论文部分内容阅读
【摘要】以首钢老工业区-精煤车间改造项目的直立锁边金属屋面工程为实例，对直立锁边金属屋面容易渗漏水的节点部位进行了系统的分析，从防水原理到节点设计再到施工质量深入摸索研究，并针对不同的情况和原因提出优化措施。
【关键词】直立锁边;金属屋面;渗漏水问题;优化措施
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.075
1、精煤车间改造工程概况
精煤车间改造位于北京石景山首钢老工业园区内，西侧紧邻石景山，南侧毗邻群明湖。将原煤经过洗煤，除去煤炭中矸石，即为精煤，是炼钢工艺中不可缺少的一环，原精煤车间为混凝土排架结构，屋面结构为钢桁架系统，屋面系统为压型钢板金属屋面。现今根据北京市规划要求，整个首钢老工业区开始进行城市更新改造，精煤车间改造为冰壶、短道速滑、花样滑冰三馆合一的训练馆，为国家队运动员2022年冬奥会前的训练提供服务。
精煤车间东西长300m，南北宽54米，设计改造的原则为修旧如旧，尽量尊重和还原工业历史遗存的风貌。改造设计保留了原来的混凝土柱、吊车梁等结构构件，桁架按照原形式重新计算设计，屋面由压型钢板金属屋面改造为直立锁边铝镁猛金属屋面，一方面是提高屋面整体的防水和保温等各项性能，另一方面保证不增加太重的屋面荷载。
2、屋面防水重要性分析
屋面防水在建筑工程中起着不可或缺的重要作用，对建筑物使用寿命、建筑后期维护、生活或工作的环境都有很大影响;而且本项目还有着其特殊性：首先本工程为奥运项目，对建筑的防水性能就提出了更高标准的要求;其次本工程室内为冰面训练场，如若屋面有水渗漏进来，滴到冰面上会凝结成冰疙瘩，破坏冰面的平整度，进而影响运动员的训练。
3、本项目直立锁边金属屋面构造做法
本工程屋面系统采用1.0厚铝镁猛合金屋面板，面板图层为氟碳树脂烤漆图层，肋高65mm，板肋为直立且平行于屋面排水方向，采用暗扣式直立锁边固定方式，先将固定做用螺钉固定在檩条上，再将屋面板扣在固定座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合在一起，从而形成360度锁边防水构造。为了提高屋面的隔声性能及满足场馆内扩声混响要求，增加了一层10mm厚中密度纤维水泥板，基本构造层次如下：
（1）1.0mm厚铝镁猛合金直立锁边屋面板;
（2）L50型高强铝合金固定支座;
（3）100mm厚玻璃纤维棉压缩成50mm厚，容重为24kg/m3;
（4）1.2厚自粘防水卷材;
（5）10mm厚纤维水泥板;
（6）100mm厚玻璃吸音棉，容重为24kg/m3;
（7）70x30x30x2.5mm几字檩;
（8）100x125x30x4mm几字檩@840mm;
（9）0.6厚YX24-210-840型穿孔压型吸音底板（上衬两层无纺布）;
（10）4mm厚U型件;
（11）屋面钢构檩条（详钢结构专业图纸）。
4、常见渗漏水问题分析及相关优化建议
4.1屋脊堵头及面板端部折弯处渗漏水
金属屋面的屋脊搭接和盖板堵头处容易出现渗漏水情况，尤其是风比较大的雨天情况更为突出;分析原因如下：①铝合金堵头板与屋面板有缝隙，仅有一个泡沫堵头，易老化和变形;②屋脊面板边缘只有一个向上的折弯，风较大时可以把雨水吹进去;
优化措施：①铝合金堵头板与屋面板缝隙处，外侧增加一道优质耐候密封胶或者采用硬泡聚氨酯封堵;②屋脊两块屋面板搭接处，避免开放式处理，建议增加一道自粘防水卷材，假使雨水被风吹进去后，也不会再渗漏进入屋面内部构造或室内。見图3、图4
4.2屋脊顶部金属盖板螺钉处渗漏水
常规金属屋面屋脊顶部会有一道金属扣盖，但由于盖板与下部构造需要打钉连接，故而金属盖板表面会出现很多钉帽，并且考虑到现场施工质量施工技术参差不齐，或者安装完成后出现踩踏或其他机械振动影响，较容易出现钉帽处存在缝隙，导致屋面渗漏水;
优化措施：在金属屋面屋脊盖板上每个螺钉钉帽处，采用耐候密封胶将其封堵。见图5、图6
4.3金属天沟伸缩缝处渗漏水
本案建筑屋面东西向长度有300m，按国家相关屋面的规范规程要求，金属天沟需每隔不超过30m设置一道天沟伸缩缝，当遇到降雨量较大的天气时，或者天沟内有个别落水管堵塞导致天沟有积水时，在天沟伸缩缝两侧金属板的搭接节点处出现渗漏水的问题;分析原因大致有： ①伸缩缝处，两侧天沟搭接上返折弯的高度过小;②在设计阶段，排布雨水口时未考虑到每30m有一道伸缩缝的问题，导致两个伸缩缝之间一整段的天沟内只有一个雨落水口，导致排水不畅，容易积水;③伸缩缝搭接处，缝隙是敞开的;
优化措施：①将上返折弯的高度尽量抬高;②保证每段天沟内都有2个以上的雨落水口，使得排水能够通畅;③伸缩缝搭接处，增设一道自粘防水卷材，接缝处留有200mm宽的变形量，以免天沟金属板热胀冷缩将防水卷材拉坏撕裂。
4.4 T型支座处渗漏水
当锁边锁扣口松动或者出现其他种类漏水点时，雨水穿过金属面板进入内部构造，由T型支座连接处渗漏入室内;分析原因：防水卷材在遇到T型支座的地方被穿透，形成缝隙漏水隐患点;优化措施：所有此种缝隙处采用优质耐候密封胶进行封堵密实。
4.5后期使用维护不当导致渗漏水
通过多个项目的实际调研，并结合本项目实际使用一年的后评价经验，由于屋面使用和维护不当导致渗漏水情况发生的情况不在少数。分析总结如下：①物业检修工作人员，上至金属屋面进行设备检修或检查，踩踏面板过多或力度过大的情况，致使搭接锁边封口出现松动，且一些构造的连接处经过了几年时间出现了老化现象，从而出现漏水情况;②屋面上设置了大量的光伏发电板或太阳能板设备，导致屋面板上部荷载较大，容易出现变形，而且同时使得检修维护工作人员上屋面的频率增高，增加踩踏漏水风险;
优化措施：①加强后期维护人员的培训，防水意识及重要性的宣贯和提高，上屋面带鞋套且轻踩;②根据屋面光伏发电板的排布，集中布置几条供人行走的踏板，可以固定在肋上，肋部受力性能较好，相比直接踩踏面板出现缝隙的概率会小很多，减少漏水隐患。
4.6设计方面需注意的问题
设计图纸是施工最重要的依据，不论是系统设计还是某个细部节点设计都会影响到建筑工程项目的整体质量和安全，所以设计单位一定要提高重视程度，加强设计过程质量管理，并在正式出图前应进行多次审核，保证设计图纸的成果质量。
4.7施工方面需注意的问题
首先，施工单位要做好施工前的图纸会审工作，协同配合设计单位细致的梳理设计图纸，对图纸问题做到提前发现，提前改正;
其二，把控好材料进场这一关，质量过硬的合格材料是施工质量的基础要求，材料进场后施工单位除去自检之外，还要及时报监理单位和建设单位进行抽检，一一核查材料的相关指标和合格证等质量证明，从源头上把好质量关;
其三，施工安装前要认真熟悉图纸，施工放线务必保证准确，并且按板型技术要求做好安装排板设计，将后期安装可能出现的误差缩减至最小，另外正式安装之前也要对构件位置和基准线进行必要的复测，出现偏差时要及时调整檩条或支座、面板等的位置，保证安装准确。
结语：
以上通过精煤车间改造项目的实际经验，对直立锁边金属屋面经常出现渗漏水隐患的方面和影响因素进行了具体的阐述分析，并有针对性的提出了相应的优化措施建议。直立锁边金属屋面现今应用越来越广泛，尤其是在大跨度公共建筑中应用较多，一旦出现渗漏水情况会对建筑使用者的生活和工作会带来很大的影响，所以我们要从设计、施工、细部构造节点等，多维度的去总结分析和优化，避免渗漏水情况的发生。
参考文献：
[1]董泊君.浅析直立锁边金属屋面质量通病与防治[J].施工技术，2015年3月，第5卷，第9期.
[2]唐庆寿.直立锁边金属屋面施工及监理要点[J].江西建材，2017年21期.
[3]JGJ255-2012《采光顶与金属屋面技术规程》[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
【关键词】直立锁边;金属屋面;渗漏水问题;优化措施
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.075
1、精煤车间改造工程概况
精煤车间改造位于北京石景山首钢老工业园区内，西侧紧邻石景山，南侧毗邻群明湖。将原煤经过洗煤，除去煤炭中矸石，即为精煤，是炼钢工艺中不可缺少的一环，原精煤车间为混凝土排架结构，屋面结构为钢桁架系统，屋面系统为压型钢板金属屋面。现今根据北京市规划要求，整个首钢老工业区开始进行城市更新改造，精煤车间改造为冰壶、短道速滑、花样滑冰三馆合一的训练馆，为国家队运动员2022年冬奥会前的训练提供服务。
精煤车间东西长300m，南北宽54米，设计改造的原则为修旧如旧，尽量尊重和还原工业历史遗存的风貌。改造设计保留了原来的混凝土柱、吊车梁等结构构件，桁架按照原形式重新计算设计，屋面由压型钢板金属屋面改造为直立锁边铝镁猛金属屋面，一方面是提高屋面整体的防水和保温等各项性能，另一方面保证不增加太重的屋面荷载。
2、屋面防水重要性分析
屋面防水在建筑工程中起着不可或缺的重要作用，对建筑物使用寿命、建筑后期维护、生活或工作的环境都有很大影响;而且本项目还有着其特殊性：首先本工程为奥运项目，对建筑的防水性能就提出了更高标准的要求;其次本工程室内为冰面训练场，如若屋面有水渗漏进来，滴到冰面上会凝结成冰疙瘩，破坏冰面的平整度，进而影响运动员的训练。
3、本项目直立锁边金属屋面构造做法
本工程屋面系统采用1.0厚铝镁猛合金屋面板，面板图层为氟碳树脂烤漆图层，肋高65mm，板肋为直立且平行于屋面排水方向，采用暗扣式直立锁边固定方式，先将固定做用螺钉固定在檩条上，再将屋面板扣在固定座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合在一起，从而形成360度锁边防水构造。为了提高屋面的隔声性能及满足场馆内扩声混响要求，增加了一层10mm厚中密度纤维水泥板，基本构造层次如下：
（1）1.0mm厚铝镁猛合金直立锁边屋面板;
（2）L50型高强铝合金固定支座;
（3）100mm厚玻璃纤维棉压缩成50mm厚，容重为24kg/m3;
（4）1.2厚自粘防水卷材;
（5）10mm厚纤维水泥板;
（6）100mm厚玻璃吸音棉，容重为24kg/m3;
（7）70x30x30x2.5mm几字檩;
（8）100x125x30x4mm几字檩@840mm;
（9）0.6厚YX24-210-840型穿孔压型吸音底板（上衬两层无纺布）;
（10）4mm厚U型件;
（11）屋面钢构檩条（详钢结构专业图纸）。
4、常见渗漏水问题分析及相关优化建议
4.1屋脊堵头及面板端部折弯处渗漏水
金属屋面的屋脊搭接和盖板堵头处容易出现渗漏水情况，尤其是风比较大的雨天情况更为突出;分析原因如下：①铝合金堵头板与屋面板有缝隙，仅有一个泡沫堵头，易老化和变形;②屋脊面板边缘只有一个向上的折弯，风较大时可以把雨水吹进去;
优化措施：①铝合金堵头板与屋面板缝隙处，外侧增加一道优质耐候密封胶或者采用硬泡聚氨酯封堵;②屋脊两块屋面板搭接处，避免开放式处理，建议增加一道自粘防水卷材，假使雨水被风吹进去后，也不会再渗漏进入屋面内部构造或室内。見图3、图4
4.2屋脊顶部金属盖板螺钉处渗漏水
常规金属屋面屋脊顶部会有一道金属扣盖，但由于盖板与下部构造需要打钉连接，故而金属盖板表面会出现很多钉帽，并且考虑到现场施工质量施工技术参差不齐，或者安装完成后出现踩踏或其他机械振动影响，较容易出现钉帽处存在缝隙，导致屋面渗漏水;
优化措施：在金属屋面屋脊盖板上每个螺钉钉帽处，采用耐候密封胶将其封堵。见图5、图6
4.3金属天沟伸缩缝处渗漏水
本案建筑屋面东西向长度有300m，按国家相关屋面的规范规程要求，金属天沟需每隔不超过30m设置一道天沟伸缩缝，当遇到降雨量较大的天气时，或者天沟内有个别落水管堵塞导致天沟有积水时，在天沟伸缩缝两侧金属板的搭接节点处出现渗漏水的问题;分析原因大致有： ①伸缩缝处，两侧天沟搭接上返折弯的高度过小;②在设计阶段，排布雨水口时未考虑到每30m有一道伸缩缝的问题，导致两个伸缩缝之间一整段的天沟内只有一个雨落水口，导致排水不畅，容易积水;③伸缩缝搭接处，缝隙是敞开的;
优化措施：①将上返折弯的高度尽量抬高;②保证每段天沟内都有2个以上的雨落水口，使得排水能够通畅;③伸缩缝搭接处，增设一道自粘防水卷材，接缝处留有200mm宽的变形量，以免天沟金属板热胀冷缩将防水卷材拉坏撕裂。
4.4 T型支座处渗漏水
当锁边锁扣口松动或者出现其他种类漏水点时，雨水穿过金属面板进入内部构造，由T型支座连接处渗漏入室内;分析原因：防水卷材在遇到T型支座的地方被穿透，形成缝隙漏水隐患点;优化措施：所有此种缝隙处采用优质耐候密封胶进行封堵密实。
4.5后期使用维护不当导致渗漏水
通过多个项目的实际调研，并结合本项目实际使用一年的后评价经验，由于屋面使用和维护不当导致渗漏水情况发生的情况不在少数。分析总结如下：①物业检修工作人员，上至金属屋面进行设备检修或检查，踩踏面板过多或力度过大的情况，致使搭接锁边封口出现松动，且一些构造的连接处经过了几年时间出现了老化现象，从而出现漏水情况;②屋面上设置了大量的光伏发电板或太阳能板设备，导致屋面板上部荷载较大，容易出现变形，而且同时使得检修维护工作人员上屋面的频率增高，增加踩踏漏水风险;
优化措施：①加强后期维护人员的培训，防水意识及重要性的宣贯和提高，上屋面带鞋套且轻踩;②根据屋面光伏发电板的排布，集中布置几条供人行走的踏板，可以固定在肋上，肋部受力性能较好，相比直接踩踏面板出现缝隙的概率会小很多，减少漏水隐患。
4.6设计方面需注意的问题
设计图纸是施工最重要的依据，不论是系统设计还是某个细部节点设计都会影响到建筑工程项目的整体质量和安全，所以设计单位一定要提高重视程度，加强设计过程质量管理，并在正式出图前应进行多次审核，保证设计图纸的成果质量。
4.7施工方面需注意的问题
首先，施工单位要做好施工前的图纸会审工作，协同配合设计单位细致的梳理设计图纸，对图纸问题做到提前发现，提前改正;
其二，把控好材料进场这一关，质量过硬的合格材料是施工质量的基础要求，材料进场后施工单位除去自检之外，还要及时报监理单位和建设单位进行抽检，一一核查材料的相关指标和合格证等质量证明，从源头上把好质量关;
其三，施工安装前要认真熟悉图纸，施工放线务必保证准确，并且按板型技术要求做好安装排板设计，将后期安装可能出现的误差缩减至最小，另外正式安装之前也要对构件位置和基准线进行必要的复测，出现偏差时要及时调整檩条或支座、面板等的位置，保证安装准确。
结语：
以上通过精煤车间改造项目的实际经验，对直立锁边金属屋面经常出现渗漏水隐患的方面和影响因素进行了具体的阐述分析，并有针对性的提出了相应的优化措施建议。直立锁边金属屋面现今应用越来越广泛，尤其是在大跨度公共建筑中应用较多，一旦出现渗漏水情况会对建筑使用者的生活和工作会带来很大的影响，所以我们要从设计、施工、细部构造节点等，多维度的去总结分析和优化，避免渗漏水情况的发生。
参考文献：
[1]董泊君.浅析直立锁边金属屋面质量通病与防治[J].施工技术，2015年3月，第5卷，第9期.
[2]唐庆寿.直立锁边金属屋面施工及监理要点[J].江西建材，2017年21期.
[3]JGJ255-2012《采光顶与金属屋面技术规程》[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.