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摘要:随着钢结构工程的日益增多,压型钢板也被广泛应用于轻钢结构厂房的屋墙面围护系统。但由于设计和施工等原因,造成屋墙面围护系统存在渗漏问题,需要加以改进和完善设计施工技术。
关键词:钢结构围护系统防水设计施工技术
中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:
一、压型钢板分类
目前,我国钢结构围护系统所用材料大致有彩色压型钢板、彩色钢板夹芯板、多彩油毡瓦、复合压型钢板等多种类型,存在漏水现象的主要集中在压型板接口搭接、天沟两侧、出屋面管道、上人孔、风机口、采光天窗等四周与屋面连接部位、采光窗四周与墙体连接部位等位置。
二、压型钢板板型的选择
目前市场上压型钢板的板型很多,各钢结构厂家一般都有自己研发专用的板型,选择压型钢板的板型可以从以下几个方面考虑:
1、根据建筑立面要求选择板型。
在实际工程的建筑图中一般只给出金属屋面和墙面的范围以及墙面板的铺设方式 (横铺还是竖铺 ),很少指定板型。因此要根据建筑的立面要求选择合适的板型。
2、根据保温棉厚度选择板型。
不同的建筑因为所在的地点不同、用途不同,保温要求也不同。确定了保温棉的厚度后就要根据保温棉的厚度选择板型。当墙面保温棉的厚度为100 mm及以上时,要选择肋高相对高的墙面板,例如博思格来实TD760/975/995或 YX一25—860和 YX一15—840相比就要选择前者,而且最好反轧。当墙面保温棉厚度大于50 mm时,不宜选择肋高矮的小波纹板,否则墙面容易出现不平整的情况,影响建筑美观。
当屋面保温棉厚度大于100mm时,可以选择博思格来实KL700/406及FL400或 YX-75-760,当保温棉厚度超过150 mm时,尽量选择双层屋面板。如果选择YX-75-760作为屋面板即使无保温要求,也要加上 50 mm厚的保温棉,因为无保温棉会造成屋面板与檩条撞击产生声响,增设保温棉后,保温棉会产生抗力支撑屋面板,YX-75-760连接件不会产生疲劳破坏。
3、根据建筑宽度、屋面坡度选择屋面板。
当建筑单坡长度很大时,屋面板由于热胀冷缩会产生很大的应力,当单坡长度超过50m时,不宜选择采用明钉式与屋面檩条连接且板肋高度小于29mm作为屋面板。当屋面单坡长度超过75m时,应该选用博思格来实KL700/406及FL400或 YX-75-760板,采用博思格来实KL700/406暗扣板;FL400直立缝锁边板,可以避免温差应力破坏。当屋面坡度小于2%时,建议采用博思格来实SL75 360度直立缝锁边板,并采用滑移支座与檩条连接解决屋面板伸缩问题,或者采用国内YX-75-760高波板,避免屋面板排水不畅漫过波峰导致屋面漏水。屋面板的选择应根据项目地点的降雨强度;屋面单坡长度;屋面的坡度等因素,通过板肋排水能力计算最终选定;
三、钢结构围护系统漏水原因
1、设计因素
①坡度设计过缓。钢结构金属屋面坡度宜取八分之一到二十分之一,雨水较多地宜取较大值。实际设计工程中,设计单位未根据当地最大降雨量及年平均降雨量计算屋面汇水量,造成屋面坡度设计小、雨水不能及时排到天沟,使得屋面积水,漫过屋面板的波峰从板侧向扣合部位渗漏至室内产生屋面漏水现象。
②屋面雨水系统未按规范设置溢流措施,暴雨强度超过雨水系统排放能力时就会超过搭接缝,甚至漫上屋面,造成事故。
③天沟截面积过小和落水管数量不足,天沟纵向坡度小于百分之零点五,雨水沿天沟流动距离远,时间长,造成壅水;墙面外板上部未增设L型收边件,造成天沟内侧漏水隐患。
④屋面板设计未采用防水性能好的板型,目前轻钢房屋所采用的压型扳,大多数为波高较低的板型(成材率较高过于经济型的板),并采用屋面纵向搭接且搭接长度过小(小于等于200mm,搭接处防水胶处理不当),当房屋积水时,容易在屋面板纵向搭接部位产生漏水。
2、施工因素
①屋面螺钉和紧固件出漏水。这种现象较为多见,因为在施工过程当中,攻丝力量过重或过轻,自攻钉打偏或打斜等都可能导致自攻钉的防水垫圈变形、脱落形成凹面,进而造成屋面点滴漏水并通过保温棉聚积以形成点漏水。另外,自攻钉位置不正,未固定在彩钢板下的檩条上而直接形成孔洞也是漏水的原因之一。
②彩钢板搭接处漏水。两张板搭接不紧或长度不够,以及自攻丝没有打满形成空隙,造成横向搭接处漏水。彩钢板波峰过低或咬合不足三百六十度,雨水量大没过波峰时,容易造成大面积漏水,且使人不易发觉漏水点。若坡度小于百分之五,板从脊到檐应连续,中间不应有搭接。
③屋脊处波峰太高,屋脊盖板无法保证防水;纵向搭接不放硅胶/丁基胶带,形成缝隙而漏水;屋脊盖板纵向搭接用铆钉连接,热胀冷缩强度不够而拉断铆钉,形成漏水;屋脊盖板与屋面板之间不敷设堵头,或堵头放置不规范而脱落形成漏水。
④采光板部位防水是维护系统防水的重要部位,采光板安装中的硅胶/丁基胶带铺设、防水螺钉是屋面漏水的主要隐患;采光板板型与屋面板板型不吻合,采光板两侧波峰高于屋面板,安装后,密封过严形成采光板内外气压差,毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面内部漏水。
四、钢结构围护系统防水设计和施工要求
(一)防水设计技术要求
1、天沟
外天沟宜采用钢彩板天沟,而内天沟则采用不小1.2mm厚的不锈钢天沟,落水管与天沟漏斗连接口搭接长度应满足设计要求并封死;保证天沟对接焊缝质量;天沟搭接时应按规范搭接,搭接处铆钉数量不易过少、安装密封条、保证密封胶质量并打胶到位。
2、屋脊
泡沫堵头不允许漏放,屋面板应上弯;屋脊瓦可以有效遮盖上部及侧面来雨,所以尺寸不宜太小;金属堵头使用应合理,固定后下部必须满胶;板头上弯角度必须按规范施工,如果角度不够,在风大时会雨水带入屋脊内部,造成漏水;屋脊瓦与反肋交叉处,开口后,打胶必须饱满。
4、出屋面风机口
风机支架泛水板设计要合理,在风机口的上水部位预留水平均宽度不宜偏小,以免造成流水不够通畅;密封用的硅胶应选择性价比高的品牌;迎水部位的金属堵头与板肋配合间隙不易过大,否则仅靠一层密封条封不住水;板与板搭接的部位必须按规定打胶。
(二)防水施工技术要求
1.材料特性引发的漏水隐患
(1)金属板自身导热系数不宜过大,以防当外界温度发生较大变化时,由于环境温差变化大,因温度变化造成彩钢板收缩变形而在接口处产生较大位移,造成在金属板接口部位极容易产生漏水隐患。
(2)钢结构体系中,由于结构本身在温度变化、受风载、雪载等外力作用下,容易发生弹性变形,在连接部位产生位移而产生漏水隐患,所以在施工过程中必须严格按照规范進行施工。
(3)密封胶、采光带等材料的性能必须稳定,否则会产生漏水隐患。
2.板型缺陷而引发的漏水隐患
轻钢房屋不宜采用屋面板为波峰低的板型,因其侧向搭接波峰低,当屋面积水时,容易漫过板型侧向搭接部位,造成漏水。
3.施工必须按照施工构造图执行,防水构造必须严格按照施工图构造执行。
五、结语
合理的进行围护结构设计,应综合考虑造价、屋面坡度、板型(明钉式/暗扣式和锁边式)、纵向搭接与否等多种因素,求得最佳方案。充分考虑建筑物所在区域气候特征,采用适合该地区的防水措施及材料。对施工人员进行培训,针对漏水隐患部位要进行技术交底,应按照隐蔽工程要求对每一道工序进行验收。轻型钢结构围护防水问题涉及设计、施工等各个环节,只有在工程的整个制造过程中严格按照设计要求、认真施工,才可能减少屋面围护系统的漏水现象。
关键词:钢结构围护系统防水设计施工技术
中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:
一、压型钢板分类
目前,我国钢结构围护系统所用材料大致有彩色压型钢板、彩色钢板夹芯板、多彩油毡瓦、复合压型钢板等多种类型,存在漏水现象的主要集中在压型板接口搭接、天沟两侧、出屋面管道、上人孔、风机口、采光天窗等四周与屋面连接部位、采光窗四周与墙体连接部位等位置。
二、压型钢板板型的选择
目前市场上压型钢板的板型很多,各钢结构厂家一般都有自己研发专用的板型,选择压型钢板的板型可以从以下几个方面考虑:
1、根据建筑立面要求选择板型。
在实际工程的建筑图中一般只给出金属屋面和墙面的范围以及墙面板的铺设方式 (横铺还是竖铺 ),很少指定板型。因此要根据建筑的立面要求选择合适的板型。
2、根据保温棉厚度选择板型。
不同的建筑因为所在的地点不同、用途不同,保温要求也不同。确定了保温棉的厚度后就要根据保温棉的厚度选择板型。当墙面保温棉的厚度为100 mm及以上时,要选择肋高相对高的墙面板,例如博思格来实TD760/975/995或 YX一25—860和 YX一15—840相比就要选择前者,而且最好反轧。当墙面保温棉厚度大于50 mm时,不宜选择肋高矮的小波纹板,否则墙面容易出现不平整的情况,影响建筑美观。
当屋面保温棉厚度大于100mm时,可以选择博思格来实KL700/406及FL400或 YX-75-760,当保温棉厚度超过150 mm时,尽量选择双层屋面板。如果选择YX-75-760作为屋面板即使无保温要求,也要加上 50 mm厚的保温棉,因为无保温棉会造成屋面板与檩条撞击产生声响,增设保温棉后,保温棉会产生抗力支撑屋面板,YX-75-760连接件不会产生疲劳破坏。
3、根据建筑宽度、屋面坡度选择屋面板。
当建筑单坡长度很大时,屋面板由于热胀冷缩会产生很大的应力,当单坡长度超过50m时,不宜选择采用明钉式与屋面檩条连接且板肋高度小于29mm作为屋面板。当屋面单坡长度超过75m时,应该选用博思格来实KL700/406及FL400或 YX-75-760板,采用博思格来实KL700/406暗扣板;FL400直立缝锁边板,可以避免温差应力破坏。当屋面坡度小于2%时,建议采用博思格来实SL75 360度直立缝锁边板,并采用滑移支座与檩条连接解决屋面板伸缩问题,或者采用国内YX-75-760高波板,避免屋面板排水不畅漫过波峰导致屋面漏水。屋面板的选择应根据项目地点的降雨强度;屋面单坡长度;屋面的坡度等因素,通过板肋排水能力计算最终选定;
三、钢结构围护系统漏水原因
1、设计因素
①坡度设计过缓。钢结构金属屋面坡度宜取八分之一到二十分之一,雨水较多地宜取较大值。实际设计工程中,设计单位未根据当地最大降雨量及年平均降雨量计算屋面汇水量,造成屋面坡度设计小、雨水不能及时排到天沟,使得屋面积水,漫过屋面板的波峰从板侧向扣合部位渗漏至室内产生屋面漏水现象。
②屋面雨水系统未按规范设置溢流措施,暴雨强度超过雨水系统排放能力时就会超过搭接缝,甚至漫上屋面,造成事故。
③天沟截面积过小和落水管数量不足,天沟纵向坡度小于百分之零点五,雨水沿天沟流动距离远,时间长,造成壅水;墙面外板上部未增设L型收边件,造成天沟内侧漏水隐患。
④屋面板设计未采用防水性能好的板型,目前轻钢房屋所采用的压型扳,大多数为波高较低的板型(成材率较高过于经济型的板),并采用屋面纵向搭接且搭接长度过小(小于等于200mm,搭接处防水胶处理不当),当房屋积水时,容易在屋面板纵向搭接部位产生漏水。
2、施工因素
①屋面螺钉和紧固件出漏水。这种现象较为多见,因为在施工过程当中,攻丝力量过重或过轻,自攻钉打偏或打斜等都可能导致自攻钉的防水垫圈变形、脱落形成凹面,进而造成屋面点滴漏水并通过保温棉聚积以形成点漏水。另外,自攻钉位置不正,未固定在彩钢板下的檩条上而直接形成孔洞也是漏水的原因之一。
②彩钢板搭接处漏水。两张板搭接不紧或长度不够,以及自攻丝没有打满形成空隙,造成横向搭接处漏水。彩钢板波峰过低或咬合不足三百六十度,雨水量大没过波峰时,容易造成大面积漏水,且使人不易发觉漏水点。若坡度小于百分之五,板从脊到檐应连续,中间不应有搭接。
③屋脊处波峰太高,屋脊盖板无法保证防水;纵向搭接不放硅胶/丁基胶带,形成缝隙而漏水;屋脊盖板纵向搭接用铆钉连接,热胀冷缩强度不够而拉断铆钉,形成漏水;屋脊盖板与屋面板之间不敷设堵头,或堵头放置不规范而脱落形成漏水。
④采光板部位防水是维护系统防水的重要部位,采光板安装中的硅胶/丁基胶带铺设、防水螺钉是屋面漏水的主要隐患;采光板板型与屋面板板型不吻合,采光板两侧波峰高于屋面板,安装后,密封过严形成采光板内外气压差,毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面内部漏水。
四、钢结构围护系统防水设计和施工要求
(一)防水设计技术要求
1、天沟
外天沟宜采用钢彩板天沟,而内天沟则采用不小1.2mm厚的不锈钢天沟,落水管与天沟漏斗连接口搭接长度应满足设计要求并封死;保证天沟对接焊缝质量;天沟搭接时应按规范搭接,搭接处铆钉数量不易过少、安装密封条、保证密封胶质量并打胶到位。
2、屋脊
泡沫堵头不允许漏放,屋面板应上弯;屋脊瓦可以有效遮盖上部及侧面来雨,所以尺寸不宜太小;金属堵头使用应合理,固定后下部必须满胶;板头上弯角度必须按规范施工,如果角度不够,在风大时会雨水带入屋脊内部,造成漏水;屋脊瓦与反肋交叉处,开口后,打胶必须饱满。
4、出屋面风机口
风机支架泛水板设计要合理,在风机口的上水部位预留水平均宽度不宜偏小,以免造成流水不够通畅;密封用的硅胶应选择性价比高的品牌;迎水部位的金属堵头与板肋配合间隙不易过大,否则仅靠一层密封条封不住水;板与板搭接的部位必须按规定打胶。
(二)防水施工技术要求
1.材料特性引发的漏水隐患
(1)金属板自身导热系数不宜过大,以防当外界温度发生较大变化时,由于环境温差变化大,因温度变化造成彩钢板收缩变形而在接口处产生较大位移,造成在金属板接口部位极容易产生漏水隐患。
(2)钢结构体系中,由于结构本身在温度变化、受风载、雪载等外力作用下,容易发生弹性变形,在连接部位产生位移而产生漏水隐患,所以在施工过程中必须严格按照规范進行施工。
(3)密封胶、采光带等材料的性能必须稳定,否则会产生漏水隐患。
2.板型缺陷而引发的漏水隐患
轻钢房屋不宜采用屋面板为波峰低的板型,因其侧向搭接波峰低,当屋面积水时,容易漫过板型侧向搭接部位,造成漏水。
3.施工必须按照施工构造图执行,防水构造必须严格按照施工图构造执行。
五、结语
合理的进行围护结构设计,应综合考虑造价、屋面坡度、板型(明钉式/暗扣式和锁边式)、纵向搭接与否等多种因素,求得最佳方案。充分考虑建筑物所在区域气候特征,采用适合该地区的防水措施及材料。对施工人员进行培训,针对漏水隐患部位要进行技术交底,应按照隐蔽工程要求对每一道工序进行验收。轻型钢结构围护防水问题涉及设计、施工等各个环节,只有在工程的整个制造过程中严格按照设计要求、认真施工,才可能减少屋面围护系统的漏水现象。