钢结构屋面渗水原因分析及防治

1、谈轻型钢结构厂房渗水原因分析及防治 摘 要 :该文阐明了轻型钢结构厂房工程的特点, 轻型钢结构厂房渗水的源因,总结了渗水的基本防治措施关键词 :轻钢结构;渗水源因;防渗措施引 言随着改革开放的不断深入,中国经济及现代工业的快速发展,需要兴建一批 大型的工业厂房, 而轻型钢结构厂房具有设计结构简单、 重量轻、 强度高、 制作 安装方便、 厂房空间跨度大、 建筑工期短、 价格便宜等特点, 是多数外商投资建 厂的首选, 然而轻型钢结构厂房, 在我国大规模建设的历史并不长, 有些生产技 术、 施工工艺上的问题没有很好解决, 因此, 在厂房的建设和使用过程中, 仍然 存在一些不尽人意的方面, 如厂房渗水

2、问题就是轻型钢结构厂房工程一大质量通 病。 笔者受公司委派, 先后参与多个轻型钢结构厂房工程施工全过程的监理工作, 在此就轻型钢结构厂房渗水原因进行一下分析,并就如何防治谈一点自已的认 识,仅供监理同仁参考。1 钢结构屋面形式钢结构屋面、墙面等围护结构,一般采用彩钢压型板,其厚度一般在0.31.0mm, 彩钢压型板是用镀锌 (或镀铝锌 等预涂彩色钢板轧制成型, 外表 喷涂油漆层。 对要求有保温、 隔热、 隔音效果的建筑物, 可以采用双层彩钢压型 板, 中间填充保温材料 (如玻璃棉、 岩棉、 泡沫等 ; 填充材料可以在现场填充, 也可以与彩钢板工厂预复合成型 (称为彩钢夹芯板 。 建筑屋面作为建

3、筑物顶层 的承重和外围护结构,它的围护作用和立面造型作用对整个建筑而言至关重要, 是轻型钢结构围护系统漏水最主要的部位。 其主要作用是能抵抗风、 雨、 雪的侵 袭及太阳的辐射, 并承受屋顶的自重和屋顶上的风、 雪以及上人的荷载。 轻型钢 结构屋顶根据所用材料大致有彩色压型钢板、 彩色钢板夹芯板、 多彩油毡瓦、 各 种轻质屋面板、 GRC 板、金属拱形波纹屋面、复合压型钢板等多种类型。轻型钢 结构屋面及墙面材料, 主要选用彩色压型板或夹芯板。 笔者所监理的钢结构厂房 工程中, 屋面材料主要选用成品玻璃棉夹芯板或彩色压型钢板。 常用的压型钢板 规格主要有 YX173 300 600、 YX130

4、275 550、 YX70 200 600、 YX38 175 700、 YX21 180 900等 28种板型,在上述规格板材中,既有 360°卷边板、暗扣板搭接连接, 也有打钉板, 檩条为自重较轻的薄壁 C 型或 Z 型钢檩条, 屋面 坡度设计一般为 1/101/15。2 屋面板的连接钢结构体系建筑屋面板, 在屋面上有长向连接和侧向连接 2种。 长向连接主 要是搭接, 即上坡板压下坡板, 搭接处设置专用防水密封胶加固定专用压条, 而 侧向连接的方式,目前主要有以下 3种:1搭接连接把压型钢板搭接边重叠,并用各种螺栓、铆钉或自攻螺钉等连成整 体。 该连接又分为带密封胶槽与不带密封胶

5、槽 2种, 屋面螺钉外露, 波峰均比较 低。2暗扣式连接固定支座利用平头自攻螺钉固定在屋面檩条上,再将压型屋面板 与固定支座扣合。 屋面无螺钉外露, 但由于与檩条直接用螺钉连接而无法控制热 胀冷缩的变形。3咬合暗扣式连接,这是比较先进的屋面板连接方式,屋面系统通过滑动支架 来固定屋面板, 既有利于屋面防水和保持屋面的整体性, 又能有效地控制因热胀 冷缩引起的变形,该连接形式分 180。 和 360。 两种。3 漏水原因分析彩钢板维护系统本身具有一定的强度和刚度, 材料一般不会漏水, 维护系统 漏水原因主要在节点处理不当, 材料的品质, 系统设计的成熟性、 完备性, 结构 构造和安装技术等也都直

6、接影响到围护系统的防水效果。 彩钢板由于受环境、 温 度的变化而收缩、 变形, 接口和搭接连接部位产生位移时, 普通的密封胶条或硅 酮胶与彩板表面粘结处不能同步位移而产生脱离, 造成彩钢板屋面漏水。 不同的 采光板在相同的时间内其变形和老化的程度也不尽相同。 对于同样的卷边板, 巴 特勒系统的防水性能就远远强于同样板型的仿制品; 同样是打钉板, 不同的施工 队安装的效果也截然不同。屋面漏水按原因归结起来主要如下。3.1 设计因素1门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 102:98中规定:门式刚架 轻型房屋屋面坡度宜取 1/81/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值。在实 际设计工程中,

7、建设单位为节省资金或者其他原因, 要求尽量减小屋面坡度, 设 计单位又往往死搬硬套规定, 不考虑实际情况。 于是导致很多工程屋面坡度过小,屋面雨水不能及时排入天沟,屋面积水而造成屋面渗水现象。2设计人员对当地降雨量不了解,也是造成屋面坡度设计过缓、天沟截面积过 小的重要因素。3缺少节点设计,施工单位随意选用节点做法,屋脊处女儿墙高度不够,伸出 屋面的管道、排气道位置不妥或高度不够,以至影响防水层施工困难。4板型选择不当,对于暗扣式和咬合式的板型,只要现场安装得当,一般不会 有太大的问题。 如果选用直接用自攻螺钉连接的板型, 即使现场处理得很好, 防 水胶做的也很到位,但由于面板具有热胀冷缩的性

8、能,同样也会出现漏水现象。 5屋面孔洞设计时考虑不周。不得在施工时现场随便割孔割洞,孔洞防水要做 好。6围护部分彩板过薄,经过一段时间的使用,外板腐蚀或者受温度影响变形, 板之间缝隙增大。7 屋面雨水系统未按规范设置溢流措施, 暴雨强度超过雨水系统排放能力时就 会超过搭接缝,甚至漫上屋面,造成事故。8落水管数量不足,雨水沿天沟流动距离远,时间长,造成积水;墙面外板上 部未增设 L 型收边件,天沟内侧存在漏水隐患。9 彩钢泛水配件设计不合理,达不到防水效果。10 规范规定构件变形控制值,檩条挠度 L /180,屋面梁挠度 L /180(式中 L 为受弯构件的跨度 ,屋面檩条截面设计太小、间距过大

9、,在风荷载作用下檩条 和压型板变形就会过大。11未充分考虑结构变形、温差变形、干缩变形、振动等影响,设防不满足基层 变形的需要。施工因素1施工过程中对屋面围护不注意保护,随意踩踏屋面,破坏了屋面的平整度, 甚至出现裂纹, 密封胶量不足, 位置不正确, 打拉铆钉过多, 并且未进行防水处 理。2天沟不进行防腐,有些施工单位在进行天沟防腐时,只是刷防锈漆或者沥青 漆,使用一段时间后,天沟腐蚀严重。3钢结构厂房屋面板,因跨度过大,屋面板存在搭接,虽然在搭接等处采用了 聚氨酯密封胶和 138900缝合钉等处理,但安装时往往很难达到设计理论标准, 导致漏雨。4天沟横向没有坡度,制作时至少应留 0.5%的坡

10、度。5 关键节点部位施工马虎。 女儿墙等根部阴角没有按规定作成圆弧或圆弧太小, 卷材端边收头密封不严,上口白铁皮变形,固定点稀少加之密封材料封口不好, 伸出屋面的管道根部堵洞不严, 管道四周找平层没有高出附近找平层, 防水层泛 水高度不够。 保温层施工遇雨, 排气槽堵塞, 排气孔设置不合理, 造成保温层长 期浸水。刚性屋面产生裂缝,分割缝处防水密封膏与缝侧壁粘结不牢而渗水。 3.3 构造因素1房屋在使用过程当中随意增加荷载,导致屋面板变形。特别是在屋面檩条上 随意增加荷载,檩条变形,导致屋面积水。2防水胶、密封胶老化,使用工程中缺少必要维护。3堵头对由于风力造成的漏水是有作用的,不应忽视,须保

11、证彩钢板与屋脊盖 板堵头安装到位, 采光板与屋脊盖板间堵头下部应打硅酮密封胶, 屋面风机处彩 钢板波峰端部设置钢堵头。4搭接时缝隙容易受温度影响变大,应充分留够搭接长度。5水宜疏不宜堵,一般安装时在钢板内侧打密封胶,多多益善。6必须足够重视钢结构屋面围护系统热胀冷缩的不利影响,采取合理的构造措 施。3.4 材料因素1雨水管材用塑料管材,强度差,钢结构厂房从安装到投产运行,容易受损。2由于钢板天沟比较薄,焊缝容易出现问题。3未根据屋面的坡度选择合适的采光板板型和屋面彩板的板型,波峰较小,侧 向搭接太少,不利于排水。4 围护部分彩板过薄,经过一段时间的使用,外板腐蚀或者受温度影响变形, 板之间缝隙

12、增大。5压型板基板镀锌层质量不好,涂层太薄,致使压型板使用寿命短,易锈蚀损 坏。6自攻螺丝胶垫质量差容易开裂,玻璃密封胶容易老化等。7扣板明显变形,相邻两板的板高、间距均不同,扣板拉钉应采用防水拉钉。 防渗漏的措施(1设计人员应严格按照规范设计,不得因为节省造价而随意降低设计指标, 设计人员应多去施工现场,结合实际情况进行设计。(2设计人员应根据实际情况作出详细合理的节点大样,不能只图方便,盲目 套用图籍上的节点。 设计人员在设计屋面檩条的时候, 应该保守一点, 不要盲目 为了节省钢材,而降低檩条的高度,檩条高度高一点,有利于防漏。(3屋面板应采用防水性能较好的板型,根据市场调查情况统计, 7

13、60型现场 复合板、 475型彩钢板、 675型彩钢板, 咬合 360°至少 180°, 几乎没有漏水现 象,虽然这几种板型安装比较麻烦,但是使用效果反映良好。(4屋面防水材料的选择,应选用质量信得过的厂家,由于金属屋面板的材料 特性, 应选用适合于金属板屋面的防水材料; 如具有较高的粘结强度、 好的追随 性、 以及耐候性极佳的丁基橡胶防水密封粘接带, 作为金属板屋面的配套防水材 料。 (5工程在安装时,应加强现场管理,提高安装队素质,最好钢结构厂家 有自己的施工队伍或技术骨干、管理骨干,遏制包工头权力。5 各部位漏水原因分析及解决方案轻型钢结构屋面坡度一般较小,往往在 6

14、%以下,在中南雨水较多地区,这 种结构的屋面漏水现象较为普遍, 有大面积漏水、 采光窗及屋脊结合部位点滴等, 究其原因, 形成漏水现象, 多数是由自攻螺丝、 彩钢板搭接、 屋脊瓦、 抽心铆钉、 屋面上人引起彩钢板变形及采光窗等装饰部位防雨胶脱落等几个方面造成。 5.1屋面螺钉和紧固件处漏水。这种现象较为普遍, 主要出现于双层彩钢板及单层彩钢板屋面。 在施工过程 中,自攻螺丝力量过重、过轻,自攻螺丝打偏、打斜等,都可能使自攻螺丝橡胶 垫片变形、 脱落或者形成凹面, 造成屋面点滴漏水, 并通过保温棉聚积, 积少成 多, 形成多点漏水。 另外, 自攻螺丝位置不正, 错过彩钢板下的檩条而直接形成 孔洞

15、也是引起漏水的重要原因之一。 这种漏水现象在单层彩钢板不设保温系统的 屋面结构中可能不太明显, 主要是因为雨水通过钢板与檩条接触的部位渗漏后直 接分散,不一定迅速滴落。5.2 彩钢板搭接处漏水。 彩钢板搭接处漏水。 水平搭接缝和竖向搭接缝，彩钢板搭接处漏水，若遇见彩钢板瓦波过低或者 雨水量大没过瓦波时，容易形成大面积漏水，且不易发觉漏水点，一旦形成不易 检修。多见于弧形屋面。其原因主要是两张板之间搭接不紧、自攻螺丝没有打满 形成了空隙等等。 屋脊部分漏水。 5.3 屋脊部分漏水。 在轻型钢结构屋面施工中，由屋脊瓦引起的漏水也是一种较为常见的现象。 在雨季，尤其是雨水量大时，雨水的飞溅通过脊瓦下

16、部两张彩钢板对接处缝隙， 形成大面积渗漏。该部位漏水的主要原因是：屋脊处波峰太高，屋脊盖板无法保 证防水；纵向搭接不放胶泥或硅胶，形成缝隙而漏水；屋脊盖板纵向搭接用铆钉 连接，热胀冷缩强度不够而拉断铆钉，形成漏水；屋脊盖板与屋面板之间不敷设 堵头，或堵头放置不规范而脱落形成漏水。解决办法是：屋脊盖板做宽些，另外 坡度找大点；搭接处敷设胶泥或硅胶；更换缝合钉；堵头应与板型匹配，堵头敷 设时应上下放胶泥或硅胶。 对防止脊瓦漏雨， 在施工中宜采用加大脊瓦翻边长度， 逢瓦波部位剪口，接缝处打胶。 5.4 屋面气楼部位 该部位漏水的主要原因是：气楼与屋面交接处收边下未放置泡沫堵头，且收 边纵向搭接未敷设

17、胶泥或硅胶；屋面外板在气楼交接处未上板；气楼结构支柱开 孔部位未做防水处理；气楼自身制作、安装存在漏水隐患。解决办法是：收边安 装前应敷设泡沫堵头，纵向搭接须设置胶泥或堵头用缝合钉固定；气楼安装前必 须将屋面板上好；要求气楼施工方在气楼结构完成后对开孔部位进行防水处理， 对气楼安装质量和防水性能进行查验。 5.5 采光板部位 采光板部位防水是维护系统防水的重要部位，采光板安装中的胶泥铺设、防 水螺钉是屋面漏水的主要隐患；采光板板型与屋面板板型不吻合，采光板两侧波 峰高于屋面板，安装后，密封过严或采光板内外气压差，毛细水从采光板两侧缝 隙进入屋面内部漏水；采光板纵向搭接长度不够，且胶泥老化失去粘

18、性；纵向胶 泥脱落；采光板和彩钢板之间为刚性搭接，中间的缝隙未密封。屋面采光板防止 漏水应注意以下几方面：一是防水螺钉施打在波峰上部；二是采光板处的收边板 应与采光板密封牢固，纵向两侧胶泥要加宽，并铺设波峰上部，防止水毛细而渗 水；三是控制两侧波峰中心间距，与采光板波峰中心距吻合，不能因安装问题或 者尺寸宽度不一而去掉采光板的波峰高度或宽度，造成质量隐患；四是纵向搭接 一般不小于 300 ，并且搭接处用硅胶密封牢固，采光板搭接的地方应敷设柔性 胶带密封。 5.6 屋面开孔部位 彩钢板屋面开洞口时，既要考虑外观又要解决屋面防水的问题，应当根据开 洞形式及彩钢屋面板型号来决定。造成该部位漏水的主要

19、原因是：风机洞口未按 设计节点进行防水处理，钢堵头放置未敷设防水胶泥和硅胶；风机洞口四周预留 范围较小，雨水流淌不畅，容易积水；洞口四周包边搭接未进行防水处理；洞口 内部四周未加结构件，形成低凹积水；防水施工存在阻水现象，形成积水。解决 办法是：须按设计图纸施工并严格施工工序，敷设胶泥、硅胶；风机四周预留范 围必须满足排水要求；墙面、屋面开孔后必须随即进行防水处理；后增围护开孔 尽量要增设檩条或角钢结构，减小围护变形；防水安装必须严密、平整，使水流 顺畅。 5.7 檐口部位 该部位是漏水的主要部位， 漏水的主要原因是： 屋面外板安装未加泡沫堵头， 屋面外板未下扳；墙面外板长度不足，且檐口部位未

20、加防水收边。解决办法是： 屋面外板安装时应同时放置泡沫堵头，且将屋面外板下降 30°，檐口处应按设 计要求增设收边。 5.8 天沟部位 搭接缝与弥合缝是漏水的 2 个关键部位，与钢筋混凝土屋面相比，钢结构屋 面的天沟深度小， 且天沟与屋面无连续防水构造， 天沟积水时， 很难保证不漏水。 该部位漏水的主要原因是：内天沟焊接接头存在缝隙，形成渗水；天沟和雨水管 管径设计过小，与厂房坡长不匹配；天沟端部没有做封头板；屋面外板伸入天沟 长度不足，水会倒流入厂房内部。解决办法是：适当加大天沟深度，让天沟雨水 不超过搭接缝；内天沟接头焊接后做防水试验，若发现漏水，需进行二次焊接； 天沟和雨水管设

21、计管径大小应通过计算屋面排水量确定；安装天沟端部封头板； 屋面板须按设计长度施工。 5.9 雨蓬部位 该部位漏水的主要原因是：雨蓬与附房之间接 151 部位处理不当；雨蓬与外 墙之间未设置堵头或未按设计要求伸入外墙板内。解决办法是：雨蓬与附房之间 接 151 必须采用收边搭接并进行防水处理；通常情况下，雨蓬上 151 泛水收边应 进入外墙板内，为了安装施工方便，泛水收边也可直接靠上墙面外板，但必须要 放置堵头，并用硅胶密封缝隙。 5.10 厂房与附房接口部位 该部位漏水的主要原因是施工不合理，接口收边安装不满足设计要求。解决 办法是：附房高出厂房的防水处理通常采用 2 次以上防水，第一道防水收边与混 凝土接口切槽 20mm40mm，镶入收边后敷设防水密封胶；厂房与附房接口收边 安装时只能使一端固定，另一端必须形成自由状态，杏则热