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摘 要：电厂大跨度建筑屋面在设计及实践中一般采用彩钢板轻型复合屋面，彩钢板轻型复合屋面具有施工便捷，工期短、工厂化程度高等特点。但根据大量实践经验表明，彩钢板轻型复合屋面在电厂大跨度建筑屋面设计、施工、应用中均存在防水隐患。以北京草桥燃气北京市草桥燃气联合循环热电厂二期工程余热锅炉屋面为例，每台余热锅炉屋面有钢烟囱、大量管道、型钢穿出，且屋面设计了17台屋顶风机及大量管线、桥架支架。而原设计采用的是彩钢板轻型复合屋面，这导致了屋面有大量复杂的防水节点需要处理，而这恰恰是彩钢板屋面的薄弱环节，为避免漏水隐患的出现，在工程实践中对原设计进行了优化改进，采用泡沫混凝土+砂浆找平层+防水卷材的方式，较好的解决了漏水隐患的问题。
关键词：电厂；大跨度屋面屋面； 防水； 彩钢板； 泡沫混凝土
引言
北京草桥燃气北京市草桥燃气联合循环热电厂二期工程建设单位为京能集团，由华北电力设计院设计，中国能源建设集团浙江火电建设有限公司施工。其中天然气调压站屋面（跨度29.6m）、#1余热锅炉屋面（跨度20m）、#2余热锅炉屋面（跨度20m）等屋面原设计均采用彩钢板轻型复合屋面，大量的屋面开孔给防水设计、施工带来了极大难度。而在设计上，对彩钢板的孔洞防水处理方法非常有限，只能采用泛水板及包边打胶处理，部分管道位置采用得泰盖片做防水处理。根据以往施工经验，此类屋面做法及相应的防水处理并不能杜绝防水隐患，在后期电厂运行过程中，仍然存在不同程度的漏水现象。
1.原设计做法及存在的问题分析：
1.1原设计做法
以#1余热锅炉为例，其屋面做法从下至上依次为：820型压型板→吸音棉→主檩条（C型檩条）→双层水泥板（10mm厚水泥板+10mm厚水泥板）→Z型檩条→保温棉→屋面压型板（YX35-125-750型）；
1.2屋面及防水施工难点
余热锅炉屋面跨度20m，设计考虑到保温、降噪功能需求，整个屋面施工共8道工序，这其中还不包括防水细部处理。经统计，屋面共有屋顶风机17台，每台需在屋面开孔2200mm*2200mm；出屋面钢烟囱1处，需在屋面开直径7312mm圆孔，出屋面支撑钢柱（多种型号规格）、安全阀排气管道（高温、多种管径规格）等需开孔约40处。而在实际设计、施工过程中，对彩钢板的孔洞防水处理方法非常有限，原设计及施工采用的方案为：采用防水铆钉将泛水板及包边固定后，对接缝处采取打胶处理，还有部分穿屋面管道位置采用得泰盖片处理。但实际情况却由于屋面开孔情况过于复杂，尤其是穿屋面的高温管道及异型钢结构太多，很多节点的防水施工都难以达到预期效果。
1.3后期补漏难点：
根据以往同类机组的余热锅炉屋面施工经验，此类屋面做法及相应的防水处理并不能有效杜绝防水隐患，在后期电厂运行过程中，屋面基本都存在频繁的漏水现象，这也给电厂的生产运行带来了很大的不便。而由于电厂的特殊性，在电厂运行期间不可能随意停机检修。而在电厂运行 期间，锅炉屋面大量的高温蒸汽安全阀的排气管会不定时的排出高温蒸汽，所以上锅炉屋面需要执行严格的安全工作票制度。如果锅炉屋面发生漏水现象，想要上锅炉屋面对防水进行修缮就更是难上加难。
经检查发现收边板、泛水板与管道、屋面、墙面的连接都出现了脱胶、起翘的现象。由于屋面设计较为复杂，一旦屋面有雨水渗入点，屋面板下方的水泥板、保温棉、吸音棉会不断的吸水直至饱和，然后再从屋顶底面压型板接缝处往下流，此时屋面下方的漏水点早已经不是屋面上的雨水渗入点，这也导致了无法判断具体的漏水点究竟在什么位置，给后期补漏带来了很大的困难。同时频繁地补漏及漏水对室内设备、装饰装修材料的破坏也造成了较大的损失。
1.4解决金属板屋面漏水问题的探讨：
鉴于锅炉屋面防水维修的成本高、周期长、危险系数高、施工难度大的特点，为了彻底根治锅炉屋面的漏水问题，作为施工单位，在屋面施工前决定对原设计方案进行讨论，力求找到解决问题的最佳途径。根据屋面复杂的防水节点状况，在彩钢板屋面上增加防水卷材为最佳的止水方案，但由于防水卷材与彩钢板屋面及各类管道、钢结构的结合存在问题，初步考虑在彩钢板屋面上增加找平层，对孔洞周边采用120mm厚砖砌翻边；管道、型钢周边采用砖砌支墩包脚的方式。这样所有的细部施工都可进行防水卷材处理。考虑到荷载承受能力和屋面保温要求，新的方案初步取消原有的双层水泥板。对屋面彩钢板波谷采用泡沫混凝土填充至波峰位置，在泡沫混凝土上再施工2cm水泥砂浆找平层；最后再施工防水卷材。为保证泡沫混凝土的保温、荷载、施工便利等指标满足要求，施工前对泡沫混凝土的性能指标及施工要求进行了调研：
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，使其具有下列良好的物理力学性能：
（1）轻质性
泡沫混凝土的密度一般为330-1230kg/m3。是普通混凝土的1/5～1/8倍，可减轻建筑物整体荷截。
（2）保温隔热性能好
密度等级在330-1230 kg/ m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/（m·K）之间，热阻约为普通混凝土的20-30倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
（3）隔音、耐火性能好
泡沫混凝土中含有大量分布均匀的独立气泡，属多孔材料，吸音能力为0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，具有良好的耐火性。 （4）整体性能好、耐久性好
可现场浇注施工，与主体工程结合紧密；与主体工程寿命相同。
（5）低弹减震性好
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
（6）抗水性能强
泡沫混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
（7）生产、施工方便
泡沫混凝土可在厂内生产成砌块，也可在现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。使用专业水泥发泡机自动化作业，可泵送实现垂直高度200米的远距离输送，工作量为80—300立方/工作日。
（8）环保性能好
泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂大都接近中性，故泡沫混凝土属无机材料。
（9）经济性：
泡沫混凝土综合成本价格低廉，比其它屋面保温材料综合造价低20-50%。
（10）其它性能
泡沫混凝土在施工中有很好的和易性和可泵性，抗压强度高（0.5-15.0Mpa），吸收性好。
泡沫混凝土的生产工艺
（1）泡沫混凝土的生产过程：泡沫制备、泡沫砼混合料制备、浇注、养护、检验。
（2） 泡沫砼原材料要求，泡沫混凝土的生产原材料主要包括水泥、粉煤灰、发泡剂和水泥。
（3）发泡剂：泡沫的质量以坚韧性，发泡倍数和泌水量等指标来鉴定。泡沫的坚韧性就是泡沫在空气中在规定时间内不致破坏的特性，长以泡沫在单位时间内的沉陷距来确定；发泡倍数是泡沫体积大于泡沫剂水溶液体积的倍数；泌水量是指泡沫破坏后所产生泡沫剂水溶液体积。当泡沫质量符合下列指标时，即可用于生产泡沫砼：①1h后泡沫的沉陷距不大于10mm；②1h的泌水量不大于80ml；③泡沫的倍数不小于20倍。
（4）水：普通自来水或井水（淡水），严禁含酸性物质的水掺入到发泡剂中，以免发生化学反应，影响发泡剂的发泡效果。
以上方案与设计方进行了充分沟通协商，最终在征得设计、建设、监理方同意后，在保证降噪、保温、荷载要求下，确定了对原设计的优化方案：将原设计的屋面做法改为：820型压型板→吸音棉→主檩条（C型檩条）→屋面压型板（YX35-125-750型）→泡沫混凝土→20mm砂浆找平层→3+4SBS防水卷材（上层加铝膜），对孔洞周边采用120mm厚砖砌翻边、管道、型钢周边采用砖砌支墩包脚的方式。这样所有的细部施工都可进行防水卷材处理。
结论
按照改进的方案施工完成后，起到了良好的防水效果。同时该方案在北京高安屯东北热电中心、北京京能未来科技城燃气热电联产项目两个电厂项目得到推广实施。经过回访验证，至今均未出现漏水情况。实践证明改改进方案在电厂大跨度建筑的轻型屋面防水应用上有着广阔的前景。
关键词：电厂；大跨度屋面屋面； 防水； 彩钢板； 泡沫混凝土
引言
北京草桥燃气北京市草桥燃气联合循环热电厂二期工程建设单位为京能集团，由华北电力设计院设计，中国能源建设集团浙江火电建设有限公司施工。其中天然气调压站屋面（跨度29.6m）、#1余热锅炉屋面（跨度20m）、#2余热锅炉屋面（跨度20m）等屋面原设计均采用彩钢板轻型复合屋面，大量的屋面开孔给防水设计、施工带来了极大难度。而在设计上，对彩钢板的孔洞防水处理方法非常有限，只能采用泛水板及包边打胶处理，部分管道位置采用得泰盖片做防水处理。根据以往施工经验，此类屋面做法及相应的防水处理并不能杜绝防水隐患，在后期电厂运行过程中，仍然存在不同程度的漏水现象。
1.原设计做法及存在的问题分析：
1.1原设计做法
以#1余热锅炉为例，其屋面做法从下至上依次为：820型压型板→吸音棉→主檩条（C型檩条）→双层水泥板（10mm厚水泥板+10mm厚水泥板）→Z型檩条→保温棉→屋面压型板（YX35-125-750型）；
1.2屋面及防水施工难点
余热锅炉屋面跨度20m，设计考虑到保温、降噪功能需求，整个屋面施工共8道工序，这其中还不包括防水细部处理。经统计，屋面共有屋顶风机17台，每台需在屋面开孔2200mm*2200mm；出屋面钢烟囱1处，需在屋面开直径7312mm圆孔，出屋面支撑钢柱（多种型号规格）、安全阀排气管道（高温、多种管径规格）等需开孔约40处。而在实际设计、施工过程中，对彩钢板的孔洞防水处理方法非常有限，原设计及施工采用的方案为：采用防水铆钉将泛水板及包边固定后，对接缝处采取打胶处理，还有部分穿屋面管道位置采用得泰盖片处理。但实际情况却由于屋面开孔情况过于复杂，尤其是穿屋面的高温管道及异型钢结构太多，很多节点的防水施工都难以达到预期效果。
1.3后期补漏难点：
根据以往同类机组的余热锅炉屋面施工经验，此类屋面做法及相应的防水处理并不能有效杜绝防水隐患，在后期电厂运行过程中，屋面基本都存在频繁的漏水现象，这也给电厂的生产运行带来了很大的不便。而由于电厂的特殊性，在电厂运行期间不可能随意停机检修。而在电厂运行 期间，锅炉屋面大量的高温蒸汽安全阀的排气管会不定时的排出高温蒸汽，所以上锅炉屋面需要执行严格的安全工作票制度。如果锅炉屋面发生漏水现象，想要上锅炉屋面对防水进行修缮就更是难上加难。
经检查发现收边板、泛水板与管道、屋面、墙面的连接都出现了脱胶、起翘的现象。由于屋面设计较为复杂，一旦屋面有雨水渗入点，屋面板下方的水泥板、保温棉、吸音棉会不断的吸水直至饱和，然后再从屋顶底面压型板接缝处往下流，此时屋面下方的漏水点早已经不是屋面上的雨水渗入点，这也导致了无法判断具体的漏水点究竟在什么位置，给后期补漏带来了很大的困难。同时频繁地补漏及漏水对室内设备、装饰装修材料的破坏也造成了较大的损失。
1.4解决金属板屋面漏水问题的探讨：
鉴于锅炉屋面防水维修的成本高、周期长、危险系数高、施工难度大的特点，为了彻底根治锅炉屋面的漏水问题，作为施工单位，在屋面施工前决定对原设计方案进行讨论，力求找到解决问题的最佳途径。根据屋面复杂的防水节点状况，在彩钢板屋面上增加防水卷材为最佳的止水方案，但由于防水卷材与彩钢板屋面及各类管道、钢结构的结合存在问题，初步考虑在彩钢板屋面上增加找平层，对孔洞周边采用120mm厚砖砌翻边；管道、型钢周边采用砖砌支墩包脚的方式。这样所有的细部施工都可进行防水卷材处理。考虑到荷载承受能力和屋面保温要求，新的方案初步取消原有的双层水泥板。对屋面彩钢板波谷采用泡沫混凝土填充至波峰位置，在泡沫混凝土上再施工2cm水泥砂浆找平层；最后再施工防水卷材。为保证泡沫混凝土的保温、荷载、施工便利等指标满足要求，施工前对泡沫混凝土的性能指标及施工要求进行了调研：
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，使其具有下列良好的物理力学性能：
（1）轻质性
泡沫混凝土的密度一般为330-1230kg/m3。是普通混凝土的1/5～1/8倍，可减轻建筑物整体荷截。
（2）保温隔热性能好
密度等级在330-1230 kg/ m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/（m·K）之间，热阻约为普通混凝土的20-30倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。
（3）隔音、耐火性能好
泡沫混凝土中含有大量分布均匀的独立气泡，属多孔材料，吸音能力为0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，具有良好的耐火性。 （4）整体性能好、耐久性好
可现场浇注施工，与主体工程结合紧密；与主体工程寿命相同。
（5）低弹减震性好
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
（6）抗水性能强
泡沫混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
（7）生产、施工方便
泡沫混凝土可在厂内生产成砌块，也可在现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。使用专业水泥发泡机自动化作业，可泵送实现垂直高度200米的远距离输送，工作量为80—300立方/工作日。
（8）环保性能好
泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂大都接近中性，故泡沫混凝土属无机材料。
（9）经济性：
泡沫混凝土综合成本价格低廉，比其它屋面保温材料综合造价低20-50%。
（10）其它性能
泡沫混凝土在施工中有很好的和易性和可泵性，抗压强度高（0.5-15.0Mpa），吸收性好。
泡沫混凝土的生产工艺
（1）泡沫混凝土的生产过程：泡沫制备、泡沫砼混合料制备、浇注、养护、检验。
（2） 泡沫砼原材料要求，泡沫混凝土的生产原材料主要包括水泥、粉煤灰、发泡剂和水泥。
（3）发泡剂：泡沫的质量以坚韧性，发泡倍数和泌水量等指标来鉴定。泡沫的坚韧性就是泡沫在空气中在规定时间内不致破坏的特性，长以泡沫在单位时间内的沉陷距来确定；发泡倍数是泡沫体积大于泡沫剂水溶液体积的倍数；泌水量是指泡沫破坏后所产生泡沫剂水溶液体积。当泡沫质量符合下列指标时，即可用于生产泡沫砼：①1h后泡沫的沉陷距不大于10mm；②1h的泌水量不大于80ml；③泡沫的倍数不小于20倍。
（4）水：普通自来水或井水（淡水），严禁含酸性物质的水掺入到发泡剂中，以免发生化学反应，影响发泡剂的发泡效果。
以上方案与设计方进行了充分沟通协商，最终在征得设计、建设、监理方同意后，在保证降噪、保温、荷载要求下，确定了对原设计的优化方案：将原设计的屋面做法改为：820型压型板→吸音棉→主檩条（C型檩条）→屋面压型板（YX35-125-750型）→泡沫混凝土→20mm砂浆找平层→3+4SBS防水卷材（上层加铝膜），对孔洞周边采用120mm厚砖砌翻边、管道、型钢周边采用砖砌支墩包脚的方式。这样所有的细部施工都可进行防水卷材处理。
结论
按照改进的方案施工完成后，起到了良好的防水效果。同时该方案在北京高安屯东北热电中心、北京京能未来科技城燃气热电联产项目两个电厂项目得到推广实施。经过回访验证，至今均未出现漏水情况。实践证明改改进方案在电厂大跨度建筑的轻型屋面防水应用上有着广阔的前景。