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玻璃采光顶的漏水及防水 (二)

供稿:工控网 2006/10/20 8:57:00

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4.1.3 玻璃采光顶的设计,应基于以下基本原则:
4.1.3.1 根据《屋面工程技术规范》(GB50345—2004)规定,确定防水等级和设防要求。对于玻璃采光顶,最为重要的是确定防水合理使用年限。
防水等级分为4级,分别为5年、10年、15年、25年。
4.1.3.2 排水组织
根据采光顶的造型,划分排水区域,寻找最短排水路径,设计有效地排水组织路线图,保证排水的流畅性;
4.1.3.3 抓住关键“漏点”
根据排水路径,寻找路径中的“可能漏点”,进行防水密封设防,首先考虑玻璃部分的单向接缝,如玻璃板块拼接处的纵向接缝、横向接缝;其次对纵横交接处的防水和排水进行设计;最后对最终排水部分的如天沟、落水口、檐口等汇水结构进行设计;
4.1.3.4 多道设防
根据采光顶具体构造,针对不同的结合部位进行一道和多道防水设防。要针对外界明水、渗漏水、冷凝水等不同情况,进行防水道次设计,一般对于结合部位有外视扣板、扣条的情况,应考虑3道防水密封;
4.1.3.5 考虑多种变形
由于玻璃采光顶主要是由高强轻质材料构成,特别是支撑结构由金属钢材、铝型材为主,可能存在的变形很多,如结构变形、温差变形、震动变形等等,变形的直接影响首先是构造节点。
因此,设计时应充分考虑节点满足变形的要求。应在设防上、构造上、选材上多方考虑。
4.1.3.6 合理选用密封材料
为确保节点防水的质量,应该充分利用各种材料的特点。选材上应尽量采用高强度、高弹性、高延伸性材料。具体说,应根据具体防水位置,考虑采用不同的密封材料和柔性防水材料等互补并用的多道设防,包括设置附加层等。必要时还要考虑防水层的耐老化、耐穿刺以及飞禽破坏等。
4.1.3.7 耐久性和针对性
节点设计,应考虑其耐久性问题,保证节点设防的耐久性不低于整体防水的耐久性,不能只顾暂时可用。玻璃采光顶造型十分丰富,每个采光顶的节点都有其相同点和不同点,应该针对各自的使用条件和特点予以设计。
4.2 防水节点构造
4.2.1 特点和形式
由于建筑的多样性,每一个玻璃采光顶构造都有所不同,要获得一个有效的防水系统必须考虑多种因素,而节点构造是多种因素综合作用的关键,是防水设计的重点和难点。节点部位具有变形集中、形状复杂、施工面狭小、操作困难、工作环境恶劣等特点。
玻璃采光顶节点构造中的各种缝隙形式取决于采光顶构造本身,无论何种造型的采光顶,归纳到节点技术,主要分为:点支撑结构的玻璃板块接缝节点和驳接头处的玻璃接缝节点;隐框节点;明框节点;采光顶与其它材质交接部位节点;与主体支撑结构交接部位节点。
4.2.2 技术要点
4.2.1.1 最大限度地发挥外部湿法密封或干法密封的效果,但在采光顶的整体防水上不能只依靠外部密封。既在保证一道防水设防的基础上,要考虑对渗流水的二道防水设防;
4.2.1.2 最大程度的减少或消除外部密封处的积水。例如对水平方向的外饰构件造成的积水可能降至最低;
4.2.1.3 对进入节点内部的水必须加以控制,并使其按重力方向有组织的流出室外。
特别是针对扣板内侧和玻璃镶嵌槽的进水,尽量将进水和系统的内层密封适当隔离。
4.2.1.4 对节点内部铝框和玻璃边部的冷凝水必须加以控制、收集和排出,以防止这些冷凝水积聚在铝框内部和玻璃表面上。
4.2.1.5 任何密封都不能百分之百地保证不漏水。采光顶构造节点的防水性是需要细致和技巧的细部设计,如设计冷凝水设防时,还要考虑外部空气通道依靠气体挥发而消失。
4.2.3 基本主框节点(图2)
这是一个典型的明框节点。相比之下,使用硅酮结构胶密封的水平隐框设计更具防水性,而且具有减少灰尘和杂物积存量方面的优点,但成本高,硅酮结构胶的性能受环境影响很大,容易损害系统的整体防水性能。扣板的存在,为增加防水道次提供了可能空间。
玻璃下部支撑肋的高度足以能够防止中空玻璃边部密封部位和胶条等浸入水中。根据美国《建筑玻璃实用手册》资料,当幕墙倾斜角等于或大于30o和水平横梁长度不超过1.8m的情况下,此处高度约10~13mm为宜。
另外,相对上述竖框(视为主框)的横框应尽量采用较低的不带外扣盖的压条,这可以最大限度的减少外表面的积水量。
4.2.4横框与竖框的交接(图3)
横框与竖框的交接节点是第二个典型节点。最主要的特点是横框中玻璃槽的搭接延长部分能够促进横框向竖框的排水。
传统的做法是将横竖框交接处铝型材间的防漏气和防水密封采用密封胶密封,这只是一种不切实际的理想设计,实际效果往往事与愿违。因为打胶操作时很难对打胶表面进行处理,打胶量无法有效控制,密封胶用量一旦过大,会把竖框玻璃镶嵌槽堵塞。同时铝材断面如有任何的变形吸收位移,则密封胶就会因受剪切刀而出现缺口,水和空气就可以穿过。
此处使用连续的丁基胶带是非常必要和有效的,根据美国对在采光顶上使用15年后的调查,发现丁基胶带仍然保持着柔韧性。
这种胶带在夏天变热时,它本身会有一些自密封能力。应用一条连续的胶带密封橡胶密封条和铝框之间的接缝,虽然,连接处如能增加一些理论设计接缝更好,在接缝处对密封胶过分的依赖是最常见的失败原因。应推广使用密封胶加胶带的缝隙处理做法。
4.2.5 收口部分的构造(图4)
这是一个需要增加第二道防水设防的节点,主是针对排水槽排出的可能的渗流水。在一定的环境条件下,玻璃和金属构件表面上容易形成冷凝水,需要增加第二道辅助冷凝水排水槽进行控制。
积水应通过引渡部分设计以便将排水槽中的积水排出。
水平横梁外露部分要低,以便让水在它上面自由通过。同时横梁内部应具有排水槽,可把水送到竖梁(或主梁),通过主梁排水槽最后将水排到室外。
4.2.6 天沟和檐沟(图5)
天沟、檐沟经常受水流冲刷、雨水浸泡和干湿交替,是玻璃采光顶的第三个典型节点。此处是水量的最后汇集处,又是与建筑结构的过渡部位,建议以下构造技术要点:
为保证其可靠性,应增加设防道次,至少不低于三道设防,应增设铺附防水层,考虑保温效果的同时,应使用空隙度大的发泡材料,也利于排水找坡。
天沟、檐沟与屋面交接处变形集中,容易开裂,为增强抗裂能力,应采用能够吸收大变形量的密封胶,并且进行柔性连接。
特别要注意大排水量时的水位增高所造成的水流回流。类似的古建筑中的“尿檐”现象就是大雨量时延扣瓦缝隙回流到室内。2004年4月29日,故宫新修缮的武英殿出现漏雨状况,据故宫古建修缮中心调查,发生的是“尿檐现象“,“尿檐”是建筑学俗语,指屋檐及其排水系统不能导出全部雨水,部分雨水因此侵入琉璃瓦的缝隙,迂回流经多处,最终表现为侵蚀檐体。究其具体位置,一是琉璃瓦覆压咬合的尺寸不够,二是瓦顶铺设的角度不对。
目前,国内有工程采用德国的天沟虹吸技术进行排水。其优点是排水量大、所需空间和面积较小、安装灵活方便、系统具有自清洁特点、不易堵塞。缺点是需要支架和噪音。虹吸式排水系统的基本原理是当天沟积水深度逐渐加大并超过雨水斗上表面高度,掺气比值迅速下降为零,雨斗内水流形成负压或压力流,泻流量迅速增大,从而形成饱和排水状态。
其技术特点在于虹吸式雨水斗设计,水进入立管的流态被雨水斗调整,消除了由于过水断面缩小而形成的旋涡,从而避免了空气进入排水系统,使系统内管道呈满流状态。利用了建筑物高度赋予的势能,在雨水的连续流转过程中形成虹吸作用,导致水流速度迅速增大,实现大流量排水过程。
5. 漏水点检查:
实际工程中漏水的原因是多种多样的,漏水最直接的检验是在建筑物实际使用中自然界有水时的状况。寻找并确定漏水点是掌握漏水原因的最好办法。
如果不能明显确定漏水点,寻找进水点最便捷的方法是浇水测试。既从采光顶的底部结构外侧开始,用水喷在怀疑漏水区域,然后检测建筑物内部的水分,按玻璃水平分格的高度,延垂直方向重复此程序,直到最高点。
漏气点和漏水点往往是同步的。检测漏气点比漏水点可能还要困难,在冬季,室内入口区域容易鉴别,但室外空气就不那么明显了。仔细检查,可以确定室内空气漏点。但是气体密封往往藏埋在采光顶的节点构造内部。这是就需要从节点设计图纸入手,仔细研究怀疑部位,确定区域,必要时要拆卸扣板或构件表面,就能确定渗漏点,做必要的修复。 信息来源于:中国玻璃网

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