穿屋面钢柱及天窗等节点防水处理技术
随着钢结构工程在我国广泛的应用,钢结构金属屋面的应用也与日俱增。金属屋面的防水,除了屋面板材自身带有防水功能外,许多屋面节点如穿屋面钢柱、排烟天窗等节点的防水处理更是至关重要。这里结合重庆国际博览中心金属屋面的施工对该技术的材料选用、施工工艺、技术要点等做简单的介绍。 金属屋面随着大型钢结构工程的广泛应用也变得日益普遍,其自身结构特点能有效的起到防水作用,但对于建筑外块饰结构和金属屋面交接节点就必须重新处理,出屋面钢管柱和天窗等节点通过铝板或不锈钢板制作的异形防水、披水件,有效的防止雨水从柱头、天窗边等屋面的缝隙间漏入室内,这顼技术具有施工速度快、操作简便、结构变形小、防水效果佳、维修方便等特点。
1工程概况 重庆国际博览中心项目位于重庆市渝北区悦来镇阳光社,整个项目规划区平面呈带状,北东一南西向展布,外形为一只展翅欲飞的蝴蝶(见图1)。整个建筑东西宽约800m,南北长1500m,总占地约1.3km2,由展馆区、酒店、多功能厅、会议中心、商业(及库房)区等五部分组成,总建筑面积约为60万m2。 本工程为双层屋面体系,上层为大面积铝格栅结构,下层为金属屋面体系。金属屋面面积约14万平方米,采用直立锁边铝镁锰金属屋面。为支撑铝格栅结构,共有1380个支撑铝格栅结构的短柱及树杈柱穿出屋面和天沟边檐口。另为满足消防要求,共设有318个自动排烟天窗。 2施工工艺 2.1工艺原理 穿屋面钢柱、大窗以及天沟、檐口处防水节点通过铝板或不锈钢等金属制成异性防水、批水板材,将钢柱、天窗包住,并结合耐候密封胶将所有缝隙填充的方法完成防水节点。 穿屋面钢柱防水节点采用刚性防水节点。使用两块异性泛水板将钢柱包住,下泛水板与屋面板铝焊连接,上泛水板使用抱箍并结合耐候密封胶完全密封,两块泛水板扣接。为进一步加强防水节点效果,在节点上方加钢板防雨罩,避免雨水从两泛水板扣接处进入室内。 天窗防水节点工艺原理大体与穿屋面钢柱防水节点相同,均采用两块异性泛水板将天窗周边包住。天窗迎水面下泛水板与屋面板铝焊连接,其他三面采用角钢支架将雨水引流至完整的400mm宽板跨内。上泛水板插入玻璃铝型材骨架内,并使用内后密封胶完仝密封。在上方加防雨罩保证防水效果。 天沟、檐口处防水节点采用批水件遮挡雨水,批水件与天沟、檐口骨架使用防水铆钉固定,在铆钉固定处打密封胶。
3 防水节点技术 3.1穿屋面钢管柱防水节点 3.1.1对于穿屋面柱,其防水节点完成后与屋面是一体的,节点具体做法如图2、图3所示:
为保证泛水板与屋面板焊接质量,选用与屋面板材质相同的铝镁锰合金板材作为泛水板材料。用L30×3角钢制作角钢支架,焊接在钢柱上,分别支撑在下泛水板折角(90度)处及焊缝处,作为下泛水板和焊缝处的支架。注意迎水面支架安装标高略高于背水面,保证迎水面不积水。 将加工成型的下泛水板包钢柱,开始下泛水板与屋面板的焊接,注意焊接时焊缝的质量,不可出现夹渣、裂纹等质量缺陷。安装下泛水板时,要保证钢柱外皮与泛水板之间保留50mm伸缩空间,保证屋面板在热胀冷缩时,防水节点能同面板同时单方向移动,避免铝焊缝被拉裂导致漏水。 开始上泛水板安装,注意上泛水板与下泛水板是否完全扣接。上端使用不锈钢抱箍与钢柱连接,连接处使用耐候密封胶密封缝隙。最后安装钢板防雨罩。防雨罩采用2mm厚不锈钢板在工厂压制成型。 3.1.2为保证檐口处的整体美观性,檐口位置树杈柱穿铝单板处防水节点打耐候密封胶处理(见图5)。具体做法是：在柱上焊接角钢支托保证2mm厚铝单板在此处不会存在变形,铝单板边缘与树杈柱外皮预留5~8mm间隙,在间隙处打耐候密封胶。为保胶的密封性,要求打胶高度不得小于5mm,打胶宽度不得小于15mm。
3.2天窗防水节点 对于屋面采光排烟天窗,考虑到屋面板的热胀冷缩,将其节点设计成一边焊接三边搭接的的形式,即迎水面与屋面板铝焊连接,两侧边和背水面通过角钢支架和Z型支架将泛水板与屋面板搭接。另在泛水板上方使用披水板覆盖,防止雨水吹入泛水板内形成漏水。 迎水面:为保证泛水板与屋面板的可焊接性及焊接质量,选用与屋面板材质相同的铝镁锰合金板材压制成型泛水板。在焊缝下方加设角钢支架,角钢支架略高于屋面板,避免焊缝位置长期积水。焊缝距离泛水板里面要大于100mm,保证迎水面的雨水分流速度(见图6)。
两侧面:两个侧面泛水板安装前先安装泛水板支撑件,支撑件与天窗龙骨焊接固定,泛水板搭在支撑件上,通过防水铆钉与支撑件固定,防水铆钉处打密封胶完全密封,防止毛细水进入(见图7)。
背水面:背水面泛水板通过Z型压件与天窗骨架固定,并在与屋面板交界处沫挡水条,避免在暴雨时由于屋面板排水速度缓慢雨水倒流至屋面板内,挡水条与泛水板便用防水铆钉固定(见图8)。 在天窗转角处,泛水板相互搭接,使用防水铆钉固定,并在搭接边用耐候密封胶完全密封。 3.3其它防水节点 3.3.1天沟节点防水 对于任何形状的金属屋面来说,在天沟檐口板肋下不可避免地会出现缝隙,这是防水的重点位置之一。对于此处节点,采取以下办法: 3.3.1.1在屋面板下端设置不锈钢压块挡雨,并在屋面板头处设置铝合金泛水板,将泛水板与天沟折边固定,防止漏水。同时,可形成檐口滴水,使屋面雨水顺其滴入天沟,防止渗漏。 3.3.1.2为了防止屋面出现回水现象,板端头向里侧15mm要使用折弯工具将其折弯。 3.3.1.3在檐口端部设滴水片与屋面板之间,塞入与屋面板板型一致的泡沫密封条, 使板肋形成的缝隙能够被完全密封,防止因风吹灌入雨水。 3.3.2山墙节点防水 屋面山墙位置往往是承受风压最大地方,且此处屋面板在山墙侧没有其他屋面板咬合,容易脱离铝合金支座。在承受较大风力时,常常发生屋面板被掀掉的情况,对屋面防水造成破坏。
重庆国际博览中心
重庆国际博览中心一座集展览、会议、餐饮、住宿、演艺、赛事等多功能于一体的现代化智能化场馆，位于重庆两江新区的核心——悦来会展城，总建筑面积60万平米，是全球前十、国内第二、西部最大 的大 考虑上述问题,在山墙处增加一个固定压件,以保证屋面板安全性,同时,此压件与屋面板之间还应允许有一定的相对滑动,以免在屋面板在热胀冷缩过程中遭到破坏(见图11)。
4 结语 重庆国际博览中心项目金属屋面出屋面钢管柱防水节点共计1380个,天窗防水节点共计318个,另有大量天沟、檐口等防水节点。通过泛水板包边以及使用耐候密封胶密封缝隙等防水处理方法,很好地解决了这些节点的防水问题,并取得了良好的建筑效果,值得同类工程借鉴。
