金屬屋面防水工程的設(shè)計與施工方法

嚴(yán) 勇

(湖北省電力勘測設(shè)計院，武漢 430040)

金屬屋面防水工程的設(shè)計與施工方法

嚴(yán) 勇

(湖北省電力勘測設(shè)計院，武漢 430040)

金屬屋面作為一種屋蓋形式，其特點為將結(jié)構(gòu)層與防水層結(jié)合，并采用金屬板作為屋蓋的主要材料。該文主要從設(shè)計、施工、材料三個方面分析了金屬屋面產(chǎn)生漏水問題的原因，并簡要闡述了金屬屋面防水系統(tǒng)施工工藝。

金屬屋面； 防水； 施工； 設(shè)計； 材料

在我國已建成的各類建筑中，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑因其施工工期短、預(yù)制簡單、建筑設(shè)計風(fēng)格靈活多變及建筑材料和施工工藝環(huán)保等優(yōu)點而被廣泛運(yùn)用于廠房、超市、學(xué)校、體育場等大型場館領(lǐng)域。不僅如此，輕鋼結(jié)構(gòu)因其上述特點其發(fā)展趨勢相當(dāng)迅猛，其正經(jīng)歷著從點到面的發(fā)展歷程。當(dāng)然，我們也必須認(rèn)識到，與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑建設(shè)仍將長期處于起步階段，其發(fā)展前景不可限量。

與此同時，金屬屋面結(jié)構(gòu)隨著輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展也受到了建筑設(shè)計師和業(yè)主的普遍青睞。可以預(yù)言，金屬屋面結(jié)構(gòu)的發(fā)展空間必將十分廣闊。

1 金屬屋面滲漏問題概述

金屬屋面作為一種屋蓋形式，其特點為將結(jié)構(gòu)層與防水層結(jié)合，并采用金屬板作為屋蓋的主要材料。金屬屋面的材料選擇多種多樣，常見的金屬板材均適用于金屬屋面，如鋅板、鍍鋁鋅板、鋁合金板、鋁鎂合金板等等。適用于金屬屋面的金屬板材常經(jīng)過表面處理，其厚度往往控制在1 mm左右。由于其材質(zhì)和涂層質(zhì)量不盡相同，金屬屋面的使用壽命良莠不齊，但在質(zhì)量控制合格的前提下，其壽命可達(dá)50年以上。金屬屋面常常采用復(fù)合板形式，即在兩層金屬板材之間復(fù)合保溫層等結(jié)構(gòu)。單板形式較少采用，工程中往往是將加工好的單板根據(jù)屋面工程的結(jié)構(gòu)狀況在施工現(xiàn)場進(jìn)行復(fù)合，當(dāng)然也可以在施工現(xiàn)場進(jìn)行單板的制作。

金屬屋面因其形式多樣，在廠房和庫房等大型建筑中應(yīng)用廣泛。相關(guān)規(guī)范規(guī)定金屬屋面適用于防水等級為Ⅰ～Ⅲ級的屋面。屋面的防水等級是衡量屋面防水能力的主要技術(shù)指標(biāo)，工程中常常根據(jù)施工工藝與防水材料來區(qū)分屋面的防水等級。在防水材料的選取中，相關(guān)規(guī)范并未給出明確要求，實際使用中，只需滿足相應(yīng)的防水能力并達(dá)到使用年限即可采用。

根據(jù)屋面工程技術(shù)規(guī)范，GB 50345—2012，Ⅰ級防水，需要兩道防水設(shè)防，金屬屋面板連接處需要加聚酯布涂多功能防水涂料；Ⅱ級防水，只需要一道防水設(shè)防，金屬板即滿足要求，金屬板連接處需要按施工規(guī)范要求嚴(yán)格施工。

在雨雪集中的氣候中，金屬屋面在較大程度上都會出現(xiàn)滲漏問題。雨水滲漏處往往集中在天溝、山墻、搭接縫等金屬板防水工程的薄弱部位。金屬屋面的防水問題不僅影響建筑物的正常使用，給設(shè)計和施工方面帶來較大困難，也帶來了巨大的損失，因此金屬板屋面的防水工程的施工質(zhì)量備受關(guān)注。

2 金屬屋面滲漏原因分析

市場實踐證明，在很大程度上我國的金屬屋面漏水現(xiàn)象嚴(yán)重，在南方等雨水較多的區(qū)域更加明顯。雨水滲漏處往往集中在天溝、山墻、搭接縫等金屬板防水工程的薄弱部位。

2.1施工對金屬屋面防水工程的影響

金屬屋面防水工程施工是影響其防水能力的重要因素。在實際施工過程中，即便采用合格的金屬屋面防水材料和優(yōu)秀的防水設(shè)計，但不采用相應(yīng)的施工規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，施工管理水平低及施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格都可能導(dǎo)致施工質(zhì)量低，使金屬屋面發(fā)生滲漏。由此，確保施工質(zhì)量能有效的提高建筑物金屬屋面的防水能力。建筑物金屬屋面施工質(zhì)量低下的常見原因有：

1)缺乏專業(yè)的施工隊伍。即隊伍專業(yè)能力不足甚至完全不懂金屬屋面防水工程施工技術(shù)，其直接導(dǎo)致了防水工程施工質(zhì)量的低下。

2)在施工過程中，施工管理能力不足，施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，間接的導(dǎo)致了防水工程施工質(zhì)量的低下。

3)金屬屋面防水工程施工期間，由于其施工工藝復(fù)雜，施工工種較多，施工時間往往為交叉或者平行作業(yè)，在沒有對已完工的防水工程做有效防護(hù)的基礎(chǔ)上往往會造成二次甚至三次破壞。

4)出于造價因素考慮，金屬屋面常常采用壓型板，其有效面積較大但搭接寬度不足。在房屋積水的情況下，往往會造成積水漫過板材搭接處，進(jìn)而產(chǎn)生滲漏。

2.2設(shè)計對金屬屋面防水工程的影響

1)面對激烈的市場競爭，為降低工程造價，在對金屬屋面進(jìn)行防水設(shè)計時，施工方會盡量減小建筑的屋面高度(有的甚至低于5%)，由此造成屋面雨水排泄不暢，進(jìn)而造成屋面積水，產(chǎn)生滲漏問題。

2)金屬屋面設(shè)計時，設(shè)計單位未考慮實際情況而隨意選用節(jié)點做法，造成部分節(jié)點設(shè)計缺失。此外，還可能因為屋脊處女兒墻高度不夠等原因造成金屬屋面防水層施工困難，進(jìn)而產(chǎn)生滲漏問題。

3)金屬屋面設(shè)計時，板型選用不合適。部分板型即使在現(xiàn)場處理的很完善也會由于面板的熱脹冷縮性能導(dǎo)致接縫處產(chǎn)生滲漏。

4)金屬屋面設(shè)計時，維護(hù)部分的彩板厚度不足。在實際使用過程中，彩板因受溫度的影響或者外界的腐蝕作用而產(chǎn)生形變進(jìn)而使板間縫隙增大并產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。

2.3材料選取對金屬屋面防水工程的影響

1)由于金屬板自身的物理性質(zhì)，其導(dǎo)熱系數(shù)偏大。在外界氣溫產(chǎn)生較大變化時，由于溫度的作用導(dǎo)致板材本身因熱脹冷縮效應(yīng)而在接口處產(chǎn)生較大縫隙，由此分析，金屬板材的接口部位為產(chǎn)生滲水問題的主要部位。

2)在金屬屋面結(jié)構(gòu)體系中，結(jié)構(gòu)本身由于受溫度、風(fēng)載及雨雪荷載的作用常常產(chǎn)生較大的彈性變形，其進(jìn)一步加劇了金屬板材接口部位的滲水問題。

3)在女兒墻與鋼板連接處、屋面采光帶等部位由于其采用的材料不同、應(yīng)力變化不同而產(chǎn)生相對的位移，進(jìn)而在其接口部位產(chǎn)生漏水隱患。

隨著對金屬屋面防水重要性的認(rèn)識，市場上出現(xiàn)了多種多樣的新型屋面防水材料，并根據(jù)價格等分為高中低等不同檔次。但這些材料的特性往往差異很大，其使用范圍也不盡相同。在防水材料的選取過程中，我們應(yīng)根據(jù)建筑物的防水等級、建筑功能和構(gòu)造特性等來選擇適宜于本地區(qū)建筑的防水材料。

3 金屬屋面防水工程施工技術(shù)

作為鋼結(jié)構(gòu)建筑最頂層的建筑構(gòu)造，金屬屋面往往病害高發(fā)，而金屬屋面的漏水問題又是人們所關(guān)注的問題，因此金屬屋面的防水設(shè)計與施工就成了屋面工程的重中之重。通過分析和相關(guān)調(diào)查表明，金屬屋面滲水是多方因素共同作用的結(jié)果，屋面的防水問題既取決于建筑構(gòu)造的自身缺陷，又受外部環(huán)境的影響和金屬屋面自身材料特性的制約。在施工過程中，出現(xiàn)較大的施工裝配誤差也會降低其防水能力。南方城市建筑在雨水多發(fā)的季節(jié)，金屬屋面長時間暴漏在雨水的沖刷中，在很大程度上會導(dǎo)致金屬屋面破壞而引起滲水漏水問題，其極大的影響了相關(guān)建筑物的正常使用及壽命?；谏鲜龇治鲫U述，金屬屋面的防水問題亟待研究解決。

3.1金屬屋面防水工程施工準(zhǔn)備

金屬屋面防水施工前應(yīng)檢查屋面基層狀況，以確保屋面金屬板牢固、平整、無冰凍物、無潮濕、疏松顆粒、裂縫、孔及凸物或其它可能妨礙防水系統(tǒng)的粘結(jié)性雜物，如不符合上述條件，則在預(yù)處理中采取相應(yīng)的措施。

對基層進(jìn)行預(yù)處理，即需要對不需進(jìn)行防水的區(qū)域進(jìn)行防護(hù)。用毛刷清掃此區(qū)域的灰塵等其他疏松附著物，用鏟刀對泥漿等密實附著物進(jìn)行清理以保證其表面干凈光潔。遇到鉚釘或其他螺絲等松動時，應(yīng)及時進(jìn)行更換?；鶎犹幚磉^后必須達(dá)到以下要求：

1)平整密實，無蜂窩麻面、松動起殼等現(xiàn)象。

2)干凈整潔，無灰塵等附著物，更不得有油污或雜物。

3)基層強(qiáng)度必須符合相應(yīng)規(guī)范及設(shè)計文件的要求，否則易造成后續(xù)施工困難，同時務(wù)必保證含水率小于10%。

3.2金屬屋面防水工程施工工藝

當(dāng)金屬屋面防水等級為Ⅱ級時，金屬板自身即可滿足相應(yīng)的防水要求。

當(dāng)金屬屋面防水等級較高時，第一步應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，確認(rèn)防水區(qū)域，量測相應(yīng)區(qū)域的尺寸，進(jìn)而選擇編織聚酯布的尺寸。

其次，應(yīng)預(yù)涂一層多功能防水材料，當(dāng)其濕潤時，將預(yù)先處理過的聚酯布覆蓋防水區(qū)域并用刷子趕平。然后再次涂刷防水涂料，使其充分浸潤防水聚酯布，再次趕平后保證防水聚酯布平整無褶皺。檢查防水聚酯布相應(yīng)的涂刷部位，如有瑕疵應(yīng)予以修補(bǔ)。然后，在防水聚酯布表面再次涂刷抗紫外線抗老化的隔熱反光材料。

最后，清理施工現(xiàn)場和相應(yīng)工具并通知相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行最終的施工檢查驗收。

3.3金屬屋面構(gòu)造節(jié)點防水施工

金屬屋面的搭接分為水平和豎直兩個方向的節(jié)點構(gòu)造。水平方向為金屬屋面與屋面斜坡方向水平的搭接，豎直方向為與屋面斜坡方向豎直的搭接。

當(dāng)金屬屋面的防水等級較高時，金屬屋面在水平搭接施工時應(yīng)先涂刷多功能防水材料，在其濕潤時粘貼0.2 m的防水聚酯布，然后再次涂刷多功能防水涂料，待施工完畢后靜止至干燥狀態(tài)。與水平搭接施工相同，豎直搭接施工也應(yīng)經(jīng)歷防水涂料的涂刷、聚酯布的粘貼、防水涂料的二次涂刷等工序。在金屬屋面固定件構(gòu)造施工中，首先用0.1 m見方的縫織聚酯布裁剪至相應(yīng)尺寸與形狀，然后在其周圍突出物上涂刷一層基層涂料，將裁剪好的縫織聚酯布粘貼其上，后在聚酯布上涂刷防水涂料至其充分浸潤，同時確保聚酯布平整無褶皺。按上述方法處理天溝和水落口的防水加強(qiáng)層，再對天溝整體做三涂一布的防水處理，在一定程度上確保天溝的整體性，其可有效的起到防水作用。

當(dāng)金屬屋面的防水等級為Ⅱ級時，其防水工程應(yīng)由壓型金屬板和金屬板絕熱夾芯板共同構(gòu)成。金屬面絕熱夾芯板采用緊固件連接的構(gòu)造，應(yīng)符合下列規(guī)定：夾芯板的縱向搭接應(yīng)順流水方向，縱向搭接長度不應(yīng)小于200 mm，搭接部位均應(yīng)設(shè)置防水密封膠帶，并應(yīng)采用拉鉚釘固定連接；夾芯板的橫向搭接方向宜與主導(dǎo)風(fēng)向一致，搭接尺寸應(yīng)按具體板型確定。

3.4金屬屋面防水施工注意事項

在實際施工過程中，一旦遇到屋面工程中的保溫層還未施工完畢，一定要等到保溫層完全干燥后再進(jìn)行防水層的施工操作，否則可能引起防水層的空包或不平整進(jìn)而嚴(yán)重影響防水層的使用年限。屋面工程的保溫層施工工藝中往往會架設(shè)一層水泥砂漿找平層，在施工前很難直觀的觀察到其干燥程度。此種情況下，施工人員切莫通過直觀檢查或者經(jīng)驗來估計保溫層的干燥程度。因為保溫層在干燥過程中受周圍環(huán)境的溫度、濕度等施工因素的影響很大，僅靠肉眼觀察和經(jīng)驗判斷是完全沒有依據(jù)的。

在施工時還要注意設(shè)置隔離層，首先在剛性防水層與基層之間設(shè)置隔離層，以防止或減輕因結(jié)構(gòu)層撓曲而嚴(yán)重變形、基礎(chǔ)下沉以及溫度變形等因素導(dǎo)致剛性防水層開裂，造成金屬屋面滲漏。再者就是剛性保護(hù)層與防水層之間設(shè)置隔離層，以防止水泥砂漿、細(xì)石混凝土等剛性保護(hù)層因溫差脹縮變形，將防水層拉伸擠壓而導(dǎo)致其被破壞。最后，就是倒置式屋面的卵石保護(hù)層與保溫層之間設(shè)置隔離層。在倒置式屋面保溫層上，如采用鋪設(shè)卵石作保護(hù)層時，在保溫層上應(yīng)先鋪一層纖維織物，然后再鋪設(shè)卵石。纖維織物應(yīng)選用耐穿刺、耐久性及防腐性好的材料，鋪設(shè)應(yīng)滿鋪，不得露底。建筑物的女兒墻由于被屋面結(jié)構(gòu)層的熱脹冷縮而拉裂。因此，在結(jié)構(gòu)層與女兒墻要預(yù)留空隙，采取脫離措施，就可以避免或減少這種現(xiàn)象的發(fā)生。

因此，要重視防水工程維護(hù)保養(yǎng)和管理，防水工程往往和結(jié)構(gòu)工程等互相結(jié)合，屋面防水補(bǔ)漏工程施工完成后，必須要有對成品的保護(hù)措施，杜絕因下道工序破壞而造成的滲漏。

4 結(jié) 語

作為鋼結(jié)構(gòu)建筑最頂層的建筑構(gòu)造，金屬屋面往往病害高發(fā)，而金屬屋面的漏水問題又是人們所關(guān)注的問題。因此，金屬屋面的防水設(shè)計與施工就成了屋面工程的重中之重。在一定程度上，金屬屋面防水系統(tǒng)確實可以有效解決金屬屋面的漏水問題，在中國大陸南方、北方的環(huán)境下其使用壽命更是可以達(dá)到10年以上。

因此，要十分重視金屬屋面防水工程的設(shè)計與施工，同時將金屬屋面的維護(hù)、保養(yǎng)、管理與結(jié)構(gòu)施工相結(jié)合，共同構(gòu)成金屬屋面的防水系統(tǒng)，減少金屬屋面的防水問題，保證建筑物的正常使用。同時，廣大施工設(shè)計人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)相應(yīng)規(guī)范和施工技術(shù)，提高自身專業(yè)能力，認(rèn)真負(fù)責(zé)的完成屋面工程的建設(shè)工作，更好的為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。

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DesignandConstructionofMetalRoofingWaterProofSystem

YANYong
(Hubei Electric Power Survey & Design Institute，Wuhan 430040，China)

As a form of roof, metal roofing, which is characterized by the combination of structural layer and waterproof layer, uses a metal plate as the main material of roof. From three aspects such as design, construction and materials, this article analyzes the causes of the leakage problems of metal roofing, and briefly describes the construction process of metal roofing waterproof systems.

metal roofing; waterproof system; construction; design; materials

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.02.019

2013-12-20.

嚴(yán) 勇(1980-)，高級工程師.E-mail:99263280@qq.com