01.钢结构屋面形式
建筑屋顶是建筑的顶部承重和外围护结构,其围护和立面造型功能对整个建筑至关重要,是轻钢结构防水围护体系中最为重要的组成部分,其主要作用有:抵抗风、雨、雪的侵蚀;承受太阳的光、热辐射;承受屋面自重及风、雪、人在屋面上的荷载;
轻钢结构屋面一般根据所用材料不同,分为多种类型,如彩色波纹钢板、彩钢夹芯板、彩色沥青瓦、各种轻质屋面板、GRC板、金属拱形波纹屋面、复合波纹钢板等。
轻钢结构屋面、墙体材料主要采用彩色瓦楞板或夹芯板,常用瓦楞钢板规格有:YX25-205-820、YX51-470、YX76-380-7600、YX51-410-8200等型号板材,其中此类板材有360度卷边板、暗扣搭接板、钉接板等。檩条为薄壁C型或Z型钢檩条,自重较轻,屋面坡度设计一般为1/10~1/15。
02. 屋面板连接
钢结构建筑屋面板在屋面上的连接方式有两种:纵向连接和横向连接。纵向连接主要采用搭接方式,即上坡板压紧下坡板,搭接处设置专用防水密封胶及固定专用压条。横向连接方式目前主要有三种:
2.1搭接连接:将波纹钢板搭接边搭接起来,用各种螺栓、铆钉或自攻螺钉连接成整体。有带密封胶槽和不带密封胶槽两种形式。屋面螺钉外露,波峰相对较低。
2.2暗装连接:将固定支架用平头自攻螺钉固定在屋面檩条上,再将波纹屋面板与固定支架扣合,屋面上无外露螺钉,由于直接用螺钉与檩条连接,无法控制热胀冷缩引起的变形。
2.3 卡扣式连接:一种较为先进的屋面板连接方式。该屋面系统采用滑动支架将屋面板固定,有利于屋面防水和保持屋面的完整性,并能有效控制热胀冷缩引起的变形。
03.各部位漏水分析及解决方法
彩钢板维护系统本身具有一定的强度和刚度,材料一般不会渗漏,维护系统渗漏的主要原因是节点处理不当。材料的质量、系统设计的成熟度和完备度、结构施工安装技术也直接影响围护系统的防水效果。彩钢板因环境、温度的变化而收缩变形,在接口、搭接连接部位发生位移时,普通密封条或硅胶不能与彩板表面同步位移,产生脱落,造成彩钢板屋面渗漏。不同的天窗在同样的时间内,其变形、老化程度也不同,即使是同样的钉板,不同的施工队安装效果也有很大差异。渗漏按部位主要分布情况如下:
3.1 屋脊:
该区域漏水主要原因为:屋脊处顶高过高,屋盖不能保证防水;纵向搭接处未做防水处理,产生缝隙,造成渗漏;屋盖纵向搭接处采用铆钉连接,热胀冷缩强度不够,使铆钉断裂,造成漏水;屋盖与屋面板之间没有塞子,或塞子放置不当,脱落,造成漏水。
3.2 屋顶空气塔位置:
该区域漏水主要原因为:空气塔与屋面连接处边缘下方未放泡沫塞,边缘纵向搭接处未做防水处理;空气塔连接处未放上屋面外板;空气塔结构支架开孔处未做防水处理;空气塔本身制作、安装存在漏水风险。
3.3 照明板位置:
采光板防水是维护系统防水的重要环节。采光板安装时胶泥的铺设、防水螺钉的打入是屋面渗漏的主要隐患;采光板形状与屋面板形状不匹配,采光板两侧的波峰高于屋面板;安装后密封过紧,造成采光板内外产生压差,毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面渗漏;采光板纵向搭接长度不够,胶泥老化失去粘性;纵向胶泥脱落;采光板与彩钢板搭接刚性过大,中间缝隙未密封等。
3.4 屋顶开口位置:
彩钢屋面的开孔既要解决美观问题钢结构屋面风机防水施工节点图,又要解决屋面的防水问题,这两个问题要根据开孔形式和彩钢屋面板型号来确定。该部位漏水的主要原因有:扇形开孔未按设计节点做防水处理,未做防水就放置钢塞;扇形开孔四周预留面积小,雨水流不畅,易积水;开孔边缘未做防水处理;开孔四周无结构部位,造成低凹积水;防水施工存在挡水现象钢结构屋面风机防水施工节点图,造成积水。
3.5 檐口面积:
檐口漏水主要来源为:屋面外板安装未打泡沫塞,屋面外板未放低;墙面外板长度不够,檐口未做防水处理。
3.6 天沟位置:
搭接缝和搭接缝是漏水的两个关键部位。与钢筋混凝土屋面相比,钢结构屋面的天沟深度较小,且天沟与屋面之间没有连续的防水构造,当天沟内有积水时,很难保证不漏水。该部位漏水的主要原因有:内天沟焊接接头有缝隙,造成渗水;天沟及雨水管管径太小,与厂房坡长不匹配;天沟端部无头板;屋面外板伸入天沟的长度不够,水会倒流进厂房内等。
3.7 遮阳篷部件:
该区域漏水的主要原因有:雨篷与附件接口处理不当;雨篷与外墙之间未安装堵头或未按设计要求伸入外墙板内。
3.8 厂房与附属建筑接口:
该部位漏水的主要原因有:施工不合理、接口边缘安装不符合设计要求
3.9砖墙与轻钢屋盖连接:
此区域是漏水的易发区域,漏水多发生在屋面板与水泥墙交界处,主要原因是受力不同步,使结构墙体与钢板粘结面产生裂缝,造成漏水。
3.10铝合金窗部件:
铝合金窗与彩钢墙、砖墙连接处是防水难题之一,该处漏水主要原因有:墙体檩条与铝合金之间有缝隙;窗底与钢结构、砖墙、窗玻璃、型材之间密封不严;窗台与地台缝隙大或有水倒流;安装时窗顶的防雨饰条未做防水处理等。
04. 其他漏水原因分析
4.1设计原因:
(1)屋面排水系统未按规范设置溢流措施,当大雨强度超过雨水系统排水能力时,就会超越搭接缝,甚至溢流到屋面上,引发事故;
(2)落水管数量不足,雨水沿天沟长距离、长时间流动,造成内涝;墙体外板上部无L型修边,造成天沟内侧存在漏水风险;
(3)彩钢防水配件设计不合理,不能达到防水效果。
(4)规范规定了构件变形的控制值,檩条挠度为L/180,屋面梁挠度为L/180(式中L为受弯构件跨度)。若屋面檩条截面设计过小、间距过大,在风荷载作用下,檩条、瓦楞板会变形过大;
(5)没有充分考虑结构变形、温差变形、收缩变形、振动等影响,防护不满足基底变形的需要。
(6)门式刚架轻型房屋屋面坡度宜为1/8~1/20,降雨量大的地区,应取较大值,南方地区屋面坡度不宜小于5%。实际设计工程中,很多工程屋面坡度太小,屋面雨水不能及时排至天沟。
(7)雨篷设计有水倒流现象,造成雨篷漏水;
4.2材料选择不当:
(1)雨水管多采用塑料管,强度差,在钢结构厂房安装调试过程中容易损坏。
(2)由于钢板天沟比较薄,所以容易出现焊缝问题。
(3)没有根据屋面坡度选择合适型式的采光板及屋面彩板,波峰坡度小,横向搭接量太少,不利于排水。
(4)箱体彩钢板太薄,使用一段时间后,外板因温度影响产生腐蚀或变形,板间缝隙增大。
(5)瓦楞板基材镀锌层质量差、涂层太薄,导致瓦楞板使用寿命短、易生锈、损坏;
(6)自攻螺丝垫质量差,容易开裂,玻璃密封胶容易老化。
(7)节点板明显变形,相邻两板高度、间距不一样;应采用防水节点板铆钉。
4.3结构措施:
(1)堵头是防止风吹漏水的有效措施,不容忽视。例如,确保彩钢板与屋脊盖板之间的堵头安装到位,加强天窗与屋脊盖板之间堵头下部的防水,在屋面扇处彩钢板顶端安装钢堵头,加强防水;
(2)搭接时,间隙易受温度影响而变大,应留有足够的搭接长度;
(3)水要排,不能堵。安装时,一般在钢板内侧涂密封胶,涂得越多越好。
(4)必须充分重视热胀冷缩对钢结构屋面围护体系的不利影响,采取合理的构造措施:
4.4 使用过程中:
(1)随机增加屋面檩条上的荷载,造成屋面板变形。
(2)雨水箱内积聚大量污染物,造成堵水。
(3)防水胶、密封胶在使用过程中老化及缺乏必要的维护。
05. 概述
钢结构屋面漏水并不是孤立现象,造成漏水的因素有很多,要想从根本上解决问题,必须认真对待设计,确定合理的设计方案,做好一端(防水层末端)、二缝(伸缩缝、隔墙缝)、三口(出水口、出入口、檐口)、四根(女儿墙根、设备根、管道根、烟囱根)等溢水部位的细部构造处理。