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彩鋼板屋面滲漏水原因分析及治理措施探討

作者:超級(jí)管理員     發(fā)布時(shí)間: 2022-08-18 15:00:44   310 次瀏覽

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隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增大及國(guó)家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，鋼結(jié)構(gòu)建筑的興建日益增多。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑以其自重輕、抗震性能好、施工快、污染小等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、體育館、展覽館等工程中，但隨著時(shí)間的推移，輕鋼屋面出現(xiàn)滲漏的情況日益突出，影響建筑質(zhì)量。不同于普通混凝土建筑結(jié)構(gòu)，彩色輕型鋼屋面出現(xiàn)滲漏水的現(xiàn)象比較多樣，比如：板縫及搭接處滲漏、天溝兩側(cè)板沿返水、采光帶處漏水、屋面風(fēng)機(jī)和通風(fēng)器開(kāi)洞處滲漏、屋脊包件處滲漏等。在此，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑中常出現(xiàn)的彩鋼板屋面滲漏水現(xiàn)象，分析滲漏原因并提出合理的解決方案。

01.

材料特性引起的滲水隱患



眾所周知，身為金屬材料的彩鋼板具有導(dǎo)熱性強(qiáng)的特點(diǎn)，當(dāng)外界環(huán)境的溫度發(fā)生較大變化時(shí)，彩鋼板也會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的收縮變形，特別是在接口部位。研究表明，酷暑中午時(shí)深色彩板面溫度達(dá)127 ℃以上；較高的溫度又導(dǎo)致彩鋼屋面板發(fā)生較大程度的位移，在38 ℃時(shí)長(zhǎng)度15 m金屬板的位移量為10 mm，60 ℃時(shí)為14 mm，而127 ℃時(shí)達(dá)到25 mm。因此，在屋面設(shè)計(jì)時(shí)，要求長(zhǎng)度超過(guò)9 m的金屬屋面板，必須考慮溫度變化所產(chǎn)生的位移。

鋼結(jié)構(gòu)建筑除了易受外界溫度變化的影響，還會(huì)受到外界大風(fēng)和雨雪等的影響，當(dāng)風(fēng)力過(guò)大或積雪過(guò)厚時(shí)，易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，引起結(jié)構(gòu)滲漏。由于鋼結(jié)構(gòu)是利用現(xiàn)有的不同材料進(jìn)行拼接而成的，各種材料在受到外界因素的影響時(shí)產(chǎn)生的變形量難以同步，這就容易產(chǎn)生縫隙，進(jìn)而導(dǎo)致搭接部位出現(xiàn)漏水。

此外，彩鋼板屋面系統(tǒng)大量使用自攻螺釘，隨著時(shí)間的增加、熱脹冷縮的循環(huán)，密封墊圈逐漸老化、自攻螺釘逐漸松動(dòng)，屋面板發(fā)生撕裂。這也是滲漏常見(jiàn)原因。

02.

設(shè)計(jì)因素引起的滲水隱患


GB 50896—2013《壓型金屬板工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定：彩鋼板的屋面坡度宜按1/20~1/6設(shè)計(jì)，對(duì)于雨水較多的地區(qū)，取值應(yīng)取規(guī)定范圍內(nèi)的較大值。在進(jìn)行屋面設(shè)計(jì)時(shí)，有些設(shè)計(jì)單位由于沒(méi)有很好地考慮當(dāng)?shù)氐挠晁?，?dǎo)致最終的屋面坡度較小，無(wú)法及時(shí)排出雨水，進(jìn)而導(dǎo)致雨水倒流、積水與滲漏。其次，天溝尺寸取值偏小及雨水管數(shù)量設(shè)計(jì)偏少，當(dāng)大量雨水匯集到天溝處卻不能及時(shí)排出，水會(huì)順著天溝上沿與屋面板相交處涌進(jìn)室內(nèi)。此外，有些屋面設(shè)計(jì)時(shí)未按照規(guī)范要求進(jìn)行溢流設(shè)計(jì)，當(dāng)強(qiáng)降雨來(lái)襲時(shí)，不能及時(shí)將屋面積水正常排出，導(dǎo)致屋面滲水；有些屋面設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)孔洞設(shè)計(jì)綜合考慮，導(dǎo)致孔洞尺寸與屋面板有效寬度不匹配，后期設(shè)計(jì)變更或增加屋面孔洞，留下滲漏隱患。

就目前我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并未完全考慮地域性的影響。為了能更好地保證鋼結(jié)構(gòu)的使用，應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)采取不同的防水措施，例如，應(yīng)按南方雨季、沿海地區(qū)、東北積雪地區(qū)以及西北干燥地區(qū)分別設(shè)計(jì)。

03.

施工因素引發(fā)的滲水隱患


GB 50896—2013中規(guī)定：屋面金屬板的側(cè)向連接一般采用搭接連接，并且其搭接方向應(yīng)與當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向保持一致；屋面金屬板的長(zhǎng)向連接采用搭接連接，搭接端必須支承在支承構(gòu)件上，對(duì)于波高≤70 mm的壓型金屬板，當(dāng)屋面坡度＜1/10時(shí)，搭接長(zhǎng)度≥250 mm，而屋面坡度≥1/10時(shí)，搭接長(zhǎng)度≥200 mm。目前，屋面大多采用波高較低的輕型鋼板，由于施工人員在施工過(guò)程中未遵守搭接方向與搭接寬度要求，導(dǎo)致強(qiáng)降雨到來(lái)時(shí)，很容易積水與漏水。

在屋脊蓋板施工過(guò)程中，蓋板與屋面板通過(guò)鉚釘連接，外界環(huán)境變化引起蓋板、屋面板和鉚釘產(chǎn)生變形，蓋板的搭接部位未按要求涂抹密封膠、設(shè)置防水堵頭，都易引起屋面滲漏。鋼板天溝制作和安裝時(shí)，未按要求設(shè)置縱向坡度、采取防腐措施，時(shí)間一長(zhǎng)天溝內(nèi)壁腐爛變形，形成滲水隱患。

除此之外，在施工中隨意踩踏鋼板而形成凹陷，破壞了原有鋼板的平整性，導(dǎo)致后續(xù)施工完成后，凹陷部位出現(xiàn)縫隙，當(dāng)屋面發(fā)生積水時(shí)就容易通過(guò)凹陷部位形成滲漏通道。

04.

屋面彩鋼板滲漏的防治措施

材料方面

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選用的防水材料應(yīng)具有高強(qiáng)粘結(jié)性、耐候性及較強(qiáng)的抗變形能力，如丁基橡膠防水密封粘結(jié)帶、硅酮耐候膠等，并因時(shí)制宜、因地制宜選用新型防水材料，如屋面風(fēng)機(jī)開(kāi)洞、出屋面管道處選用新型防水涂料、防水蓋片等。


南方經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)侵襲，廠房結(jié)構(gòu)和屋面圍護(hù)需考慮風(fēng)荷載作用，選用厚度0.5 mm以上、屈服強(qiáng)度300 MPa以上的彩鋼板，在屋面板與檐口部位檁條連接處加固并密打自攻釘，并作好防水措施。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查與使用情況，360°咬口型屋面彩鋼板（圖1）的鎖邊與防水效果好，隱藏式咬邊連接將屋面板相互咬合、成為一體，增強(qiáng)了屋面的整體性，能夠抵抗臺(tái)風(fēng)對(duì)屋面板的考驗(yàn)；同時(shí)，此屋面板設(shè)計(jì)波峰高、無(wú)外露釘頭，利用滑動(dòng)座與屋面檁條緊密連接，滑動(dòng)支架能隨板材的熱脹冷縮線性滑動(dòng)，滿足變形需求。


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圖1   360°咬口型屋面彩鋼板


設(shè)計(jì)方面


設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，應(yīng)首先熟悉當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，綜合考慮氣候因素、地形因素。對(duì)于風(fēng)大的地區(qū)，應(yīng)考慮防風(fēng)揭措施；對(duì)于雨雪多的地區(qū)，其屋面坡度應(yīng)保證不小于10%，并且屋面檁條截面盡量取高，這樣可有效防止屋面在荷載作用下引起的不均勻撓度變化，減少積水或漏水。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證圖紙的完整、清晰與詳細(xì)，對(duì)于細(xì)部構(gòu)造做法、特殊部位的節(jié)點(diǎn)詳圖應(yīng)清晰表達(dá)在圖紙上，讓施工人員一目了然，進(jìn)而指導(dǎo)準(zhǔn)確施工。


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施工方面


為了減少構(gòu)件之間的搭接，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)況盡量選擇尺寸較長(zhǎng)的板材。受到運(yùn)輸條件的影響，工廠生產(chǎn)的板材一般不超過(guò)16.5 m；而目前的360°咬口型屋面彩鋼板可在施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，最長(zhǎng)可達(dá)110 m，使屋面板從屋脊到檐口長(zhǎng)向無(wú)搭接。

彩鋼板的縱向采用搭接連接時(shí)，搭接端必須支承在檁條處的支承構(gòu)件上，兩塊板均應(yīng)伸至支撐構(gòu)件上，且采用順?biāo)罱?，具體示意見(jiàn)圖2。為保證防水效果，搭接時(shí)應(yīng)根據(jù)屋面坡度設(shè)置一定的搭接長(zhǎng)度，坡度不大于10%和大于10%時(shí)，搭接長(zhǎng)度分別為250 mm和200 mm，并在搭接處上下兩層板縫間粘貼密封帶、涂抹密封膠，波谷處用加強(qiáng)束固定，具體示意見(jiàn)圖3。


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圖2   屋面板搭接


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圖3   屋面板搭接處打膠

屋面板的側(cè)向連接一般采用搭接連接，形式包括扣蓋式、咬邊式、暗扣式等，搭接方向應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)向一致。目前市場(chǎng)上應(yīng)用比較成熟的板型是360°直立縫鎖邊連接，連接形式為滑動(dòng)式，能夠消化屋面板因熱脹冷縮引起的變形，適用于單坡尺寸過(guò)長(zhǎng)或環(huán)境溫差過(guò)大的建筑。壓型鋼板直立縫滑動(dòng)屋面構(gòu)造及鎖邊示意見(jiàn)圖4。


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圖4   壓型鋼板直立縫滑動(dòng)屋面構(gòu)造及鎖邊

彩鋼板側(cè)向搭接時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確搭接并使前后兩塊彩鋼板夾緊，直到彩鋼板的兩端都固定。一種簡(jiǎn)單而有效的方法是用一對(duì)夾口鉗分別夾住所搭接的彩鋼板，彩鋼板沿縱向就位時(shí)，用鉗子夾住搭邊部分，然后用咬口設(shè)備將兩塊板咬合到一起；安裝下一塊彩鋼板之前，前一塊彩鋼板必須完全被固定住。安裝屋面板360°咬合節(jié)點(diǎn)示意見(jiàn)圖5。


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圖5   屋面板360°咬合

泛水包邊板包括屋脊板、泛水板、封檐板、封邊包角板等異型板，宜用彎板機(jī)彎制成型，厚度≥0.6 mm。這些配件之間的搭接方向宜與當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向一致，搭接長(zhǎng)度≥150 mm，中間用密封膠帶密封、拉鉚釘連接，外露釘頭涂抹中性硅酮密封膠。屋脊板、高低跨相交處的泛水板與屋面彩色壓型鋼板的連接采用搭接連接，搭接長(zhǎng)度≥200 mm；搭接部位應(yīng)設(shè)置擋水板和堵頭，施工時(shí)將鋼板向上翻至少5 mm。屋脊板處泛水板與壓型鋼板的連接示意見(jiàn)圖6。


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圖6   屋脊板處泛水板與壓型鋼板的連接

采光窗是屋面圍護(hù)系統(tǒng)的重要組成部位，在滿足屋面采光率的前提下，采光窗應(yīng)盡量選用同屋面板型一致的采光板。根據(jù)材料的不同，采光板可分為玻璃纖維增強(qiáng)聚酯采光板、聚碳酸酯采光板等，在鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)屋面中大多采用玻璃纖維增強(qiáng)聚酯采光板。由于采光板與彩鋼屋面壓型板的熱膨脹系數(shù)不一致、波形不太吻合，易使采光板與屋面的交接防水不嚴(yán)密、接口處密封性差，導(dǎo)致設(shè)有采光帶的屋面出現(xiàn)滲漏、滴水現(xiàn)象。為減少滲漏，應(yīng)協(xié)調(diào)采光板與彩鋼板的厚度、剛度與波形一致，例如可以在加工時(shí)給采光板兩側(cè)加上彩板邊，并在彩板邊與采光板連接處用密封膠帶密封、防水拉鉚釘固定，具體示意見(jiàn)圖7。


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圖7   帶彩板邊的采光板加工

屋面排水天溝一般采用3 mm厚冷軋鋼板制作，天溝沿長(zhǎng)度方向連接采用焊接。天溝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用內(nèi)天溝，若必須采用時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)范計(jì)算天溝寬度、深度，并適當(dāng)加大天溝深度，女兒墻內(nèi)壁做好泛水，并在兩端設(shè)置溢水口或者溢流系統(tǒng)，具體示意見(jiàn)圖8。天溝內(nèi)壁在涂裝防銹底漆后，使用塑性體改性瀝青防水卷材進(jìn)行內(nèi)防腐處理，保證經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)延長(zhǎng)天溝的使用壽命，該方法已在多個(gè)項(xiàng)目中推廣應(yīng)用，效果良好。


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圖8   檐口處天溝節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

隨著彩鋼板被廣泛應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)愈發(fā)得以體現(xiàn)，為了更好地結(jié)合建筑工程特點(diǎn)與環(huán)保理念，彩鋼板在致力于性能提升的同時(shí)，應(yīng)符合以下發(fā)展趨勢(shì)：采用高質(zhì)量基板。現(xiàn)代建筑對(duì)于基礎(chǔ)材料的要求越來(lái)越高，為順應(yīng)建筑市場(chǎng)的發(fā)展潮流，高質(zhì)量基板的應(yīng)用前景廣泛，例如：室外可采用小鋅花平整熱鍍鋅鋼卷、無(wú)鋅花平整熱鍍鋅鋼卷及鋅合金熱鍍卷；室內(nèi)采用電鍍鋅鋼卷、貼膜冷軋板及鋁板卷等。



    改進(jìn)預(yù)處理液，提高預(yù)處理施工技術(shù)。為了保證彩鋼板的使用年限，需要采用更加持久、環(huán)保的預(yù)處理液對(duì)其進(jìn)行處理，并提高預(yù)處理施工技術(shù)質(zhì)量。

    新涂料的開(kāi)發(fā)。為了順應(yīng)綠色環(huán)保的時(shí)代潮流，開(kāi)發(fā)更加環(huán)保的涂料，并在涂料基礎(chǔ)上有效改良，以提高涂料的耐久性，已是大勢(shì)所趨。

    完善相關(guān)技術(shù)設(shè)備。為了縮短施工周期、提高施工效率，對(duì)原有技術(shù)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造或采用新型設(shè)備，例如：采用新型焊機(jī)、新型輥涂機(jī)、自動(dòng)化儀表，完善固化爐等。

    發(fā)展冷壓花技術(shù)。相較于熱壓花技術(shù)來(lái)說(shuō)，冷壓花技術(shù)具有美觀、強(qiáng)度高、立體感強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，將成為今后彩鋼板制造中的主流工藝。

    產(chǎn)品的多樣化、功能化、高檔化。對(duì)于各行各業(yè)，多元化、高檔化、特殊定制都是發(fā)展趨勢(shì)，高性能、功能化、耐沖擊將是彩鋼板的主流趨勢(shì)，例如：深沖型彩涂板、“柚子皮”彩涂板、防靜電彩涂板、耐污染彩涂板、高吸熱性彩涂板等。





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