试论工业厂房钢结构屋面防水技术的应用

2023-11-11范俊峰

建材发展导向 2023年19期

范俊峰

(太原重工工程技术有限公司，山西太原 030032)

伴随着建筑技术的不断进步，在建造厂房的时候，大部分都采用了钢结构。由于设计理论先进，钢材具有高强度，使得结构用钢量更少。同时，还采用了标准化、工厂化制作、小型机具吊装等方式，从而降低了工人的劳动强度，加快了施工速度，这对企业的生产发展产生了有利影响。现在的钢结构厂房一般都是由钢立柱、钢梁、檩条等搭建而成，尽管很稳定，但在某些角部，由于大型钢材结构的影响，以及安装时工人的技术水平，会在某些角部留下大小不一的缝隙，若不及时处理，留下的缝隙，就会引起漏水。所以，在彩钢结构建筑中，是否对屋顶、墙壁等部位的雨水渗漏进行妥善处理，将直接影响到整个工业厂房的正常使用。

1 工业厂房钢结构屋面构成

工业厂房钢结构屋面构成包括：1)屋面骨架，通常由钢梁和钢柱构成，能够承受外部荷载并稳定地传递到地面，为整个屋顶提供支撑；2)屋面材料，工业厂房外层压型金属板主要有彩钢板、钢板、不锈钢板、铝合金板、锌合金板、铜合金板多种材料。其中，彩钢板是最常用的屋面材料之一，具有质轻、强度高、耐腐蚀、防水性好等特点。目前，我国建筑市场上使用钢结构屋面的方式主要有以下两种：双层压型钢板和复合柔性钢结构屋面。双层压型钢板是一种常见的钢结构屋面，但会遇到热胀冷缩、保护不良等问题导致漏雨。复合柔性钢结构屋面采用卷材防水层形成较为密闭的系统，防水效果比双层压型钢板好，造价较高，但随着国家经济实力的增长和防水通用规范标准的提升，已经普遍应用于工业厂房中；3)屋面保温层：为了降低室内温度和保证室内舒适度，屋面下方通常会设置保温层。保温材料主要有玻璃棉毡、玻璃棉板、岩棉板等，其厚度一般根据当地气候条件来确定；4)屋面排水系统：工业厂房屋顶还需要设置排水系统，以便将雨水及时排出，避免积水引发安全问题。排水系统包括天沟、排水管道、雨水口等；5)屋面配件：屋面还需要配备其他一些零部件，如挡雪板、安全防护网、风口等，以满足不同的使用需求。

2 工业厂房钢结构屋面漏水原因分析

2.1 空鼓、开裂和脱落

工业厂房钢结构屋面漏水的原因之一是空鼓、开裂和脱落。这是由于压型钢板或涂层材料等失去粘结力或老化破损，使得原本坚固的钢结构屋面出现开裂、空鼓和脱落等问题。空鼓是指压型钢板与保温材料之间失去粘结力，形成明显的泡状凸起；开裂是指钢结构上的膜或层材料因受到外部环境的影响，出现明显的开裂现象；脱落则是指保温材料等物质因失去粘结力而从钢板上脱离。这些现象都会让雨水渗透到厂房内部，产生漏雨问题。为避免这些问题，在施工和日常维护中需要对屋面进行检查和及时维修，防止空鼓、开裂和脱落等现象的发生，以确保工业厂房建筑的持久性和安全性。

2.2 屋顶漏水点

工业厂房钢结构屋面漏水的原因之二是屋顶漏水点，这些漏水点可能在安装孔、排气口等位置。当这些细节部位没有得到及时的维修和修缮时，就可能导致雨水渗透到厂房内部，产生漏雨问题。特别是在经历了风吹雨打、温差变化等自然气候影响后，这些细节部位容易老化变脆，破裂或失去密封性能，从而产生漏水现象。为了避免在使用过程中出现这些问题，需要加强维护和检查，及时发现屋顶漏水点，并进行维修和修缮。

2.3 排水系统问题

工业厂房钢结构屋面漏水的原因之三是排水系统问题。如果采用不当的排水系统或者排水系统受损，就会导致雨水在屋顶积聚，无法及时排出。当积水达到一定程度时，就会渗透到厂房内部，产生漏雨问题。特别是在经历了大雨等恶劣天气后，积水会更加严重，更容易产生漏雨问题。为了避免这些问题，需要对排水系统进行维护和检查，确保其畅通和有效性能。排水设计应符合科学、合理、实用原则，且应根据不同工业厂房建筑物的实际情况进行具体分析，在设计和施工中充分考虑各种流量情况和极端天气状况下的防水措施。此外，日常使用过程中还需要注意排水系统的清洁和维护，定期检查排水设施是否出现堵塞或损坏，及时进行处理和维修，确保排水系统的有效性能，防止出现漏水问题。

2.4 屋顶预留膨胀缝未设置或处理不当

工业厂房钢结构屋面漏水的原因之四是屋顶预留膨胀缝未设置或处理不当。屋面材料具有热胀冷缩的特性，在不同温度下会产生不同程度的膨胀和收缩。为了避免因此产生漏水问题，需要在设计和施工时预留合适的膨胀缝，并对其进行正确的处理和维护。如果屋面预留的膨胀缝未设置或处理不当，就会导致材料的变形和变位，从而增加了漏水的风险。例如，在高温天气时，屋面材料会膨胀，如果没有合适的膨胀缝，材料就会与其他部位产生冲突，从而造成材料本身的损坏，这样就容易导致雨水渗透到厂房内部，产生漏雨问题[1]。因此，在设计和施工过程中应该充分考虑屋面材料的膨胀和收缩特性，进行合理的预留缝隙，并采取适当的处理措施，确保其不会影响整体的密封性能，防止漏水问题的发生。

2.5 工艺和材料问题

工业厂房钢结构屋面漏水的原因之五是工艺和材料问题。如果屋面施工工艺不合理、质量不过关，或者使用的材料存在质量问题，就会增加屋顶漏水的可能性。在施工过程中，如果使用的材料质量不过关，例如使用了劣质防水材料、无法承受重压的保温材料等，都容易导致在使用过程中出现渗漏或破损的情况。此外，如果施工工艺不合理，例如屋面覆盖层安装不牢固、焊接不到位等，那么也容易引发漏水问题。

3 钢结构屋面节点防水优化策略

3.1 选用合适的防水材料

在屋面节点处，因为常常容易发生渗漏问题，所以需要选用具有较好防水性能和耐久性的专用材料。下面介绍几种常见的防水材料：1)高分子防水卷材，在复合柔性钢结构屋面常用的卷材种类有聚氯乙烯(PVC)防水卷材、热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材、三元乙丙橡胶(EPOM)防水卷材，这些高分子卷材具有良好的耐水、耐老化性能，并具有良好的延展性，与压型钢板屋面结合良好，可长期保持防水效果。它的施工方便，可以形成完整、连续的防水层，对于屋面节点的防水处理非常有效；2)热熔胶，这种材料粘接性强，能够与各类材料牢固结合，是常用的密封材料。在屋面节点处，可以使用热熔胶进行密封处理，从而有效防止水分渗透[2]。在选择防水材料时，需要根据实际情况选择适合的材料，并保证施工质量。同时，还需要注意防水层的厚度，避免过薄或过厚，影响防水效果。通过选用合适的防水材料，可以保证屋面节点的防水性能和耐久性，减少维护与修复费用。

3.2 防水层设计

在钢结构屋面节点的防水层设计中，需要根据实际情况选择合适的防水材料和构造形式。一般情况下，复合柔性钢结构屋面常用的防水构造有：1)内层压型钢板+檩条+保温层+防水层+外层压型钢板：这种做法防水卷材在外层压型钢板的下面，压型钢板可以有效的保护防水卷材避免阳光直射。施工方便、美观、卷材耐老化性能好[3]；2)内层压型钢板+檩条+保温层(硬质)+防水层：这种做法防水卷材在最外层，采用电磁焊接与热风焊接的方式形成密闭的防水层。这种做法防水性能好，但是施工工艺要求较高，造价高。防水层的构造形式也有多种，如双层、单层等。一些特殊要求的工程(如要求高耐压性、抗渗透性和耐老化性等)可采用双层结构，以提高其防水性能[4]。

3.3 注重施工工艺

在施工时，需要严格控制防水层的铺设、焊接和接头处理等细节。其中，铺设防水层时，应保证其平整、无波浪或皱褶，保证其贴合程度；对于焊接部分，应采用热风焊接或其他适宜的方法进行，焊接处应均匀、紧密，不得有漏焊现象；对于接头处理，采用电烙铁加热焊接，使接头之间的连接更加牢固，有效预防漏水问题。同时，在施工现场，应注意环境和温度等因素。例如，应在无雨天气和相对湿度较低的情况下进行施工，以保证防水层的粘实度和干燥度，避免因气温过高或潮湿导致防水层粘性下降的现象。另外，在施工过程中，需要注意每一个细节，尤其是节点处，以保证防水效果和耐久性。下面介绍几个关键的施工工艺：1)严密处理，节点处的处理应当十分严密，要保证桥架、板材及其他连接处衔接紧密、无缝隙，对于槽状边缘及角部进行特别处理；2)牢固处理：节点加强弯曲处及连接处应当采取牢固措施，如焊接、螺栓连接等，确保物理连接强度；3)平整处理：平整处理是保证防水效果的重要环节，应该采用专业的工具和技术，保证节点整体平整并光滑；4)均匀涂布：在施工防水材料的时候，需要严格控制涂布量和均匀度，以确保整个节点都有足够的防水材料覆盖，并充分发挥其防水效果。通过注重施工工艺的细节处理，可以充分保证屋面节点的防水效果和耐久性，从而避免因施工不当导致的渗漏问题，减少后期的维修与更换费用。在施工过程中，还需要及时进行质量检测，以确保施工质量满足要求。通过注重施工工艺的细节处理，可以充分保证屋面节点的防水效果和耐久性，从而避免因施工不当导致的渗漏问题，减少后期的维修与更换费用，才能确保工业厂房钢结构屋面防水技术的正常运行和使用寿命。

3.4 加强屋面排水系统设计

屋面排水系统不仅是屋面排水的重要通道，也是屋面防水保护的关键环节。其设计应当包含要点：1)畅通设计：屋面下水道的设计应当考虑排水畅通，使雨水能够快速流入下水管道，避免积水引起的渗漏问题；2)与防水材料紧密结合：屋面下水道的设计应当与防水材料、屋面檩条、龙骨等紧密结合，以保证防水效果和屋面下水道的稳定性；3)尽量避免弯曲、变形等情况：在设计时应尽量避免弯曲、变形等情况，以保证下水道的通畅性和稳定性，同时减少堵塞和损坏的风险；4)考虑降雨量大时的排水能力：在设计下水道时，需要考虑降雨量大时的排水能力，确保在极端气候条件下，雨水也能顺利排出。通过加强屋面下水道的设计，可以保证雨水顺利排出，减少积水引起的渗漏问题，从而提高钢结构屋面的防水效果和耐久性。

3.5 增加屋面预留膨胀缝

由于温度变化等原因，钢结构屋面节点会出现变形和位移等现象，从而影响其防水效果和耐久性。为了解决这个问题，需要增加屋面预留膨胀缝，以便缓解屋面节点的变形和位移。下面介绍一些关键的设计要点：1)合理确定膨胀缝位置，在设计过程中，需要合理确定膨胀缝的位置，考虑到温度变化和材料的膨胀系数等因素，确保其在屋面节点处起到缓解作用；2)确定膨胀缝的宽度：膨胀缝的宽度应当根据屋面结构和温度变化等因素进行合理的确定，一般来说，膨胀缝的宽度应当大于1cm，以便起到缓解作用[5]；3)桥架和板材的处理：在屋面预留膨胀缝的位置处，桥架和板材等需要采取特别的处理措施，以保证其与其他部件紧密衔接，并能够伸缩自如；4)对其他细节的处理：在设计和施工过程中，需要特别关注膨胀缝周围的其他细节处的处理，例如补强、密封等措施，以保证整个屋面防水效果和耐久性。通过增加屋面预留膨胀缝，可以有效缓解屋面节点的变形和位移问题，从而提高钢结构屋面的防水效果和耐久性。

3.6 定期检查维护

对于已经安装好的钢结构屋面节点，定期检查和维护是保证其防水效果和耐久性的重要措施。具体包括以下几个方面：1)清洗和修补防水层，定期清洗和修补防水层，以保持其防水性能。在清洗时，应使用合适的清洗剂和工具，避免对防水层造成损伤。在修补时，应使用符合要求的防水材料，确保其与原有的防水层完全贴合；2)检查排水系统是否畅通，定期检查排水系统是否畅通，排除积水和堵塞等问题。检查时，应特别注意下水管道、雨水口、排水孔等部位，及时清理杂物，保持畅通；3)及时处理损坏、漏水问题：定期检查钢结构屋面节点是否存在损坏、漏水等问题，并及时进行处理。如果发现问题，应立即进行修补或更换受损部件，避免问题进一步扩大；4)对特殊气候条件的关注：在特殊气候条件下，例如台风、暴雨等情况，应特别关注钢结构屋面节点的防水情况。需要及时巡查、清理和维护，以确保其正常运行；5)建立健全的档案：对于每次检查和维护都应建立详细的档案记录，包括检查时间、检查内容、维护措施、维修情况等等，以便于日后查询和跟踪。通过定期检查和维护，可以及时发现和处理问题，保障钢结构屋面节点的防水效果和耐久性，延长使用寿命，从而降低维修成本和安全隐患。