近年來, 在民用建築中, 金屬屋面應用得越來越廣泛。 金屬屋面系統, 滿足了建築的功能、結構和外觀要求。 對於民用建築金屬屋面而言,
國內眾多金屬屋面的滲漏, 大體分為兩類:一類為鋼屋面自身金屬特性所致, 在板縫及節點處滲漏;另一類為鋼屋面自身保溫構造缺陷, 產生結露冷凝。
滲漏原因分析
一板縫及節點處滲漏原因分析
1)環境溫差變化
屋面金屬板自身導熱係數大, 對環境溫度很敏感, 當外界溫度發生較大變化時, 板收縮變形而在介面處產生較大位移;多次的熱脹冷縮, 使密封膠的彈性及粘結力變小, 而失效。 因而屋面金屬板介面部位極易產生漏水隱患。
鋼結構體系中, 由於結構本身在溫度變化以及風載、雪載等外力的作用下, 同樣容易發生彈性變形, 使屋面金屬板在連接部位出現位移而產生漏水隱患。
2)節點部位不同材料應力變化差異
由於使用不同材料連接, 比如女兒牆與鋼板等材料製成的天溝連接處、屋面採光帶等部位, 材料應力變化不同步, 產生漏水隱患。
3)屋面年久失修
①由於長期暴露於室外, 在風、雨等外力的作用下, 造成彩鋼板屋面長時間的顫動, 使釘眼處及鐵皮接縫處磨損, 遇到雨水就會生銹。 如此演變下去, 情況越來越嚴重, 從而使屋面產生漏水現象。
②屋面跨度較大, 時間久了造成中部積水, 重力加大, 雨水次數越多屋面變形越嚴重, 甚至出現塌頂。
③用於生產廠房的金屬屋面。 由於室內生產會向屋頂排出廢氣, 廢氣中包含很多化學物質與金屬殘渣, 會對屋面板造成銹蝕, 導致屋面產生孔洞,
二結露冷凝滲漏原因分析
1)屋面未設隔汽層
在一些晝夜溫差大的地域, 以及生產工況濕度較大的廠區, 金屬屋面無法有效阻隔室內外的潮氣進入屋面系統, 造成結露冷凝。 這類情況常見於造紙廠房、食品加工廠、冷庫等。
2)屋面保溫構造不合理
金屬屋面的保溫構造不合理, 會使冷橋出現。 當屋面系統內有冷凝水存在時, 屋面保溫構造逐步失效, 進而加劇冷橋現象。
滲漏維修
消除金屬屋面滲漏, 應圍繞材料選擇、方案設計以及施工三個方面進行工作。
防水材料選擇
金屬屋面長期暴露在戶外, 受自然條件的影響很大, 所以防水處理必須要符合金屬建築物的特性, 所選防水材料應具備以下性能:良好的彈性和抗斷裂拉伸強度,
目前廣泛應用的兼具以上特點的卷材主要有:PVC、TPO、EPDM 等高分子防水卷材。 瀝青類防水卷材因瀝青的耐候性和抗紫外線性能等原因, 這裡不作推薦介紹。
屋面翻新工程中所用的塗料以丙烯酸類為主, 分為有胎基丙烯酸塗料系統和無胎基丙烯酸塗料系統。 聚氨酯類塗料也多有應用。 依仗卓越的粘結強度和高反射、耐紫外線性能,
設計方案的掌控
1)抗風揭
金屬屋面如未進行屋面的抗風揭計算, 在屋面的邊角區域就未對鋼板與檁條部位進行足夠加強, 因而出現被風破壞的現象。 依據以上屋面維修材料的用法, 可按柔性防水卷材(機械固定和滿粘兩種)及塗料(塗刷滿粘)兩方面分別對抗風揭設計進行介紹。
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卷材固定
機械固定:採用專用固定配件, 將高分子柔性防水卷材固定於屋面結構鋼板上, 固定件被覆蓋於防水卷材搭接邊下, 通過熱風焊接, 使屋面具有完整的防水層。 通過風荷載實驗室中進行的動態風載破壞類比實驗, 確定系統在綜合因素下的允許負荷值, 以此作為系統設計依據。 其中風荷載計算是系統安全性的保證。
機械固定屋面系統的風荷載設計規定:
①根據工程所在地最大風力、建築物高度、屋面坡度、基層狀況、卷材性能(勻質或加筋)、建築環境、建築形式等因素,按現行國家標準 GB 50009—2012《建築結構荷載規範》的有關規定進行風荷載計算。
②應對設計選定的防水卷材、保溫隔熱材料、隔汽材料和機械固定件等組成的屋面系統進行抗風揭試驗,試驗結果應滿足風荷載設計要求。
③根據風荷載設計計算和實驗資料,確定屋面邊角區和中心區的固定件佈置間距。由於屋面在風荷載作用下,屋面邊角部位與中央部位受力不同,需在邊角區區域加密。
④根據抗風荷載計算確定螺釘間距:首先,熟悉屋面結構圖,確定所需用的防水卷材、墊片、固定件長度、固定件設計負荷值;接著,根據 GB 50009—2012《建築結構荷載規範》計算屋面風荷載設計值,確定每 m 固定件數量、排距以及間距,並由經驗取出周邊加密區範圍;加密區寬度應根據卷材的幅寬確定,為卷材幅寬的倍數,而螺釘株距則應根據壓型鋼板的波峰間距確定,為波峰間距的倍數。
⑤中心區螺釘行距應根據卷材幅寬確定;螺釘株距應根據壓型鋼板的波峰間距確定,亦為波峰間距的倍數。
滿粘固定:即將防水專用膠粘劑分別塗刷於防水層和屋面基層,按照屋面形狀,將防水卷材全部滿粘於屋面基層上,利用膠粘劑的粘結力來抵抗風荷載,然後通過熱風焊接,使屋面具有完整的防水層。其中卷材與屋面基層間的粘結強度是此系統安全性的關鍵。卷材施工前,應在翻新屋面基層上與卷材做局部滿粘施工,施工後應進行相應剝離試驗,以確保其粘結可靠性。
塗料滿粘
將防水塗料塗刷於屋面基層,塗料與基層間的粘結強度是此系統抗風荷載安全性的關鍵。
屋面翻新施工前,應在翻新屋面基層上塗刷相應的塗料,驗證其粘結強度。
2)待維修屋面豎向承載力驗算
驗算時,需充分瞭解原有屋面的設計參數及載荷;對翻新屋面的結構層次重新驗算,確保不超出原有承重結構的耐受範圍。
施工
維修施工時,應結合現場實地情況,編排切實可行的施工組織方案,確保安全、品質和進度,盡最大限度不影響原有建築的正常使用;施工前對基層進行預先清理,使翻新在適宜良好的基層上開展;不適於改造方案的基層,可以進行局部修正。
探出天溝的鋼板應切除
貼敷的採光帶應加高
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其中風荷載計算是系統安全性的保證。機械固定屋面系統的風荷載設計規定:
①根據工程所在地最大風力、建築物高度、屋面坡度、基層狀況、卷材性能(勻質或加筋)、建築環境、建築形式等因素,按現行國家標準 GB 50009—2012《建築結構荷載規範》的有關規定進行風荷載計算。
②應對設計選定的防水卷材、保溫隔熱材料、隔汽材料和機械固定件等組成的屋面系統進行抗風揭試驗,試驗結果應滿足風荷載設計要求。
③根據風荷載設計計算和實驗資料,確定屋面邊角區和中心區的固定件佈置間距。由於屋面在風荷載作用下,屋面邊角部位與中央部位受力不同,需在邊角區區域加密。
④根據抗風荷載計算確定螺釘間距:首先,熟悉屋面結構圖,確定所需用的防水卷材、墊片、固定件長度、固定件設計負荷值;接著,根據 GB 50009—2012《建築結構荷載規範》計算屋面風荷載設計值,確定每 m 固定件數量、排距以及間距,並由經驗取出周邊加密區範圍;加密區寬度應根據卷材的幅寬確定,為卷材幅寬的倍數,而螺釘株距則應根據壓型鋼板的波峰間距確定,為波峰間距的倍數。
⑤中心區螺釘行距應根據卷材幅寬確定;螺釘株距應根據壓型鋼板的波峰間距確定,亦為波峰間距的倍數。
滿粘固定:即將防水專用膠粘劑分別塗刷於防水層和屋面基層,按照屋面形狀,將防水卷材全部滿粘於屋面基層上,利用膠粘劑的粘結力來抵抗風荷載,然後通過熱風焊接,使屋面具有完整的防水層。其中卷材與屋面基層間的粘結強度是此系統安全性的關鍵。卷材施工前,應在翻新屋面基層上與卷材做局部滿粘施工,施工後應進行相應剝離試驗,以確保其粘結可靠性。
塗料滿粘
將防水塗料塗刷於屋面基層,塗料與基層間的粘結強度是此系統抗風荷載安全性的關鍵。
屋面翻新施工前,應在翻新屋面基層上塗刷相應的塗料,驗證其粘結強度。
2)待維修屋面豎向承載力驗算
驗算時,需充分瞭解原有屋面的設計參數及載荷;對翻新屋面的結構層次重新驗算,確保不超出原有承重結構的耐受範圍。
施工
維修施工時,應結合現場實地情況,編排切實可行的施工組織方案,確保安全、品質和進度,盡最大限度不影響原有建築的正常使用;施工前對基層進行預先清理,使翻新在適宜良好的基層上開展;不適於改造方案的基層,可以進行局部修正。
探出天溝的鋼板應切除
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