建筑防水設計理念、多道設防、剛柔并濟

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驗，比如，“以排為主，以防為輔”，“多道設防，剛柔并濟”等等建筑防水設計理念，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，另外稻草與基層結合不好（“八月秋高風怒嚎，卷我屋上三重茅”“抗風揭性不好”，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。 (自產生于七千年前的茅草屋面防水，現在我國山區還能看到，可能也有改進）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。 
現在市場上出現仿茅草的屋面材料，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用在別墅和酒店，有些甚至能以假亂真，很難辨認出。裝飾和作用大于防水功能。 瓦的誕生使屋面發生巨大的變革，建筑跨入新時代。但是，早期的瓦吸水率很高，洇濕嚴重，于是加強對瓦質的研究。使其搟密如石，敲擊如磬，吸水率降到3%，優于現代的瓷器。與此同時在瓦上余釉燒結成完全不吸水的琉璃。“秦磚漢瓦”還研制銅瓦、鐵瓦。防水功能的實現逐漸由構造防水向材料防水轉移。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，類似現在的水泥砂漿，青灰背上鋪灰背，灰背厚約10厘米，由磨細石灰與細黏土混合拌勻，摻水，拍實，猶如現在的混凝土剛性防水層。這和在防水原則剛柔結合、多道設防亦很相似。瓦成為屋面防水的主材料，統治屋面四五千年，直到19世紀出現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在市場上瓦類防水材料種類很多，在國內隨著上海市屋面平改坡的規劃和實施，已經得到了很廣泛應用。（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中通風系統、采光系統、排水系統、堅固系統等，都有較好的施工解決方案，（根據屋面防水等級和設防要求有不同的屋面設計構造，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注城市景觀。 回到剛才的話題，古代瓦材料本身是構造防水，瓦瓦搭接是有縫的，總有搭接不當的地方，雨水易滲入。為此創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。北京故宮御花園內的欽安殿（后建嘉靖十四年（1535年）），已經歷時500余年,至今完好。當然，宮殿防水質量一定很高，要不然直接推出午門外。20世紀70年代初翻修天安門城樓時,在屋脊上也發現寬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了。 近百年來，西方吸取阿拉伯地區使用瀝青的經驗，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日也不會滲入。油毛氈的誕生使屋面構造也發生了劇變，從構造防水轉入到材料防水，為屋面上的多功能利用提供了前提條件。當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，防水設計和施工技術日益提高。總結一下： 由茅草到瓦到全封閉整體防水，所謂防水技術的發展，就是防水機理由構造防水進至材料防水；從以排水為主，進至防水為主，排水為輔的發展過程。 
**上古時人類少而禽獸多，人類經常遭受禽獸的攻擊。在惡劣環境的逼迫下，部分人類開始往北遷徙，受鼠類動物的啟發，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。這時候有巢氏出現了。他受鳥類在樹上筑巢的啟發，最先發明了“巢居”。他指導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嚴實實，（即當時的防水材料）。人不能總在樹上充當“蝸居族”，回到地面后造房子，搶當“有巢氏”。
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