鋼結(jié)構(gòu)屋面防水問題及解決措施探討

王文輝

(濰坊昌大建設(shè)集團有限公司，山東 濰坊 261061)

屋面防水作為現(xiàn)代建筑施工中的重要工程環(huán)節(jié)，對建筑的功用和使用壽命具有極大影響。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)屋面防水工作需要由專業(yè)施工隊伍負責，所用防水材料也與一般建筑屋面防水材料不同，壓型鋼板是最為普遍的防水材料。防水材料的特殊性也決定了整體施工難度較大，具有較強的專業(yè)性，且整個施工流程相對較為繁雜，這就要求相關(guān)從業(yè)人員必須掌握鋼結(jié)構(gòu)屋面防水的基本技術(shù)原理，從施工現(xiàn)狀出發(fā)，保證技術(shù)應(yīng)用的合理性。

1 鋼結(jié)構(gòu)屋面漏水原因分析

1.1 鋼結(jié)構(gòu)封閉板屋面設(shè)計因素

根據(jù)相關(guān)設(shè)計標準，門式剛架燈塔屋頂?shù)钠露缺仨毧刂圃?/8～1/20以內(nèi)?；炷疗露戎当仨毟鶕?jù)住宅建筑區(qū)的實際情況確定。例如，在大雨區(qū)建造房屋時，應(yīng)取屋頂坡度的最大值。但是，有些設(shè)計單位在設(shè)計過程中沒有充分考慮當?shù)氐淖匀粭l件，在以往經(jīng)驗值的基礎(chǔ)上進行屋頂坡度設(shè)計。在這種情況下，屋頂是平的和窄的。另外，由于施工過程中的累積偏差，屋頂雨水不能及時排出，造成屋頂屋面滲漏。由此可見，屋面設(shè)計質(zhì)量將直接影響到實際的防水效果，高質(zhì)量的施工質(zhì)量能有效規(guī)避滲漏問題的發(fā)生。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)房屋封閉板因素

從某種角度來看，封閉板在鋼結(jié)構(gòu)建筑屋面防水中起到了決定性的作用。由于封閉板自身的熱系數(shù)較大，故在發(fā)生溫度大幅度變化時，封閉板容易出現(xiàn)變形、位移的問題，進而導致出現(xiàn)漏水的情況。此外，封閉板具有多種連接方式，包括水平連接、蓋式水平連接，不同連接方式各具有各自的優(yōu)缺點，防水性能和表現(xiàn)也存在一定的差異性，因而，實際施工時一般根據(jù)施工區(qū)域的氣候特征和自然條件對連接方式進行靈活選擇，一旦連接方式選擇不當，則極易導致出現(xiàn)屋面漏水的問題。

1.3 施工因素

施工因素是導致鋼結(jié)構(gòu)屋面漏水的主要原因。一是施工組織不嚴格。在鋼結(jié)構(gòu)屋面施工時，若未對封閉板進行保護處理，則可能會導致封閉板因為施工因素而出現(xiàn)不同程度的破損，且容易出現(xiàn)不均勻的荷載，導致屋頂變平，甚至會致使屋頂原有的洞口變平。一旦屋面的斜坡連續(xù)性受到破壞，屋頂積水無法及時排出，進而容易出現(xiàn)漏水的問題。二是缺乏質(zhì)量意識。以鋼結(jié)構(gòu)屋面焊接操作為例，若焊接時所使用的聚氨酯不足，或者母墻根處的切口未設(shè)置成弧形，則容易影響到密封材料的密封效果。究其根本，導致上述現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因在于施工人員缺乏質(zhì)量意識，沒有將保證施工質(zhì)量視為工作的出發(fā)點。三是水測試選擇不當。屋面施工完成之后應(yīng)當及時開展水測試，對屋面的防水效果進行客觀評估。一旦水測試方式選擇不當，則無法及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題和隱患，也自然無法進行后續(xù)的補救操作，導致屋面存在滲漏的隱患。

2 鋼結(jié)構(gòu)屋面防水性問題

2.1 屋面板接口部位漏水

鋼結(jié)構(gòu)屋面的自身材料特性決定了其更加容易受到環(huán)境溫度的影響，尤其是在晝夜溫差較大的季節(jié)中，屋面結(jié)構(gòu)會呈現(xiàn)出明顯的熱脹冷縮特性。隨著鋼結(jié)構(gòu)屋面的使用時間增加，頻繁的材料性質(zhì)變化會對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成輕微的負面影響，雖然不會影響到整體安全性，但會對屋面防水性造成較大干擾。屋面板的結(jié)構(gòu)部位，鉚釘松動、密封不足、材料老化等問題的存在均可能造成結(jié)構(gòu)的表面錯位，進而出現(xiàn)縫隙，發(fā)生滲漏的問題。尤其是最為常見的彩鋼板，一旦瞬時雨量超過波峰，雨水會馬上從鋼板搭接處滲入，造成大量漏水情況。

解決方式如下。首先，針對接口部位漏水問題，一般提倡使用360°直立鎖縫板屋面系統(tǒng)，該系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性較強，即便是在高波峰的情況下也可以有效防水，不使用固定螺釘避免對屋頂板面造成穿透破壞，采用可滑動支座減少熱脹冷縮造成的變形危險，提升鋼結(jié)構(gòu)屋面的整體密封性；其次，還可制作現(xiàn)場復合壓型板，即依據(jù)建筑自身的跨度構(gòu)建整體的板材，搭接位置不使用板材，從而在最大程度上保障板材的完整性；最后，屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以適當對排水坡度進行調(diào)整，從而強化屋面的排水效果，避免因為屋面積水大量堆積而出現(xiàn)滲透的問題。

2.2 固定螺釘、緊固件破壞板面

這一問題在實際當中的出現(xiàn)頻率較高，首先，主要原因在于技術(shù)操作不規(guī)范，未能使螺釘有效釘入，導致錯位、打偏打斜，釘孔打爆等不良后果，對板面造成破壞形成縫隙漏點；其次則是固定螺釘材質(zhì)低劣，容易斷裂難以固定、防腐蝕性較差易銹蝕，造成縫隙滲入。

解決方式如下。選用有經(jīng)驗有技術(shù)的專業(yè)施工安裝人員，做好施工前技術(shù)匯總和操作培訓；對材料的選擇和采購嚴格把關(guān)，嚴禁使用劣質(zhì)材料魚目混珠；施工準備階段做好屋面測量和排版布置，核準板材定位防止偏移；提高每一環(huán)節(jié)的把控檢查，做好銜接工作[1]。

2.3 屋脊接縫處漏雨

在降雨量較大時，雨水滲入屋脊面板接縫處，從而導致出現(xiàn)漏水的問題。究其原因，屋脊蓋板和屋面板的密封性較差是造成這一現(xiàn)象的關(guān)鍵原因。而在密封性不足的情況下，雨水將持續(xù)對接縫處進行滲透，初期階段不會出現(xiàn)漏水，而隨著滲透程度的持續(xù)增加，會導致發(fā)泡堵頭松脫。接縫處的柳釘松動和硅膠開裂問題也同樣會影響到密封性效果，一旦密封性不足，則均有可能引發(fā)漏水的問題[2]。

解決方式如下。擴寬加長屋脊蓋板；對屋脊板的邊緣位置進行裁剪和調(diào)整，確保其形狀與屋面板更為貼合，這可有效提高泡沫堵頭的整體穩(wěn)定性，能避免泡沫堵頭出現(xiàn)松脫的問題；泡沫堵頭的選擇應(yīng)當優(yōu)先考慮屋面板的配套堵頭，堵頭安裝完成之后需要使用膠泥進行固定和密封處理，避免堵頭松動的情況；柳釘處可以進行密封處理和加牢處理，柳釘安裝完成后可以使用透明防水膠進行涂抹；施工時所使用的膠泥必須質(zhì)量達標，并依據(jù)既定的施工流程進行打膠操作，確保打膠質(zhì)量[3]。

2.4 天溝處漏水嚴重

在施工過程中很多施工單位為了鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑外形美觀，無視建筑結(jié)構(gòu)弊端，使用女兒墻來遮擋鋼結(jié)構(gòu)屋面斜坡，或因屋面坡度受限，使用內(nèi)天溝的排水方式進行排水，這兩種建筑方式都存在極大的安全隱患。尤其是內(nèi)天溝處，極易引發(fā)鋼結(jié)構(gòu)屋面漏水，安全威脅性大。

鋼結(jié)構(gòu)屋面的結(jié)構(gòu)特點決定了天溝處成為漏水的主要發(fā)生部位。天溝位置自身具有一定的特殊性，而尺寸、深度均是主要的影響原因，這也決定了天溝本身無法與屋面板構(gòu)成連續(xù)防水結(jié)構(gòu)，只能夠通過在搭接處增加密封膠條和泡沫密封條的使用數(shù)量來形成連續(xù)防水構(gòu)造。這就意味著天溝位置的防水效果將在很大程度上取決于密封材料和施工質(zhì)量，任何一項因素出現(xiàn)問題均會導致密封材料的密封性無法有效發(fā)揮，一旦降水量增大瞬時雨量暴增，天溝處沒能做到及時排水導致雨水堆積，強大的水壓會直接沖擊接縫處，使雨水倒灌進入廠房，引起較大滲漏，對人們生產(chǎn)生活危害性極大[4]。

2.5 屋頂基礎(chǔ)設(shè)施漏水(圖1)

屋頂基礎(chǔ)設(shè)施的種類較多，包括設(shè)備基座、機房、采光板、屋頂風機。通過對屋頂基礎(chǔ)設(shè)施漏水現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，其主要原因包括以下幾個方面。屋頂板斷裂、各項基礎(chǔ)設(shè)施的材料構(gòu)造不一致，影響到了屋面板熱脹冷縮效果、屋頂接縫處沒有防水層、設(shè)施與屋頂連接處密封性差、施工材料質(zhì)量低劣且施工操作不當?shù)?。同時還存在屋頂設(shè)施自身設(shè)計不完善，沒有防水功能這一原因。

解決方式如下。屋頂設(shè)施廠家與建筑設(shè)計人員相互溝通了解，按照屋頂設(shè)備基座的實際情況制定計劃，科學連接設(shè)備構(gòu)造和鋼結(jié)構(gòu)；在屋面板安裝前完成可滑動式基座構(gòu)造的施工；采光板的板型必須與屋面板板型相一致；加寬縱向波峰膠泥，避免毛細滲水；所有屋頂設(shè)備施工安裝前要增加一層防水層，加固泡沫堵頭和膠泥，使用密封膠加密；采用柔性材料密封管道周圍；嚴密平整地安裝導水板，確保屋頂積水可以順利排出。通風氣樓自身對防水性能有著明確的要求，在安裝通風氣樓時需要著重檢查其防水功能，并在各開孔位置進行防水處理。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)屋面防水層鋪設(shè)

3 屋面防水問題的優(yōu)化和建議

3.1 柔性防水面層的引進與采用

柔性防水面層的使用技術(shù)來源于國外，一開始主要應(yīng)用于外資企業(yè)的大型廠房，后來才慢慢被其他工業(yè)產(chǎn)房學習采用。柔性防水面層主要由鍍鋅樓承板、鋪設(shè)隔汽膜、固定巖棉保溫層和防水卷材構(gòu)成，防水卷材一般為聚氯乙烯PVC材料。防水層整體使用墊片與屋面進行連接，搭接位置則需要使用熱熔技術(shù)，這種連接方式可以保證屋面與防水層構(gòu)成統(tǒng)一的整體結(jié)構(gòu)。但是，柔性防水面層的缺陷在于造價偏高，實際造價遠高于傳統(tǒng)防水層施工。柔性防水面層雖然造價略高，但是它具有極其良好的密封性和防水性，能夠有效防止漏點產(chǎn)生，避免屋頂漏水導致工廠經(jīng)濟效益降低。

3.2 優(yōu)化天溝設(shè)計

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋面多采用壓型彩鋼板作為主要材料，在保證板材品質(zhì)和施工質(zhì)量的前提下，內(nèi)天溝與屋面板、女兒墻板的接縫處仍存在極大安全隱患。瞬時雨量的突增會導致排水困難，雨水容易積聚在天溝處倒灌，對建筑物內(nèi)財產(chǎn)和人身安全造成重大威脅。因此，優(yōu)化天溝也能一定程度上消除建筑內(nèi)安全威脅。首先，在保證建筑物基礎(chǔ)美觀的前提下，多采用外屋檐和外水溝的排水設(shè)計，防止天溝積水；其次，如果建筑外立面需要構(gòu)建大量女兒墻時，可以考慮將女兒墻與天溝進行統(tǒng)一設(shè)計，將二者設(shè)置在外墻面外側(cè)懸掛位置。這種設(shè)計方式具有明顯的優(yōu)越性，當發(fā)生天溝積水嚴重的問題時，由于自身懸吊外墻外側(cè)，積水會順著外墻流下，防止積水在天溝處匯聚倒灌，大力保障了廠房內(nèi)部的人和財產(chǎn)安全，既美觀又實用。

3.3 加大屋面坡度

根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)標準，門式剛架輕型房屋屋頂?shù)钠露纫藶?/8～1/20，在雨水較多的地區(qū)，其坡度宜取較大值，而在南區(qū)壽頂坡度宜取較大值。不低于5%。設(shè)計單位取較小值，滿足建設(shè)單位資金投入和建設(shè)投資減少的需要。若屋面的坡度較小，屋頂?shù)呐潘俣葘⒋蠓认陆担逊e在屋頂?shù)挠晁疅o法在短時間內(nèi)排出，進而容易引發(fā)屋面漏水的問題。因此，在實際設(shè)計的過程中，為保證設(shè)計的合理性，可以根據(jù)建筑所在區(qū)域的實際情況進行針對性設(shè)計，確保屋頂?shù)钠露却笮∧軌蚺c當?shù)氐慕邓闆r相匹配。

3.4 采用外排水系統(tǒng)

鋼結(jié)構(gòu)屋面的排水系統(tǒng)分為兩種，分別是內(nèi)排水系統(tǒng)和外排水系統(tǒng)。內(nèi)排水系統(tǒng)指的是依靠室內(nèi)的雨水管道將雨水排至室外，外排水系統(tǒng)則是利用外部雨水管道或者屋頂排水溝實現(xiàn)排水?？紤]到鋼結(jié)構(gòu)建筑的特殊性質(zhì)和用途，外墻吊頂處可以采取封閉式設(shè)計，即不采取內(nèi)排水系統(tǒng)，單獨使用外排水系統(tǒng)。與內(nèi)排水系統(tǒng)相比較，外排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征更為靈活，可以根據(jù)排水需求進行靈活選擇，且不會受到諸多條件因素的限制，排水通暢性較好[5]。

3.5 減少屋面開洞

考慮到管道及設(shè)備的安裝需求，鋼結(jié)構(gòu)房屋在部分情況下需要進行屋頂開洞處理。屋頂開洞的方法會導致鋼結(jié)構(gòu)屋面的整體完整性受到破壞，進而引發(fā)屋面滲水的問題。在實際施工的過程中，需要盡量避免屋面開洞，若因條件限制必須進行屋面開洞時，則可以對開洞的位置進行防水處理。若因為特殊需求需要在屋面大量開洞時，則可以通過安裝獨立單元的方式，固定必須穿過屋頂?shù)皆摱螁卧墓艿涝O(shè)施，避免引發(fā)滲漏問題。此外，考慮到雨水管道的數(shù)量和規(guī)格是影響屋面排水效果的主要因素，一旦雨水管道的水量較少，雨水會沿著溝槽流動，長此以往會導致雨水管道的直徑增大，雨水排放呈現(xiàn)出停滯狀態(tài)，進而引發(fā)“回水”的問題。因此，實際施工過程中需要嚴格控制管道的數(shù)量和規(guī)格直徑，合理選擇管道材料，優(yōu)先選擇強度較高的雨水管道材料。

4 結(jié) 語

研究和探索鋼結(jié)構(gòu)屋面的防水問題和解決措施，能夠科學促進鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進步和改良，有助于施工單位、設(shè)計人員、鋼構(gòu)廠家等相關(guān)人員制定更加合理的技術(shù)方案，規(guī)范施工流程和技術(shù)應(yīng)用方式，從而保證施工質(zhì)量，進一步推動鋼結(jié)構(gòu)工程的整體騰飛。