一、工程概况

      松山湖数字家庭创新与应用示范项目（四区） （即光大 We 谷 D 区）位于东莞市松山湖经济开发区科技四路旁，规划用地面积为 21146.523 平方米，建筑面积为101894.334平方米，最高建筑高度95.8米，最高建筑层数24层。项目包括1号办公楼（24层），2 号办公楼（10 层），3 ～ 9 号办公楼（4 层）及二层地下停车库。其中 8 号办公楼的建筑面积为1713.81 平方米，建筑主体高度为 14.5m，本栋建筑为框架结构，并于 2019 年 1 月 22 日竣工验收，本栋楼采用了“全寿命周期屋面结构板防裂关键技术”，到目前为止交付使用已经 1 年多，效果良好。

二、获奖情况

      1、2020 年度广东省建设工程优质奖。

      2、广东省土木建筑学会科学技术二等奖。

      3、2020 年东莞市建设工程优质奖。

      4、本项目所采用的“全寿命周期屋面结构板防裂关键技术”通过了广东省科技成果鉴定，获得科技成果鉴定证书，该技术被鉴定为“国内领先水平”。

      5、由“全寿命周期屋面结构板防裂关键技术”而形成的“全寿命周期屋面结构板防裂施工工法”被评为省级工法。

      6、发明专利 ( 实审阶段 )：一种亚刚性屋面结构板构造及防裂漏施工方法。

      7、实用新型专利 ( 已授权 )：一种亚刚性屋面结构板构造。

三、主要科技创新内容

      本项目的“全寿命周期屋面结构板防裂关键技术”是采用屋面亚刚性防水层建立和工作的，其立足于结构自防水原理，相对于常规柔性防水屋面将水与混凝土隔绝导致混凝土产生干缩裂缝，在柔性防水层破损的情况下导致屋面防水整体失效的通病，亚刚性防水层利用混凝土的湿胀特性，让混凝土亲水工作，达到混凝土小裂缝自我修复，以及通过加强混凝土表面的抗拉性能，从而实现结构自防水，开辟了解决屋面防水失效的新方法。主要创新点如下：

    1、工程施工阶段，通过在屋面结构板混凝土初凝前，面层上设置镀锌焊接钢丝网（φ4，@50×50），同时浇注一层厚度为 15mm 的混凝土，形成亚刚性层，构建了亚刚性屋面结构板构造，该构造分割了亚刚性层混凝土受力单元，避免了混凝土应力集中，实现了应力重新分布，使单元混凝土所受到的拉应力远小于混凝土抗拉强度，从而避免混凝土因施工期间缺少水分干燥收缩而产生裂缝。

    2、工程交付使用阶段，通过铺设加气混凝土砌块 + 蓄水技术（或蓄水覆土技术）为屋面板构件提供潮湿隔热的环境，减少温差的影响，充分发挥混凝土湿胀自愈合特性，以胀代缩，反向变形，防止屋面板因温度变化而产生裂缝。

四、新技术应用与效果

     1、有限元理论分析技术

      根据亚刚性屋面结构板构造方法，利用有限元分析软件 ABAQUS 建立精细化的传统屋面板有限元模型与亚刚性屋面结构板有限元模型，采用数值仿真方法，分别模拟计算这两种屋面板在降温 10℃、15℃、25℃这三种情况下的抗裂性能，并将其计算结果进行对比，验证了亚刚性屋面板具有一定的抗裂性能，为亚刚性屋面板在工程中的实际应用提供了理论依据。

      2、亚刚性屋面结构板构造技术

      通过在屋面结构板混凝土初凝前面层设置镀锌焊接钢丝网和浇注一层厚度为 15mm 的混凝土，构建了亚刚性屋面结构板构造。屋面结构层附加亚刚性层采用镀锌点焊钢丝网（φ4，@50×50），把素混凝土面层所受的大应力分割成 150×150 面积的小应力，经应力重组，单元混凝土所受到的拉应力远小于混凝土抗拉强度，避免出现裂缝。采用点焊钢丝网是明确边界约束，防止钢丝位移，使应力分四、 新技术应用与效果割明确，抗裂性能良好。

      3、PVC 盲管 + 塑料薄膜养护技术

      采用 PVC 盲管 + 塑料薄膜养护技术对屋面混凝土进行养护。在屋面上沿纵向铺设 3 道（中间和两端各 1 道）和横向 2 道（两端各 1 道）循环供水的Φ20PVC 盲管（PVC 管在两侧间隔打孔），然后覆盖塑料薄膜，最后供水养护。该养护技术不仅提高了养护质量和效果，而且还可以节约水源。

      4、混凝土湿胀自愈合技术

在本工程的交付使用阶段，在屋面上蓄 50mm厚度的水，为屋面板构件提供温度相对稳定、潮湿隔热的工作环境，减少温差的影响，充分发挥了混凝土湿胀自愈合特性。混凝土表面吸收水分后体积会产生微膨胀，以胀代缩，反向变形，可以平衡收缩应变，有效减少板面温度裂缝的发生，另外，水本身具有蒸发吸热的物理特性，而且具有较大的比热容，这样不仅有效降低屋面板温度，还减小其温度波动幅度，这样双管齐下，有效防止了屋面板因温度变化而产生的裂缝，提高了混凝土耐久性和自防水能力。

      5、加气混凝土砌块 + 蓄水隔热技术

      在 屋 面 上 直 接 按 顺 序 铺 设 尺 寸 为600mm×200mm×200mm 的加气混凝土砌块，砌块铺设完成后在屋面上蓄水，可以实现良好的隔热效果。加气混凝土砌块不仅可以遮挡大量太阳辐射热，避免太阳直接照射屋面，而且它本身的热阻就比较大，是良好的隔热材料，这样就大大减少了传递到室内的热量。而水具有蒸发吸热的物理特性，可有效降低屋面温度，并且水还具有较大的比热容，是混凝土比热容的五倍，也即在吸收同等的热量情况下，其水的温度上升幅度仅是同等质量混凝土的温度上升幅度的 1/5。因此，加气混凝土砌块 + 蓄水技术可以实现良好的隔热效果，降低建筑的空调能耗，节约能源。

      6、自动供水技术

屋面蓄水池干枯，确保屋面有足够的有效蓄水深度，在屋面上安装了一套自动补水系统，设置两个自动补水装置，利用自动浮球阀在屋面蓄水深度低于 50mm 时实现实时自动补水，当水位大于等于50mm 时，因浮球受到水浮力作用浮球阀关闭而停止补水。该装置的应用维持了屋面的蓄水深度，实现了屋面蓄水的无人化管理，造价低廉，性能可靠。

      7、自动溢流技术

      在混凝土板上与原设计雨水排水口一致的位置处预埋 PVC 套管，使套管顶面与混凝土完成面的距离为 50mm，混凝土施工完成后溢水口安装滤水帽，当屋面雨水的液面高度＞50mm 时，多余的雨水通过溢水口和永久排水管排入地下市政管网，实现自动溢流功能。该技术一方面可以收集储存部分雨水，另一方面将多余的雨水顺利排出屋面。它不仅是屋面蓄水、保持屋面湿润的基本保障，而且为海绵城市的建设提供有利条件。

      综上所述，本项目所采用的“全寿命周期屋面结构板防裂关键技术”以创新的技术理念解决了传统屋面开裂渗漏的技术难题。本项应用技术无须设置传统屋面中所需的防水材料、防水材料保护层、屋面找坡，只需建造亚刚性屋面结构板并在蓄水工作即可，开辟了屋面防水的新途径。该技术施工简便灵活，工序少、工期短，该技术具有较大的经济和社会效益，对屋面防渗漏行业的科技进步有较大的促进作用。经测算，采用原施工构造做法的单价为 131.17 元 / ㎡，采用新工艺构造做法 62.58 元 /㎡，总造价节省 34188.37 元，单位面积造价节省68.59 元 / ㎡，总造价节省比率约为 52.3%。同时可有效缓解屋面雨水溢流状况，减轻排水压力，响应国家构建“海绵城市”的号召，并且减少城市热岛效应，发挥生态功效，节约能源。