴(yán)重，于是加強(qiáng)對瓦質(zhì)的研究。使其搟密如石，敲擊如磬，吸水率降到3%，優(yōu)于現(xiàn)代的瓷器。與此同時在瓦上余釉燒結(jié)成完全不吸水的琉璃。“秦磚漢瓦”還研制銅瓦、鐵瓦。防水功能的實現(xiàn)逐漸由構(gòu)造防水向材料防水轉(zhuǎn)移。小塊的瓦上下左右搭接，若作到滴水不漏，百年不滲是很困難的，單靠一層瓦防水是不夠的，必須多道防線。瓦下增加青灰背，類似現(xiàn)在的水泥砂漿，青灰背上鋪灰背，灰背厚約10厘米，由磨細(xì)石灰與細(xì)黏土混合拌勻，摻水，拍實，猶如現(xiàn)在的混凝土剛性防水層。這和在防水原則剛?cè)峤Y(jié)合、多道設(shè)防亦很相似。瓦成為屋面防水的主材料，統(tǒng)治屋面四五千年，直到19世紀(jì)出現(xiàn)比瓦更好的油毛氈防水材料，瓦才漸漸失去了作為防水功能的輝煌現(xiàn)在市場上瓦類防水材料種類很多，在國內(nèi)隨著上海市屋面平改坡的規(guī)劃和實施，已經(jīng)得到了很廣泛應(yīng)用。（彩色瀝青瓦、水泥瓦、陶土瓦、彩鋼瓦具有代表性），有所不同的是瓦屋面系統(tǒng)中通風(fēng)系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、堅固系統(tǒng)等，都有較好的施工解決方案，（根據(jù)屋面防水等級和設(shè)防要求有不同的屋面設(shè)計構(gòu)造，適用于屋面排水坡度≥20%的斜形屋面），在防水的同時越來越關(guān)注城市景觀。 回到剛才的話題，古代瓦材料本身是構(gòu)造防水，瓦瓦搭接是有縫的，總有搭接不當(dāng)?shù)牡胤剑晁诐B入。為此創(chuàng)制全封閉的金屬卷材——鉛錫背。鉛錫背以鉛錫合金熔化澆鑄成約10毫米厚的板塊，焊成整體，俗稱“錫拉背”或“錫背”，就是宮殿建筑使用的一種防水材料。北京故宮御花園內(nèi)的欽安殿（后建嘉靖十四年（1535年）），已經(jīng)歷時500余年,至今完好。當(dāng)然，宮殿防水質(zhì)量一定很高，要不然直接推出午門外。20世紀(jì)70年代初翻修天安門城樓時,在屋脊上也發(fā)現(xiàn)寬3米、厚3毫米的青鉛皮，用作防水層。這是錫背的一個變種。全封閉防水材料卷材的出現(xiàn)了。 近百年來，西方吸取阿拉伯地區(qū)使用瀝青的經(jīng)驗，研制出油毛氈。鋪貼油毛氈整體封閉，不留一絲孔隙，雨水滯留在屋面上數(shù)日也不會滲入。油毛氈的誕生使屋面構(gòu)造也發(fā)生了劇變，從構(gòu)造防水轉(zhuǎn)入到材料防水，為屋面上的多功能利用提供了前提條件。當(dāng)然油氈并不是完美的卷材，人們又致力于研制比油氈更耐久，物理性能更好的卷材，于是高分子卷材，改性瀝青卷材，如雨后春筍，配合各種卷材的涂料亦紛至沓來，防水設(shè)計和施工技術(shù)日益提高。總結(jié)一下： 由茅草到瓦到全封閉整體防水，所謂防水技術(shù)的發(fā)展，就是防水機(jī)理由構(gòu)造防水進(jìn)至材料防水；從以排水為主，進(jìn)至防水為主，排水為輔的發(fā)展過程。 
**上古時人類少而禽獸多，人類經(jīng)常遭受禽獸的攻擊。在惡劣環(huán)境的逼迫下，部分人類開始往北遷徙，受鼠類動物的啟發(fā)，在黃土高原的山坡上打洞，人居住在里面，用石頭或樹枝擋住洞口。但是北方氣候寒冷，許多人寧愿留在危險的南方，也不肯往北遷移。這時候有巢氏出現(xiàn)了。他受鳥類在樹上筑巢的啟發(fā)，最先發(fā)明了“巢居”。他指導(dǎo)人們用樹枝和藤條在高大的樹干上建造房屋，房屋的四壁和屋頂都用樹枝遮擋得嚴(yán)嚴(yán)實實，（即當(dāng)時的防水材料）。人不能總在樹上充當(dāng)“蝸居族”，回到地面后造房子，搶當(dāng)“有巢氏”。
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