彩钢屋面防水施工组织设计

钢彩板屋面防水随着我国钢产量的增长及国家对钢结构产业政策的调整,钢结构建筑的兴建日益增多.轻型钢结构建筑以其自重轻、抗震性能好、施工快和污染小等独特的发展优势，已经广泛应用于工业厂房、库房、体育馆、展览管等工程项目中。但随着时间的推移，轻钢房屋的彩钢屋面出现渗漏的现象日益突出。板缝渗漏、天沟两侧板沿返水、采光带与屋面板结合处渗漏、屋脊包件漏水等是普遍存在的现象，影响彩色轻型钢屋面防水质量的因素很多，以下就从彩钢屋面的构造、面板选材及连接形式、漏水原因、防治措施几个方面简要分析一下。1．彩钢屋面的构造彩钢屋面由结构层、保温层和面板层构成，结构层以“C”型钢和“Z”型钢为主；保温层现场填充时多为玻璃丝棉、岩棉，当保温层为聚苯或聚氨酯时，通常与彩钢板在工厂内预先复合成型（称为彩钢复合夹芯板）；面板层主要有彩色压型钢板、彩钢复合夹芯板。依据面板层的选用不同，彩钢屋面可大致分为单层彩钢板屋面、双板现场复合屋面和彩钢复合夹芯板屋面（见图1、图2、图3）。2．面板选材及连接形式彩钢屋面一般采用彩钢压型板或彩钢复合夹芯板。彩钢压型板是采用镀锌（或镀铝锌）基板涂覆彩色涂层后形成的彩涂板轧制成型。单层彩钢压型板重量轻、强度高、制作安装方便，但导热系数大，隔音效果差；对有保温、隔音要求的屋面，可采用双层彩钢压型板中间填充保温材料（如玻璃丝棉、岩棉等）或采用彩钢复合夹芯板，彩钢夹芯板为双层彩钢板与保温材料在工厂通过粘结剂预先复合成型，因此具有抗弯刚度高、整体性能好等优点，使用范围越来越广。彩钢压型板基板厚度一般为0.3mm～1.0mm，压型后具有一定的刚度和承载能力，屋面外板应尽量选用厚度较大、镀锌基层质量好的彩板轧制，因为彩板过薄，经过一段时间的使用，外板腐蚀或受温度影响变形，板材搭接缝增大，容易造成漏水；而压型板基板镀锌基层质量不好时，涂层太薄，致使压型板使用寿命短，易锈蚀损坏造成雨水渗漏。屋面常用的压型钢板规格有YX25-205-820、YX25-210-840、YX75-380-760、YX48-410-820等多种板型。屋面板的长向连接主要是搭接，即上坡板压下坡板，搭接处设置专用防水密封胶；屋面板侧向连接方式主要有搭接连接、暗扣式连接、咬合暗扣式连接。搭接连接是把压型钢板搭接边重叠，并用自攻螺丝连成整体，屋面螺钉外露，波峰均比较低。暗扣式连接是先将压型板固定支座固定在屋面檩条上，再将压型板与固定支座扣合，屋面无螺钉外露，由于支座与檩条用螺钉连接而无法控制热胀冷缩的变形。咬合暗扣式连接是比较先进的屋面板连接方式，屋面系统通过滑动支架来固定屋面板，既有利于屋面防水和保持屋面的整体性，又能有效的控制因热胀冷缩引起的变形。3.漏水原因导致彩钢屋面漏水的因素很多，有时候是多种因素共同作用导致的，归结起来主要有设计因素、施工因素、使用维护因素三项。（1）设计因素○1建筑结构选型缺少综合考虑结构刚度小：轻钢结构与普通钢结构的不同之处，在于其允许结构产生较大的变形，主要体现在梁的挠度和柱的侧移。一方面，如果梁的挠度太大，会导致屋面积水，而积水现象的发生，又进一步加剧了梁的挠度，从而导致漏水更加严重。另一方面柱顶侧移太大，会导致屋面板的连接部位发生错位现象，从而引发漏水，漏水的部位很难确定，并且可能改变，所以维修十分困难。针对这些情况，设计之初应综合考虑结构变形、屋面坡度和屋面板选型因素的影响，排除漏水隐患。坡度过小：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）中4.1.5条规定：门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区宜取其中的较大值。在实际设计工程中，建设单位为节省资金或感官造型原因要求尽量减小屋面坡度，而设计单位往往生搬硬套规定，不了解当地降雨量的实际情况，于是很多工程屋面坡度过小，屋面雨水排泄不畅从而使得屋面积水，造成屋面渗漏现象的发生。板型选取不当：对于暗扣式和咬合式的板型，由于屋面板板肋较高且不漏螺钉，排水比较通畅，一般适用于屋面坡度比较平缓的屋面，通常屋面坡度为1∶20左右，最小坡度可以做到1∶40。而搭接式彩钢压型板一般板肋较低，且螺钉外露，当屋面水波在风力作用下漫过波峰时，极易通过板缝和钉孔造成渗漏，所以一般用于屋面坡度较陡的屋面，常见的屋面坡度在1∶10左右且单坡长度不超过15m。屋面板材型号要根据泄水坡度、坡长合理选择，坡度小、坡长长的屋面应尽量选用波高较高的暗扣式或咬口式板型。在风力较大的地区，应尽量采用暗扣式或咬口式板型，因为搭接式板在风力作用下板缝容易被掀开或发生变形，加剧渗漏。○2排水组织不到位内天沟设计缺陷：许多工程实例表明，内天沟两侧漏水是发生最为普遍的问题，因而在排水组织设计时应优先选择自由排水或是外天沟排水，尽量避免采用内天沟。内天沟两侧漏水的主要原因有天沟截面过小、厚度过薄、缺少溢流设计。天沟的大小应通过计算屋面排水量确定；天沟应选用厚度不小于3mm的钢板，厚度过小时焊接时容易焊透形成孔洞缺陷造成漏水；内天沟在有条件时应设计溢流构造，即天沟溢满之前通过低于天沟上沿的溢流管（槽）泄水（见图4），减小天沟蓄水压力。落水口太少：落水口太少时，天沟的蓄水压力较大，会造成天沟水通过与屋面板缝隙流入室内甚至漫上屋面，造成事故；落水口的数量和大小应依据屋面排水量和天沟蓄水能力综合计算确定。○3构造措施不完善彩钢屋面渗漏的多数原因是构造措施不完善造成的，设计者应首先熟悉钢结构防水构造措施的各种做法，在设计实践中灵活、科学运用。檐口部位：檐口部位反水渗漏的主要原因是屋面外板与天沟沿之间未安装泡沫堵头，屋面外板波谷为向下弯折，当屋面坡度较小或檐口板端有反翘现象时，水流会沿屋面板波谷下沿反流进室内。解决办法是在屋面外板下放置泡沫堵头，且将屋面外板的波谷下折30度（见图4）。屋脊部位：屋脊部位漏水的原因主要有两点，一是屋脊包件纵向搭接采用拉铆钉连接，热胀冷缩和风压作用变形导致铆钉松动隙变大或铆钉断落，造成漏水，二是屋脊包件翻边尺寸太小，盖板下没有堵头时，雨水在风力作用下流过屋脊处屋面板对接缝，形成大面积渗漏。解决办法一是加大屋脊包件的翻边长度和坡度，搭接处打足密封胶，二是屋脊包件与屋面板间增加与板型匹配的泡沫堵头，并适当将屋面板上端向上弯折，防止雨水流入（见图5）。彩钢板搭接缝漏水:彩钢屋面板有长向搭接缝和侧向搭接缝,如雨水量过大或水波在风力作用下没过瓦波时,容易形成大面积漏水,且漏水点不易发觉,检修很困难。其主要原因是两张板长向接缝搭接长度不够、侧缝之间搭接不紧、漏打密封胶等。解决办法是加大彩钢板长向搭接长度并在接缝内打足密封胶（见图6、图7），在侧缝内打胶或填充丁基防水胶带（见图8）。另设计时尽量避免板材长向搭接，可采取现场轧板直接安装的方案。采光板部位：采光板安装中的胶泥铺设、防水螺钉是屋面漏水的主要原因，另采光板板型与屋面板板型不匹配也易造成漏水。采光板纵向搭接长度不够、未在接缝内铺设胶泥或胶泥老化脱落时，雨水会在毛细水压和风压作用下随着屋面板的振动变形不断压进板内造成漏水，采光板与屋面板侧缝搭接不严、自攻螺丝错误施打时，雨水会沿板缝或螺钉孔深入室内造成漏水。解决的办法是增加采光板长向搭接长度并在接缝内打胶密封，采光板侧缝严禁在波谷打钉，侧缝内打密封胶。以YX48-410-820咬口型屋面板为例，采光板尽量选用与波长相配的25-205-820搭接式，因为咬口型采光板与屋面板侧缝连接处无法打钉，很多时候施工人员将螺钉打在波峰中部或波谷处造成漏水，经常采用且有效的措施见图9。屋面板与砖墙交接部位：通常屋面板与砖墙交接部位要设泛水件，泛水件与墙之间打胶密封，但随着胶缝老化脱落、屋面振动造成泛水件变形等因素，泛水件与墙之间经常出现拉开的裂缝，雨水直接流入缝内形成渗漏。解决的办法是仿照屋面卷材防水上翻的做法，在砖墙上割出凹槽，将泛水件折边嵌入槽内（见图10），泛水件长向搭接缝内要做密封处理。屋面开孔及出屋面装置部位：该部位漏水的主要原因多是节点未进行防水处理，防水包件下未设泡沫堵头或打胶不严，开孔四周预留范围小，雨水流淌不畅，容易积水。解决的办法是：完善孔洞四周的节点设计，设置防水包件并铺设堵头、密封胶，四周预留范围必须满足排水要求，增设结构件减小孔洞周边的板材变形，整体方案要求严密、平整，使水流顺畅。连接细部构造防水：连接件主要有自攻螺丝和拉铆钉，连接打钉必须在屋面板的波峰上，严禁在波谷和波峰中部设计打钉。为防止自攻钉垫圈老化，最好在钉帽下增设EPDM垫圈，在连接采光板时，自攻钉下应增设马鞍形复合橡胶垫，在所有拉铆钉连接处均应设计打胶密封。（2）施工因素彩钢屋面漏水许多时候不单单是设计因素，往往是施工单位在施工中违规操作造成的，所以严格控制施工质量也是钢结构防水的一个重要方面。○1板材损坏造成漏水搭接式屋面压型板在运输及施工中，因吊绳挤压或认为碰撞极易造成板边变形，铺设后搭接侧缝张开，这时水波借着势能从缝隙中流入形成漏水，还有就是施工中不注意保护屋面，随意踩踏，时屋面出现下凹、波峰塌陷甚至开裂，造成屋面积水、漏水。○2违规操作造成漏水很多时候施工人员在关键节点的部位施工马虎，是造成漏水的直接原因。如防水包件搭接长度不够、未按要求安装堵头、打胶不足或漏打、包件安装后变形严重等，均在不同程度上增加了漏水的几率。自攻钉施打违规现象较为普遍，主要是施工中攻丝力量过重、过轻，自攻螺丝打歪、打偏等，这些都可能使自攻螺丝橡胶垫片变形、脱落或者钉下出现凹槽，造成屋面多点漏水。另外，施工人员在压型板波谷或波峰中部违规打钉，也是引起漏水的重要原因之一。钢板天沟在焊接后通常要进行聚氨酯防水处理，很多时候现场焊接质量不过关，存在漏焊、焊透、气孔等缺陷，加之聚氨酯防水处理不严密，直接造成内天沟的渗漏。○3试验、检验不到位造成漏水天沟在焊接后应做防水试验，若发现漏水，需进行二次焊接；屋面施工完毕后，应进行淋水试验，发现漏点应及时整改；一些防水关键点在施工完毕后，施工队和现场管理人员应分别进行自检和抽检，避免因为试验、检验不到位而遗留渗漏的隐患。（3）使用因素很多轻钢屋面在最初建成的1到2年内为发生漏水现象，而随着时间的推移，慢慢出现漏水点并不断增多，这表明轻钢屋面的渗漏同样有使用维护的因素存在。○1屋面堆载或安装设备造成渗漏由于许多轻钢屋面交付使用后，使用者随意增加屋面荷载，导致檩条或屋面板变形后积水，有的在屋面增加太阳能、强制排风、升降机房等装置，这些装置与屋面板的连接部位往往防水措施不到位，造成渗漏的发生。使用者在使用期间应严格控制屋面荷载在设计范围内，不能随意增加，如需在屋面安装设备时，须有完备的防水处理措施并应有专业的施工队伍进行施工，这几点应引起足够的重视。○2天沟防水层破坏造成渗漏由于轻钢屋面的内天沟多为现场焊接，收施工条件影响，很难做到天沟的焊接平整，多数情况下会出现积水，这样很容易使天沟防水层遭到破坏，使天沟及焊接部位出现锈蚀，一些薄弱环节便开始出现渗漏。因此，天沟的防水层应以1年为单位进行检修维护，避免漏水的发生。○3材料老化造成漏水密封胶老化脱落、自攻螺丝垫圈老化脱落、采光板老化变脆的都是使用轻钢屋面在使用过程中容易出现的问题，针对这些情况，应定期检查及时整改，避免漏水带来的各种损失。4．防治措施彩钢压型板屋面的防水应采取“以导为主、以堵为副、堵导结合”的方针。在设计、施工、使用过程中都应该引起足够的重视，作为一项系统工程来抓。在设计阶段应综合考虑降雨量、坡度、坡长、构件变形的多种因素，科学选用压型板规格，选择合理的天沟截面和足够的落水点，同时应该出具详细的细部防水构造措施，从理论环节排除漏水的可能性。在施工阶段，应对施工人员进行详细的设计交底，并在施工中进行监督、检查，发现问题及时整改，验收应有天沟闭水和屋面淋水试验记录，严把施工质量关。在使用阶段，应合理使用，定期检修，及早发现漏水隐患并进行有效整改。结束语：彩钢屋面的防水是一项系统工程，已经引起越来越多的人的重视，只要做到设计完善、安装规范、使用合理，是可以减少或避免漏水问题的发生的。