金属型材屋面风机洞口节点处理方案的改进与创新

张相涛

摘要：金属结构工程中，本文对金属型材屋面风机洞口节点防水及保温处理现状进行了归纳总结。调研的金属结构工程中.屋面风机洞口节点不同程度的出现渗水漏水，出屋面风机基座与上水口方向金属型材屋面交接处长时间积水；有的金属结构工程屋面风机洞口节点防水处理虽然密实，但是没有考虑热胀冷缩引起变形导致防水层开裂的问题，也没有考虑风机基座保温及防结露的问题。

为改变人们对金属结构工程中，屋面风机基座与金属型材屋面的洞口节点防水及保温性能差的认知.为使该节点的防水及保温性能得到充分提高。本文对国内外金属结构工程中该节点的处理方案进行了深入研究，并对国家标准图集中金属结构屋面上洞口防水及保温设计中存在的不足与缺陷进行了剖析。

由于刚性防水比柔性防水更耐候、更耐久，为充分发挥刚性防水优越性，以刚性防水优先使用为原则，因而在改进屋面风机洞口的防水处理中尽量使用刚性化防水，由于柔性防水存在耐老化性能差的缺点，因而将柔性防水用在刚性防水层之间，避免日光的直接暴晒。由于预制标准件尺寸精度便于控制，所以在该洞口节点处理中增加了预制标准件的使用。本着既利于防水及保温，又方便施工操作的原则，对该节点的防水保温进行了设计上的改进与创新。

该节点防水及保温的创新设计、施工在金属结构工程中得到了应用，获得了使用者的好评，取得了良好经济及社会效果。

关键词：金属型材屋面；风机洞口节点；防水及保温；改进与创新

前言

目前金属结构工程中金属型材屋面应使用者的要求必须开设风机洞口，从而导致屋面漏水渗水现象频繁，保温效果欠佳，给设计与施工带来较大的难题。

为较好的彻底解决屋面风机洞口防水及保温问题，本文对该节点进行了对比分析、深入研究，实现金属屋面风机洞口节点全封闭无漏水且保温的目标。改变了人们对屋面风机基座与金属型材屋面的洞口节点防水及保温性能差的认知，使该节点的防水及保温性能得到充分提高。在建设工程中得到充分应用，获得了良好的经济及社会效果。

1金属屋面风机洞口节点处理措施现状归纳总结

措施一：采用附加铝箔贴面丁基胶泥防水胶带进行局部粘贴封堵（见图1）。

缺陷一：由于风机工作状态为震动状态，长时间震动易导致风机与屋面板连接处出现松动开裂；缺陷二：因为金属屋面受温差影响热胀冷缩导致局部防水胶带撕裂；缺陷三：铝箔贴面丁基胶泥直接受日光暴晒及风化，耐老化性能差。综上所述三个缺陷容易导致附加铝箔贴面丁基胶泥防水效果丧失，屋面风机基座处易出现渗水漏水现象。由于风机基座处没有设置保温层，室内湿度较大水蒸气遇到风机金属基座易导致此节点处冷桥现象发生。

措施二：采用柔性盖片卷材进行整体固定粘贴封堵（见图2）。

缺陷一：由于受柔性盖片卷材宽度的限制，在上水口方向风机基座距离金属型材屋面板波峰太近，施工时难以操作，柔性盖片鼓包现象难以避免，导致该节点处长时间积水，易出现渗水漏水现象。虽然较好地解决了金属屋面型材受温度影响热胀冷缩防水开裂的隐患，但没能解决此处的保温问题，由于风管基座处没有设置保温，室内湿度较大遇金属屋面易导致此处冷桥现象发生。

措施三：采用涂布聚丙酸树脂防水涂料及聚酯布进行整体涂刷封堵（见图3）。

缺陷一：由于防水涂料弹性有限，金属屋面型材易受温差影响，热胀冷缩导致防水涂料防水层撕裂；缺陷二：由于风机工作状态为震动状态，长时间震动易导致风机与屋面板连接处防水层出现松动开裂；缺陷三：防水涂料直接受日光暴晒及风化，耐老化性能差。综上所述三个缺陷容易导致防水涂料防水效果丧失，屋面风机基座处易出现渗水漏水现象，由于风机基座处没有设置保温层，室内湿度较大水蒸气遇到风机金属基座易导致此节点处冷桥现象发生。

2屋面洞口节点改进设计创新处理措施

2.1制作井字架洞口结构

在屋面檩条结构之间采用同屋檩规格的c型薄壁冷弯型钢，根据洞口尺寸裁制各构件长度，c型钢背侧平面朝向洞口，连接方式采用焊接或普通平头螺栓连接，制作成井字架洞口结构。

2.2铺设屋面保温棉

在屋面檩条及井字架洞口结构上铺设屋面带贴面玻璃纤维棉，贴面朝向室内，保温棉纵边处贴面搭接并卷边折叠固定，形成屋面封闭隔汽层，避免室内水汽进入保温棉，降低保温效果。

2.3铺设屋面板

使用自攻螺钉按照屋面板宽及檩距在保温棉上固定滑动支座，滑动支座将使屋面板受温差影响热胀冷缩自由变形，之后铺设屋面外板，采用专用电动锁口设备将沿屋面板纵向按360度锁口，使屋面板形成密闭刚性屋面防水层。

2.4切割屋面板洞口（见图4）

根据图纸风机位置及室内屋檩结构可确定井字架洞口结构位置，在预开设洞口四周做好安全临边防护，定位后切割屋面外板洞口，板边切割整齐平直，并修整毛刺，及时清理屋面板废料及铁屑，避免划伤屋面板防锈涂层。

2.5剪切屋面保温棉洞口（见图4）

在开设的屋面板洞口处，四周做好安全临边防护，剪切洞口处的保温棉及其贴面，及时收集保温棉碎屑，集中装入垃圾袋中，避免保温棉碎屑随风飞扬污染环境。

2.6洞口上水口方向安装u型薄壁型鋼支撑件（见图4）

在开设洞口的上水口方向，安装u型截面薄壁型钢支撑件，u型钢槽口朝下，底平面朝上，搁置在屋面板与保温棉之间，用于支撑并固定下道工序安置的镀锌衬板。

2.7安置镀锌衬板与工程塑料堵头，并铺设胶泥（见图4）

在洞口的上水口方向，并在屋面板与保温棉之间安置镀锌衬板，在镀锌衬板与屋面板之间沿镀锌板四周均铺设胶泥；另外在洞口上水口方向屋面外板波峰处安置工程塑料堵头，在工程塑料堵头上下均铺设胶泥与屋面外板固定。

2.8固定成品风机基座（见图5）

采用镀锌钢板或不锈钢钢板加工成品风机基座，屋面洞口下水口方向的成品风机基座与屋面板波峰处加工成v型口，成品风机基座的顶面与底面均向洞口内方向折边成c型，折边宽度同基座内预装岩棉保温层厚度。在成品风机基座的底部沿折边四周均铺设胶泥，采用缝合钉通过成品风机基座底部折边预钻孔与屋面板缝合为一体。

2.9缝合镀锌衬板两侧与屋面板为一体（见图4、图5）

采用缝合钉将洞口上水口方向的镀锌衬板两侧与屋面板缝合为一体。

2.10洞口上水口方向在屋面板上固定不锈钢压条（见图4、图5）

采用缝合钉在洞口上水口方向的屋面板上固定不锈钢压条，与屋面外板下的镀锌衬板缝合为一体。

2.11安装雨水分流器（见图5）

采用镀锌板或不锈钢板预制好雨水分流器，先在雨水分流器菱形四周铺设胶泥，在屋面洞口上水口方向处，采用缝合钉将雨水分流器与成品风机基座立面及镀锌衬板固定为一体。

2.12填充风机基座内保温层

根据成品风机基座内侧立面尺寸，将硬质岩棉裁制好后，放置在成品风机基座内侧。

2.13安装风机基座内侧装饰板（见图5）

根据成品风机基座内侧尺寸，将风机基座内侧装饰板裁好后，采用缝合钉将成品风机基座折边与内侧装饰板缝合为一体。

2.14安装风机基座内侧风机支架（见图5）

根据洞口尺寸，采用薄壁角钢制作而成的风机支架，呈板凳状，用自攻螺钉将风机支架四个支脚与洞口井字架结构固定。风机支架及洞口井字架结构为静态不动体系；风机基座及其外部配件将随屋面板进行滑动为动态体系。

2.15安装风机基座顶部O型橡胶密封垫圈（见图5）

根据成品風机基座顶面折边四周尺寸，采用橡胶制作成品0型密封垫圈，在风机基座顶部折边处安装0型橡胶密封垫圈，0型橡胶密封垫圈是风机洞口节点静态不动体系与动态体系的分隔橡胶垫圈。

2.16安装风机基座盖帽（见图6）

采用镀锌板或不锈钢板加工制作成品风机基座盖帽，采用平头自攻螺钉将风机基座盖帽与风机支架固定为一体，为静态不动体系。

2.17安装风机（见图6）

在风机基座盖帽上洞口四周铺设胶泥后，采用自攻螺钉或缝合钉将成品风机与风机基座盖帽固定为一体，为静态不动体系。

3结论

通过对金属屋面洞口防水及保温处理措施的改进创新，由于预制标准件尺寸精度便于控制，所以在该洞口节点处理中增加了预制标准件的使用，并采用比较成熟的防水及保温处理技术，使得金属结构屋面上开设的洞口防水性能和胶泥抗老化性能得到了可靠保证。金属屋面洞口从上之下依次为：风机、风机基座盖帽、风机支架、洞口井字架结构四部分为一体成为静态不动体系；风机基座及其外部配件与屋面板成为一体形成动态结构体系；静态体系与动态体系通过0型橡胶密封圈进行分离。通过这种方式非常巧妙的实现了动静分离，避免了防水体系由于屋面板受温差影响热胀冷缩而撕裂。

综上所述，通过对金属屋面洞口处理措施多方面的改进与创新，系统地解决了当前金属屋面洞口处理存在的绝大部分问题。将使我国金属结构屋面洞口设计施工的发展达到一个全新的阶段，更好地推动健康、环保、节能的理念在建设工程的应用与发展。