強(qiáng)雨、雪環(huán)境下大型金屬屋面節(jié)點(diǎn)設(shè)計（OHC-圍護(hù)系統(tǒng)之防水篇）

秦連 劉旭東 多躍剛

1.建筑圍護(hù)系統(tǒng)金屬屋面的現(xiàn)狀

隨著鋼結(jié)構(gòu)在我國近三十多年的迅猛發(fā)展，與之相配套的各種新型金屬壓型板材和各種復(fù)合保溫的夾芯板更是多種多樣，發(fā)展勢頭迅猛。

與之相應(yīng)的建筑圍護(hù)系統(tǒng)，雖然其節(jié)點(diǎn)的細(xì)部構(gòu)造，配套設(shè)計、產(chǎn)品工藝、施工方法，都已經(jīng)取得了一定進(jìn)步，但是，在使用過程中仍暴露了很多問題。尤其嚴(yán)重的是金屬屋面的防水問題，卻沒有得到很好的解決，一直困擾著輕鋼彩板建筑的發(fā)展。

例如，我國北方地區(qū)，冬季金屬屋面上部和天溝內(nèi)大量積雪，在春季積雪融化成水，會直接浸泡屋面與天溝（如下圖1～3）；

圖1 屋面大量積雪

同樣，在南方雨季，金屬屋面在遭遇特大暴雨時，天溝的有組織排水遭遇障礙或來不及排水時，雨水也會直接浸泡屋面使天溝水滿溢出，造成屋面漏水。

圖2 檐口天溝積雪積冰

圖3 天溝積雪積冰漫過屋面

針對上面出現(xiàn)的問題，北方地區(qū)往往在天溝上面安裝融雪裝置，可以解決一部分問題。但是終究不徹底，難以從根本上解決問題。如屋面積雪、天溝溢水就出現(xiàn)問題。

筆者近幾年推出的“OHC-建筑圍護(hù)系統(tǒng)”，從各個節(jié)點(diǎn)細(xì)節(jié)出發(fā)，完善發(fā)展，形成最終完整的圍護(hù)體系，基本上徹底改變了金屬屋面逢雨就漏的窘境！

無論是我國北方的強(qiáng)降雪，還是南方的強(qiáng)降雨，“OHC-建筑圍護(hù)系統(tǒng)”將提供一個新思路、新辦法，亦將使輕鋼彩板建筑不僅美觀、實(shí)用，而且實(shí)現(xiàn)金屬屋面難以漏水的本來特性。

下面就如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，從設(shè)計、實(shí)施再到檢驗(yàn)進(jìn)行分別闡述。

2.金屬屋面的板型確定

屋面系統(tǒng)實(shí)施結(jié)果的好壞，直接取決于金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計；而設(shè)計的成敗，又直接取決于屋面系統(tǒng)采用何種板型和它的連接方式。

這里我們選擇的是具有360°直立咬合鎖邊功能的金屬屋面板（圖4～5）。與屋面次結(jié)構(gòu)-屋面檁條的連接件，采用高抗風(fēng)拔力的滑動支架，以解決溫差造成的金屬屋面板伸縮變形的影響。

采用這一板型，一是為了便于普及和推廣；同時也是根據(jù)屋面板防水性能的要求而確定的。國內(nèi)類似的板型很多，這一選擇具有推廣意義。其特點(diǎn)是外形美觀、排水截面大（成品的波高70mm），360°直立咬合鎖邊；同時咬合邊內(nèi)嵌不固化的密封膠泥，使各板型間具有更好的防水特點(diǎn)（圖6）。

而高抗風(fēng)拔力的滑動支架，在滑塊的上端必須設(shè)置有不固化的密封膠泥（圖7）。

圖4 OHC-470壓型板尺寸

圖5 OHC-470壓型板示意

圖6 金屬屋面板內(nèi)嵌膠泥示意

圖7 滑動支架內(nèi)嵌膠泥

“OHC-建筑圍護(hù)系統(tǒng)”的金屬屋面系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)金屬屋面的防水效果，特別是在檐口天溝、山墻、采光帶、洞口等節(jié)點(diǎn)部位，進(jìn)行了如下重新設(shè)計改進(jìn)。

3.檐口天溝節(jié)點(diǎn)的設(shè)計

天溝節(jié)點(diǎn)的設(shè)計目標(biāo)是：

3.1 要保證屋面板在檐口處連接牢固，但連接釘孔處不得漏水；

3.2 保證屋面板鎖邊波峰與天溝間的防水容易施工、質(zhì)量容易保證，不能因板型剛度問題影響板間距而造成屋面漏水。

3.3 保證女兒墻下泛水板與天溝、女兒墻內(nèi)板之間的防水的可靠性。

為此，在天溝與屋面板的連接處，采用了“C”型檐口擋水板及工程塑料堵頭；并使之實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。在擋水板上表面均布有安裝塑料堵頭的定位孔，同時在側(cè)面還均布有與天溝側(cè)壁連接的連接釘孔。同時，將擋水板與天溝側(cè)壁間、擋水板與塑料堵頭間、擋水板和塑料堵頭與屋面板間均鋪設(shè)連續(xù)的膠泥。

這樣，屋面板與天溝的連接，通過C型檐口擋水板轉(zhuǎn)換連接得以解決（圖10）。同時，解決了實(shí)際工程中天溝安裝沿長度方向不平，造成屋面板與天溝連接困難的問題。

在天溝左側(cè)，女兒墻內(nèi)板與泛水板間設(shè)置橡膠堵頭；泛水板與天溝側(cè)壁間同樣設(shè)置有通長的、連續(xù)的膠泥（圖8）。

圖8 女兒墻下天溝設(shè)計圖

值得注意的是，上述的橡膠堵頭，是與女兒墻內(nèi)板相匹配的。在橡膠堵頭與泛水板間和橡膠堵頭與女兒墻內(nèi)板間均應(yīng)鋪設(shè)通長、連續(xù)的膠泥；同時，泛水板之間搭接，女兒墻內(nèi)板搭接處同樣鋪設(shè)通長、連續(xù)的膠泥（圖8～9）；這種設(shè)計，可以解決北方女兒墻下天溝積雪，融化漏水的問題。

圖9 天溝與女兒墻內(nèi)板節(jié)點(diǎn)大樣

圖10 天溝擋水板節(jié)點(diǎn)大樣

圖11 天溝檐口堵頭大樣

圖12 檐口天溝的透視效果

這里，需要強(qiáng)調(diào)的是在檐口處的塑料堵頭周圍膠泥的鋪設(shè)問題。根據(jù)塑料堵頭與屋面板鎖邊后波峰形狀的匹配程度，其膠泥應(yīng)鋪設(shè)二遍，以使屋面板在金屬壓板固定后膠泥均勻連續(xù)擠出，達(dá)到防水效果。尤其注意的是，屋面板與屋面板間在此處的咬合邊內(nèi)膠泥更不能遺漏（圖11～12）。圖13是塑料堵頭四周膠泥的擠出情況。

圖13 檐口堵頭膠泥

4.女兒墻山墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計

在此處的設(shè)計目標(biāo)是：

4.1 要保證山墻下泛水板與屋面板連接牢固，而且必須與屋面板同時滑動；

4.2 保證此處是剛性防水，不能因泛水件尺寸限制，因搭接漏水而造成屋面漏水；

4.3 保證天溝端板、女兒墻內(nèi)板、山墻下泛水板、隱藏滑動屋面天溝四者連接牢固，防水性好。

這里，山墻下泛水板下面設(shè)有沿屋面通常的隱藏滑動屋面天溝，該天溝一端與固定于山墻封邊角鋼上的滑動支架連接，另一端與屋面板連接。該天溝左端高度可以根據(jù)檐口天溝屋面溢水深度而增加檐口增高件（圖15）。而在屋面山墻中部或上部只取50～80mm高即可（圖14）。圖16是該節(jié)點(diǎn)的三維示意圖。這里，需要強(qiáng)調(diào)的是，隱藏滑動屋面天溝底部、側(cè)面以及檐口增高件和山墻下泛水板在天溝端部，與天溝端板的防水均需有可靠的連接。

圖15 女兒墻山墻檐口節(jié)點(diǎn)圖

女兒墻內(nèi)板的下端必須于山墻封邊角鋼的上端直立面上；絕不可與山墻下泛水板相連接。否則會影響山墻下泛水板的滑動。女兒墻內(nèi)板與山墻下泛水板間，同樣設(shè)有橡膠堵頭，該堵頭是與女兒墻內(nèi)板相匹配的。在橡膠堵頭與泛水板間和橡膠堵頭與女兒墻內(nèi)板間均應(yīng)鋪設(shè)通長、連續(xù)的膠泥；同時，泛水板之間搭接，女兒墻內(nèi)板搭接處同樣鋪設(shè)通長、連續(xù)的膠泥（圖14～16）；這種設(shè)計，可以解決北方山墻下天溝積雪，融化漏水的問題。

圖16 女兒墻山墻中部節(jié)點(diǎn)視圖

5.金屬屋面采光帶的節(jié)點(diǎn)設(shè)計

在此處的設(shè)計目標(biāo)是：

5.1 要保證采光帶與金屬屋面板連接牢固且是剛性防水；必須與屋面板同時滑動。

5.2 采光帶下端與金屬屋面板的連接，其防水性能必須得到可靠保證；不能因采光帶尺寸限制，因搭接漏水而造成屋面漏水；其搭接的防水性能必須有可靠保證。

圖17 雙波采光帶左端節(jié)點(diǎn)

圖18 雙波采光帶下端中部節(jié)點(diǎn)

圖19 雙波采光帶下端中部剖面

5.3 采光帶上端與金屬屋面板的連接，必須牢固；其防水性能有可靠保證。

采光帶，一般有雙波和單波兩種采光帶，兩側(cè)均設(shè)有與金屬屋面板兩側(cè)一致的彩板鐵邊；鐵邊與采光帶間鋪設(shè)通長密封膠泥，然后用自鎖鉚釘間隔連接（圖20）。鉚釘間距不可過大，宜為100～150mm。該密封膠泥在采光帶搭接范圍必須伸出彩板鐵邊2mm以上（圖17～22）。

圖20 雙波采光帶大樣圖

圖21 雙波采光帶中部節(jié)點(diǎn)視圖

圖22 雙波采光帶上部節(jié)點(diǎn)視圖

6.金屬屋面洞口的節(jié)點(diǎn)設(shè)計

在此處的設(shè)計目標(biāo)是：

6.1 要保證洞口基座與金屬屋面板連接牢固且是剛性防水，必須與屋面板同時滑動；

6.2 洞口基座與風(fēng)機(jī)的連接，將按有動力風(fēng)機(jī)和無動力風(fēng)機(jī)分別考慮，無動力風(fēng)機(jī)可與洞口基座直接連接在一起；

6.3 有動力風(fēng)機(jī)與洞口基座的連接，必須分開考慮；在洞口基座內(nèi)設(shè)置風(fēng)機(jī)支架，動靜分離。

洞口基座在工廠預(yù)制，為整體式；與屋面板的連接采用下設(shè)膠泥的內(nèi)連接方式。安裝完成后，再在四周涂耐候密封膠，起雙重防水保險作用（圖23～25）。

圖23 屋面洞口側(cè)部節(jié)點(diǎn)

圖24 屋面洞口下部節(jié)點(diǎn)

圖25 屋面洞口上部節(jié)點(diǎn)

7.金屬屋面工程蓄水檢驗(yàn)

在此處檢驗(yàn)的目標(biāo)是：屋面天溝、山墻、采光帶、洞口等均不得漏水！

根據(jù)上述節(jié)點(diǎn)的設(shè)計與改進(jìn)，進(jìn)行工程例實(shí)施。將雨水口臨時封堵，對整體屋面各個部位進(jìn)行淋水，直至天溝內(nèi)蓄滿水，天溝溢水到屋面一定部位。要求是水淹沒采光帶和風(fēng)機(jī)洞口的上端。蓄水72小時（圖25）。

圖26 屋面蓄水檢驗(yàn)

8.結(jié)論

通過試驗(yàn)檢驗(yàn)，上述設(shè)計是正確的。充分證明“OHC-建筑圍護(hù)系統(tǒng)”能夠滿足工程實(shí)際需要。在實(shí)際工程中需要注意一下幾個方面：

8.1 在工程方案階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計之時，就應(yīng)考慮檐口天溝溢水，北方雪水堆積問題。根據(jù)荷載的不同，考慮主、次結(jié)構(gòu)的設(shè)計；

8.2 綜合考慮成本問題；

8.3 在北方地區(qū)，宜采用綜合治理的方案；既要在天溝內(nèi)設(shè)置融雪裝置，又要將金屬屋面系統(tǒng)按照天溝溢水、屋面防積雪水來考慮。確保金屬屋面防水安全、可靠；

8.4 嚴(yán)把產(chǎn)品訂貨關(guān)，尤其是采光帶訂貨，對其密封膠泥，鉚釘連接，均應(yīng)有設(shè)計要求，嚴(yán)格執(zhí)行。