工程概况
重庆某单层建筑,长90.1m,宽120m。下部为钢筋混凝土柱,基本柱网为6.96m×10.2m,柱顶标高为7.9m,屋顶为轻钢结构双坡屋面,屋面从下至上依次为:15#热轧轻型工字钢、14#热轧轻型c型钢、钢丝托网、铝箔层、50mm厚玻璃棉、0.43mm厚彩板(彩色压型钢板)。
原屋面设有三条天沟:中间一条天沟收集1/2屋面的雨水,设计尺寸为:宽0.4米,深0.4米,现场检测尺寸为:宽0.36米,深0.22米一0.30米;两边两条天沟各自收集1/4屋面的雨水,设计尺寸为:宽0.3米,深0.4米,现场检测尺寸为:宽0.20米,深0.15米一0.20米。原设计沿天沟长度每6.85m设一雨水口,下接雨水管,天沟在6.85m范围内按0.5%坡度向雨水口找坡。
该房竣工后不久屋面即开始渗漏,特别是在大雨时,水流成灾,随后曾请原承建商多次予以维修,主要是使用密封材料(环氧树脂)对板缝及自攻螺丝螺帽固定位置嵌填处理,但效果均不明显。
2.现场检测
2010年技术人员对该轻钢屋面进行了检测,检测结果如下:
(1)中部天沟尺寸为:宽0.36米,深0.22米-0.30米;两边两条天沟尺寸为:宽0.20米,深0.15米-0.20米。均不符原设计要求;(2)天沟在6.85m范围内按0.5%坡度向雨水口找坡不明显,不符合原设计要求;(3)压型钢板局部被踩屈曲破坏,形成多处渗水点;(4)天沟防水层上的保护砂浆已经破坏,导致天沟防水层破坏,形成明显渗水点;(5)天沟侧壁顶部与钢板结合部位防水构造未到位,雨水排不掉时反流入室内。
3.天沟排水能力计算
3.1 中间部位天沟计算
(1)所需屋面雨水量:根据《建筑给水排水设计手册》 及《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015―2003),按2年重现期计算出中间部位天沟所需排水雨量为:283.67L/S;(2)现有中间部位天沟排水能力为:116.73IVS;(3)结论:由以上计算结果可知,中间天沟可排水能力远小于计算所需排水量,现有天沟尺寸不满足要求,当出现大雨时,因雨水不能及时排走而发生积流现象。
3.2 两侧边天沟计算
(1)所需屋面雨水量:根据《建筑给水排水设计手册》及《建筑给水排水设计规范》(GB 50015―2003),按2年重现期计算出侧边天沟所需排水雨量为:141.83L/S;(2)现有侧边天沟排水能力为:78.17L/S;(3)结论:由以上计算结果可知,侧边天沟可排水能力远小于计算所需排水量,现有天沟尺寸不满足要求,当出现大雨时,因雨水不能及时排走而发生积流现象。
4.屋面渗、漏水原因分析
4.1 屋面渗、漏水
根据现场检测了解的情况,该轻钢屋面漏水点多集中在南面1/4屋面(迎风面),底部渗漏点集中在铝箔层端部。根据现场检测情况以及设计资料分析该仓库屋面渗漏的原因有:
(1)节点处理不当:钢结构屋面配套防水材料自身缺陷所致,彩板由于受环境、温度的变化造成彩板收缩、变形,接口和搭接连接部位产生位移时,用普通的密封胶条或硅酮胶与彩板表面粘结处不能同步位移时产生脱离,造成彩板屋面漏水;(2)屋面坡度长达25m,雨水自屋脊而下的流程长、坡度小,水量随坡度骤增,往往造成沿板缝的侧向搭接处产生溢水;(3)屋面彩板自攻螺丝胶垫质量差,容易开裂造成自攻螺丝松动、孔隙增大,后补的环氧树脂硬化后属于脆性材料,与彩板和自攻螺丝间的变形不协调从而开裂渗水;(4)屋面彩板变形过大也会造成节点渗水。本工程屋面板局部位置由于施工误差造成局部轻微塌陷;再则维修施工亦造成局部变形,发生屈曲破坏,形成渗漏点。
4.2 中部天沟漏水
根据现场检测结果及天沟排水能力计算,可知该轻钢屋面天沟漏水的主要原因有:
(1)天沟尺寸严重不足:中间天沟设计尺寸为:宽0.4米,深0.4米。现场检测内天沟实测尺寸为:宽0.36米,深0.22米一0.30米。按设计尺寸计算,天沟可排水量已远小于需排水量;而由于施工的失误实际天沟尺寸更小,其可排水量尚不足需排水量的1/3。遇到雨量过大时雨水即会溢出至室内;(2)天沟侧壁顶部与钢板结合部位防水构造未到位,存有空隙。当天沟蓄水超过其高度时,雨水即会倒灌至室内;(3)未设置溢流口:溢流口是屋面雨水系统最重要的内容,规范规定建筑屋面雨水工程应设置溢流设施。屋面雨水系统没有溢流措施时,暴雨强度超过雨水系统排放能力时就会超过搭接缝,甚至漫上屋面,形成倒灌。
5.屋面改造方案
5.1 雨水斗及雨水立管改造
要满足中间部位所排屋面面积雨水,共需设置79型DN150雨水斗12个,相应设DN150雨水立管l2根。
5.2溢流口改造方案
为确保整个屋面在出现大于2年重现期暴雨时的安全,于天沟端部(山墙位置)设溢流口。溢流口设置按10年暴雨重现期综合考虑。
(1)中间部位天沟端部溢流口改造尺寸为:溢流口宽度为:0.6米,堰口高度为:0.25米;(2)两侧部位天沟端部溢流口尺寸为:溢流口宽度为:0.3米,堰口高度为:0.25米。
5.3 屋面改造方案
针对该仓库屋面既成事实的坡度、连接方向,采取以下措施,主要是采用以防堵为主,弥补因此造成的不足 。
(1)所有彩板侧向接缝均用15mm宽的双面密封胶带(选用丁基橡胶密封粘结带)密封,并涂Js复合防水涂料;(2)所有彩板水平搭接缝先用卷材满粘密闭,并用密封胶带封口,再涂刷Js复合防水涂料,形成一类似的导流沟 。
6.结论
(1)我国钢结构发展迅猛,应用前景十分广阔,但形成和建立一个完整的建筑系统还需广大从业者一起不懈努力;(2)钢结构屋面漏水不是个别现象,造成漏水的因素也很多,要从根本上解决此类问题,需要设计认真对待,确定合理的设计方案。同时也需要施工单位提高自身素质;(3)一个好的雨水系统排放是相对的,溢流是绝对的,其优劣重要一点是取决于溢流口设置是否合理