轻钢结构屋面防渗漏问题研究

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  [摘要]: 轻钢结构屋面渗漏问题的原因相当复杂,设计水平、材料选用、加工质量、施工质量等各个方面稍有不当都会产生渗漏,而产生渗漏的原因也几乎多为细部节点处理不当造成。本文将对产生屋面渗漏的原因、重点渗漏部位细部节点处理等进行分析研究,对屋面防渗漏问题提出更加规范有效的方案,以供参考。
  [关键词]:轻钢结构 轻钢屋面系统 渗漏原因分析 防渗漏节点
  中图分类号:TU391 文献标识码:TU 文章编号:1009-914X(2012)12- 0307 -02
  1、引言:
  由于轻钢结构具有自重轻、工业化程度高、施工速度快、周期短、综合经济效益优良、抗震性能好、有利于环保、外型美观等优势,近几年已广泛用于各类工业厂房和民用建筑中。轻钢结构的屋顶多以彩色压型钢板和彩色钢板夹芯板为主。该种板材具有质量轻、强度高、色澤丰富、制作安装方便、施工快捷、抗震性能好、防火、防水、经久耐用、免维护等特点,其本身具有一定的强度、刚度和防腐性能。但如果设计、选材、施工等环节出现问题,尤其是细部节点处理不当,往往造成屋面漏水,严重时将影响建筑物的正常使用进而给业主带来损失。因此,对轻钢结构屋面系统渗漏问题研究并提出有效预防和处理方案是一个亟需解决的课题。
  2、轻钢结构屋面渗漏原因分析
  2.1 方案设计方面产生渗漏问题分析
  在设计轻钢结构厂房方案时,一般会比较注重承重结构设计,而忽视围护系统的受力设计。对围护系统设计考虑不全面,包角板、泛水板设计不合理,图纸不详细、无标注。在很多钢结构厂房围护系统收边设计时,仅注意到形式上的好看,而没有把重点放在收边的防水性能设计上,结果导致维护系统收边设计中看不中用。对主结构的设计参数控制不严格,如钢构强度、柱顶位移、恒荷载下的挠度等参数,就难以保证工程的可靠度。设计中对屋面层的刚度、变形、稳定性考虑不足,就有可能引起屋面在雨季产生渗漏现象。
  由于部分设计人员经验不足,往往造成在材料选用、节点设计、细部构造方面生搬硬套,考虑不周。设计时对荷载会考虑不全面,如恒荷载取值偏小或有漏项,引起构件断面选取较小,屋面压型板偏薄,选取的檩条过小或檩条间距过大,屋面板和檩条的变形大了,板缝拉大,积水增多。如果对雪载不均匀系数限值考虑不周全,造成屋面系统受力不合理,产生局部变形,致使板面间出现间隙。对脉动风载荷作用下的屋面板受力未做考虑,致使屋面板在经常性的脉动风载荷作用下出现板面鼓起破坏,浮动板缝被撕裂,屋面系统被破坏。
  在设计中,屋面板与主体连接设计不合理,主体漏水将沿着屋面板与主体的边沿流到屋面板的保温层当中,表现出屋面漏水。屋面排水坡度设计太小,引起屋面排水不畅,常常出现屋脊部位、檐口部位雨水逐渐渗入。排水落水管距离大,使排水沟积水增多而排水不畅,水面高出屋面板檐口底标高,雨水从这里渐渐渗漏进屋面。落水管未设置格栅,致使杂物将落水管堵塞,雨水渗漏进屋面。
  在屋面防水系统上最易出现渗漏的地方是细部节点构造部位。如果节点处产生的变形过大,则极易造成屋面板自攻螺钉的松动,使得孔洞增大,而且会引起脱胶等问题,使得雨水乘虚而入。有的设计人员由于过多参考了老式做法,屋面节点构造设计大部分内容陈旧,不够科学;如果设计不够认真,有些图纸对节点处无标注、不具体,在技术交底时也未能明确,也会造成节点处理不当。
  2.2 材料使用方面产生渗漏问题分析
  屋面防水材料是屋面防水系统中很重要的一环。有些业主或者施工单位为了省钱,会使用那些抗老化能力差、防渗漏效果不好的材料,而在材料老化后又没有及时更换,使得老化部位成为渗漏部位。有些使用的防水材料质量不过关,达不到设计要求。在承受载荷的情况下产生较大变形,由于变形的存在致使屋面、墙面不平,屋面积水,相邻压型彩钢板间出现缝隙,以至雨水渗入。
  如果使用的压型彩钢板质量不过关,则很容易漏水。在雪荷载和风荷载作用下压型钢板产生变形过大,对于自然扣边型压型彩钢板相邻板间产生缝隙,咬口型压型彩钢板的咬口边强度不够,咬口边被撕开。或者压型钢板使用时间过长,从而生锈被腐蚀成孔洞,防水胶不能起到作用。还有,使用的紧固钻尾螺丝不合格。钻尾螺丝下的胶垫在受压时破损或在短时间内老化,失去密封作用,从钻尾螺丝孔处渗进雨水。
  2.3 现场施工方面产生渗漏问题分析
  现场安装钢结构工程中出现的一些不规范行为是导致钢结构厂房渗雨的一个重要原因。钢结构框架安装时,钢柱的标高、扭转度、垂直度等的调校达不到规范要求,质量控制不严,框架尺寸出现变形超差,致使屋面和墙面不平,相邻板间出现间隙。在支撑擦条的安装时,擦条扭曲变形,致使屋面和墙面不平,屋面积水,相邻板间出现间隙使得水渗漏进去。
  压型彩钢板安装顺序不合理,相邻板间扣槽不到位,屋面压型彩钢板纵向搭接尺寸及屋脊板、封檐板、包角板、泛水板搭接尺寸过小,搭接板口未设密封胶带,致使雨水由此渗入所预留的窗洞口过大,只能用密封胶填充过大的缝隙,结果密封胶开裂导致渗水。使用钻尾螺丝固定压型钢板时,钻尾螺丝镶入板面过松或未垂直镶入板面,钻尾螺钉与板面间有间隙,以及钻尾螺丝镶入板面时过紧致使板面凹陷积水,密封胶垫被损坏等,都会导致板面渗水。包角板、泛水板安装质量不过关,固定点过少,交角处处理不合理以及檐口、脊线处未加密封堵头或者使用劣质材料等都会导致维护系统渗水。
  在大多轻钢结构厂房中,为增加室内亮度在屋面设有采光窗,而采光板与屋面压型彩钢板搭接处渗漏是屋面渗漏的重点。因为采光板与屋面压型彩钢板横向搭接处由于两者膨胀系数不同,采光板刚度较小,加擦条支撑不够,容易形成缝隙,或者固定采光板的螺栓处出现扩孔现象,大风大雨时雨水则会灌入。安装窗子和收边时,在雨天强行打胶,或打胶处灰尘、油污等未清理干净,密封胶附着不好,密封不严,导致雨水由此渗入。
  施工单位随意选用节点做法,未能严格按照图纸设计去做,则会引起节点处漏水现象的出现,比如,使得女儿墙高度不够,伸出屋面的管道、排气道位置不妥四周泛水高度不够,根部相交处处理不严。屋脊板过窄,压边接口处密封不严,铁皮变形,固定点稀少,密封材料封口不严。采光窗防水施工密封有缺陷。以上节点构造问题都可以出现渗漏现象。   施工过程中管理不到位,压型彩钢板的外部保护漆膜划伤严重,致使彩钢板很快锈蚀穿孔,导致渗漏。通过对一些屋面发生滴水现象的研究分析,发现屋面滴水有时是由屋面冷凝水造成的。屋面保温层未采用铝箔隔汽层隔绝水汽,或者错误的把保温层铺在了屋面下层板上,铝箔隔汽层未起作用,冷凝水顺着错误的下层板搭接口滴下。
  3、轻钢屋面防渗漏问题对策研究
  3.1 方案设计方面防止渗漏的对策研究
  设计人员应严格按照规范设计,不得因为节省造价而随意降低设计指标,设计人员应多去施工现场,结合实际情况进行设计。设计人员应根据实际情况做出详细合理的节点大样图,不能只图方便,盲目套用图集上的节点。设计人员在设计屋面的檩条的时候,应该保守一点,不要盲目为了节省钢材,而降低檩条的高度。檩条高度高一点,有利于防漏。
  屋面板应采用防水性能较好的板型。根据市场调查情况统计,760型现场复合板、475型彩钢板、675型彩钢板,咬合360°,至少180°,几乎没有漏水现象,虽然这几种板型安装比较麻烦,但是用效果反映良好。屋面防水材料的选择,应选用质量信得过的厂家。由于金属屋面板的材料特性,应选用适合于金属板屋面的防水材料;如具有較高的粘结强度、好的追随性、以及耐候性极佳的丁基橡胶防水密封粘接带,作为金属板屋面的配套防水材料。
  3.2 材料选用方面防止渗漏的对策研究
  大力推广应用新型防水材料是基础。在屋面渗漏水治理工作中,应首先选用技术较先进、性能较优异的高聚物改性沥青卷材及涂料、合成高分子卷材及涂料、弹塑性密封材料及新型刚性防水材料。在当前防水材料市场鱼龙混杂的情况下,必须严把材料质量关,对进入施工现场的防水材料,不仅要符合国家或行业标准,有出厂合格证和材料准用证,还必须进行现场抽样复检,复检不合格的材料坚决不用,严防假冒伪劣产品应用到渗漏水治理工程中。
  由于目前防水材料品种繁杂、性能各异,适用范围不同且价格相差悬殊,因此要本着“因地制宜、按需选材、防排结合、刚柔并济、整体密封”的原则进行屋面防水设计和选材。要根据当地的最高和最低气温、日温差、屋面坡度、防水层形式(外露或非外露)以及结构大小等具体情况,选用适宜的防水材料,确定相应的施工方案。
  3.3 现场施工方面防止渗漏的对策研究
  要想保证屋面不渗漏,施工管理人员必须做好图纸会审和技术交底工作,掌握施工图中的细部构造及有关技术要求。只有经过会审的图纸才能施工,这是必不可少的技术规定。
  安装时注重现场管理加强材料的进场控制,注重封缝防水材料的质量控制,彩钢板铺设及固定控制。防水层施工时,应先做好节点、附加层和屋面排水比较集中部位(如屋面与水落口连接处、檐口、天沟、檐沟、屋面转角处、板端缝等)的处理,然后由屋面最低标高处向上施工。铺贴天沟、檐沟卷材时,宜顺天沟、檐口方向,减少搭接。铺贴多跨和有高低跨的屋面时,应按先高后低、先远后近的顺序进行。
  每日收工前将屋面、天沟上的残屑杂物清理干净。彩钢板切割时,其外露面应朝下,以避免切割时产生的锉屑贴附于涂膜面,损坏面膜,导致彩钢板锈透漏水。一旦涂膜层有划伤时,应及时补刷防锈漆。施工人员在屋面行走时,沿排水方向应踏在波谷上,沿檩条方向应踏在檩条上,不得踏在接缝处,且须穿软质平底鞋,以免造成自攻丝密封圈处密封不严及密封胶开裂。
  3.4典型细部节点的设计与施工中防止渗漏的对策研究
  3.4.1 屋面螺钉和紧固件处漏水
  在设计和施工时对于自攻螺丝数量,直径,间距等要计算准确,攻丝力量控制适中,不能过大或者过小,位置要精确且要保证竖直打入,不要产生偏差。
  3.4.2 彩钢板搭接处漏水
  对于纵向搭接缝,设计时板材单位长度要满足搭接要求;对于横向搭接缝,锁口部位要特别处理。另外,彩钢板瓦波不能过低,要有足够高度抵挡雨水。搭接要牢固,自攻螺丝要打满,不能留有空隙。
  3.4.3 屋脊瓦漏水
  为防止脊瓦漏雨,在施工中宜采用加大脊瓦翻边长度,遇到瓦波部位要剪口,接缝处要打胶。另外,还可以改进屋脊瓦搭接方式。
  3.4.4 屋脊部位漏水
  屋脊板、高低跨相交处的泛水板与屋面彩色压型钢板的连接采用搭接连接,其搭接长度不宜小于200mm,搭接部位应设置挡水板和堵头,屋脊板之间搭接部位的连接件间距不宜大于50mm。施工时将钢板向上翻起30mm,能有效地防止雨水从接口处进入室内造成渗漏;另外,搭接处敷设胶泥或硅胶;适时更换缝合钉;堵头应与板型匹配,堵头敷设时应上下放胶泥或硅胶。
  3.4.5 屋面气楼部位漏水
  收边安装前应敷设泡沫堵头,纵向搭接必须设置胶泥或堵头并用缝合钉固定;气楼安装前必须将屋面板上扳;要求气楼施工方在气楼结构完成后对开孔部位进行防水处理,对气楼安装质量和防水性进行严格查验,若不符合要求则返工重做。
  3.4.6 采光板部位漏水
  设计中应选择采光板的厚度、刚度与彩钢板的厚度、刚度协调,使两种波形尽可能一致;防水螺钉施打在波峰上部;采光板处的收边板应与采光板密封牢固,纵向两侧胶泥要加宽,并铺设波峰上部,防止水毛细而渗水;控制两侧波峰中心间距,与采光板波峰中心距吻合,不能因安装问题或者尺寸宽度不一而去掉采光板的波峰高度或宽度,造成质量隐患;纵向搭接一般不小于300并且搭接处用硅胶密封牢固;采光板搭接的地方应敷设柔性胶带密封。利用屋面板作为采光板的支撑板,在屋面板上开洞,并用防水铆钉将采光板镶嵌在屋面板上。
  3.4.7 屋面开孔部位漏水
  按设计图纸施工并严格控制施工工序,敷设胶泥、硅胶要合理;对屋面风机开口或其他开口,根据开口的大小,采用工厂预加工制成的铝合金定型开口。开口处的屋面檩条须根据开口处的荷载适当增加屋面檩条或附属檩条。风机四周预留范围必须满足排水要求;墙面、屋面开孔后必须随后进行防水处理;后增围护开孔尽量要增设檩条或角钢结构,减小围护变形;防水安装必须严密、平整,使水流顺畅。屋面开孔最好与板型相配合,根据板型和单板宽度适当调整开孔位置,使开孔位置既便于施工,又有可靠的防水措施,可以有效地排除屋面的雨水,从而更好地保证屋面的防水效果。
  3.4.8 檐口部位漏水
  屋面外板安装时应同时放置泡沫堵头,且将屋面外板下扳30°;檐口处应按设计情况增设收边。
  3.4.9 天沟部位漏水
  内天沟的截面尺寸应尽量加大,一般不小于300mm×250mm,这样可以有效地增加天沟的容量,缓冲雨水管的排水压力;内天沟外壁应高出屋面板端头,并在女儿墙内壁做泛水;增加雨水管的数量和直径;内天沟接头焊接后做防水试验,若发现漏水,需进行二次焊接;天沟和雨水管设计管径大小应通过计算屋面排水量确定;安装天沟端部封头板;屋面板须按设计长度施工。
  3.4.10 屋面的排水沟区域漏水
  接口处焊缝要符合要求,落水口标高一定要标在最低位置。落水口数量及口径设计要依据雨水量综合考虑。
  3.4.11 砖墙与轻钢屋面连接部位漏水
  防止温度变形,采用两次收边连接处理;与砖墙体连接时,收边应有一定角度,并完全密封;收边间应预打密封胶。
  4、结束语
  对轻钢结构屋面防水工程在设计、材料选用、工厂制作、运输过程、现场安装等方面都要严把质量关,尽可能减少轻钢结构设计、制作、安装的失误。整个施工过程中涉及的各个部门之间要及时进行信息交流,工艺配合,技术协调。总之,解决轻钢厂房的渗漏问题是一个需要考虑全面的工程。
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