強雨、雪環境下大型金屬屋面節點設計（OHC-圍護系統之防水篇）

秦連 劉旭東 多躍剛

1.建筑圍護系統金屬屋面的現狀

隨著鋼結構在我國近三十多年的迅猛發展，與之相配套的各種新型金屬壓型板材和各種復合保溫的夾芯板更是多種多樣，發展勢頭迅猛。

與之相應的建筑圍護系統，雖然其節點的細部構造，配套設計、產品工藝、施工方法，都已經取得了一定進步，但是，在使用過程中仍暴露了很多問題。尤其嚴重的是金屬屋面的防水問題，卻沒有得到很好的解決，一直困擾著輕鋼彩板建筑的發展。

例如，我國北方地區，冬季金屬屋面上部和天溝內大量積雪，在春季積雪融化成水，會直接浸泡屋面與天溝（如下圖1～3）；

圖1 屋面大量積雪

同樣，在南方雨季，金屬屋面在遭遇特大暴雨時，天溝的有組織排水遭遇障礙或來不及排水時，雨水也會直接浸泡屋面使天溝水滿溢出，造成屋面漏水。

圖2 檐口天溝積雪積冰

圖3 天溝積雪積冰漫過屋面

針對上面出現的問題，北方地區往往在天溝上面安裝融雪裝置，可以解決一部分問題。但是終究不徹底，難以從根本上解決問題。如屋面積雪、天溝溢水就出現問題。

筆者近幾年推出的“OHC-建筑圍護系統”，從各個節點細節出發，完善發展，形成最終完整的圍護體系，基本上徹底改變了金屬屋面逢雨就漏的窘境！

無論是我國北方的強降雪，還是南方的強降雨，“OHC-建筑圍護系統”將提供一個新思路、新辦法，亦將使輕鋼彩板建筑不僅美觀、實用，而且實現金屬屋面難以漏水的本來特性。

下面就如何實現這一目標，從設計、實施再到檢驗進行分別闡述。

2.金屬屋面的板型確定

屋面系統實施結果的好壞，直接取決于金屬屋面系統的設計；而設計的成敗，又直接取決于屋面系統采用何種板型和它的連接方式。

這里我們選擇的是具有360°直立咬合鎖邊功能的金屬屋面板（圖4～5）。與屋面次結構-屋面檁條的連接件，采用高抗風拔力的滑動支架，以解決溫差造成的金屬屋面板伸縮變形的影響。

采用這一板型，一是為了便于普及和推廣；同時也是根據屋面板防水性能的要求而確定的。國內類似的板型很多，這一選擇具有推廣意義。其特點是外形美觀、排水截面大（成品的波高70mm），360°直立咬合鎖邊；同時咬合邊內嵌不固化的密封膠泥，使各板型間具有更好的防水特點（圖6）。

而高抗風拔力的滑動支架，在滑塊的上端必須設置有不固化的密封膠泥（圖7）。

圖4 OHC-470壓型板尺寸

圖5 OHC-470壓型板示意

圖6 金屬屋面板內嵌膠泥示意

圖7 滑動支架內嵌膠泥

“OHC-建筑圍護系統”的金屬屋面系統，為了實現金屬屋面的防水效果，特別是在檐口天溝、山墻、采光帶、洞口等節點部位，進行了如下重新設計改進。

3.檐口天溝節點的設計

天溝節點的設計目標是：

3.1 要保證屋面板在檐口處連接牢固，但連接釘孔處不得漏水；

3.2 保證屋面板鎖邊波峰與天溝間的防水容易施工、質量容易保證，不能因板型剛度問題影響板間距而造成屋面漏水。

3.3 保證女兒墻下泛水板與天溝、女兒墻內板之間的防水的可靠性。

為此，在天溝與屋面板的連接處，采用了“C”型檐口擋水板及工程塑料堵頭；并使之實現標準化。在擋水板上表面均布有安裝塑料堵頭的定位孔，同時在側面還均布有與天溝側壁連接的連接釘孔。同時，將擋水板與天溝側壁間、擋水板與塑料堵頭間、擋水板和塑料堵頭與屋面板間均鋪設連續的膠泥。

這樣，屋面板與天溝的連接，通過C型檐口擋水板轉換連接得以解決（圖10）。同時，解決了實際工程中天溝安裝沿長度方向不平，造成屋面板與天溝連接困難的問題。

在天溝左側，女兒墻內板與泛水板間設置橡膠堵頭；泛水板與天溝側壁間同樣設置有通長的、連續的膠泥（圖8）。

圖8 女兒墻下天溝設計圖

值得注意的是，上述的橡膠堵頭，是與女兒墻內板相匹配的。在橡膠堵頭與泛水板間和橡膠堵頭與女兒墻內板間均應鋪設通長、連續的膠泥；同時，泛水板之間搭接，女兒墻內板搭接處同樣鋪設通長、連續的膠泥（圖8～9）；這種設計，可以解決北方女兒墻下天溝積雪，融化漏水的問題。

圖9 天溝與女兒墻內板節點大樣

圖10 天溝擋水板節點大樣

圖11 天溝檐口堵頭大樣

圖12 檐口天溝的透視效果

這里，需要強調的是在檐口處的塑料堵頭周圍膠泥的鋪設問題。根據塑料堵頭與屋面板鎖邊后波峰形狀的匹配程度，其膠泥應鋪設二遍，以使屋面板在金屬壓板固定后膠泥均勻連續擠出，達到防水效果。尤其注意的是，屋面板與屋面板間在此處的咬合邊內膠泥更不能遺漏（圖11～12）。圖13是塑料堵頭四周膠泥的擠出情況。

圖13 檐口堵頭膠泥

4.女兒墻山墻的節點設計

在此處的設計目標是：

4.1 要保證山墻下泛水板與屋面板連接牢固，而且必須與屋面板同時滑動；

4.2 保證此處是剛性防水，不能因泛水件尺寸限制，因搭接漏水而造成屋面漏水；

4.3 保證天溝端板、女兒墻內板、山墻下泛水板、隱藏滑動屋面天溝四者連接牢固，防水性好。

這里，山墻下泛水板下面設有沿屋面通常的隱藏滑動屋面天溝，該天溝一端與固定于山墻封邊角鋼上的滑動支架連接，另一端與屋面板連接。該天溝左端高度可以根據檐口天溝屋面溢水深度而增加檐口增高件（圖15）。而在屋面山墻中部或上部只取50～80mm高即可（圖14）。圖16是該節點的三維示意圖。這里，需要強調的是，隱藏滑動屋面天溝底部、側面以及檐口增高件和山墻下泛水板在天溝端部，與天溝端板的防水均需有可靠的連接。

圖15 女兒墻山墻檐口節點圖

女兒墻內板的下端必須于山墻封邊角鋼的上端直立面上；絕不可與山墻下泛水板相連接。否則會影響山墻下泛水板的滑動。女兒墻內板與山墻下泛水板間，同樣設有橡膠堵頭，該堵頭是與女兒墻內板相匹配的。在橡膠堵頭與泛水板間和橡膠堵頭與女兒墻內板間均應鋪設通長、連續的膠泥；同時，泛水板之間搭接，女兒墻內板搭接處同樣鋪設通長、連續的膠泥（圖14～16）；這種設計，可以解決北方山墻下天溝積雪，融化漏水的問題。

圖16 女兒墻山墻中部節點視圖

5.金屬屋面采光帶的節點設計

在此處的設計目標是：

5.1 要保證采光帶與金屬屋面板連接牢固且是剛性防水；必須與屋面板同時滑動。

5.2 采光帶下端與金屬屋面板的連接，其防水性能必須得到可靠保證；不能因采光帶尺寸限制，因搭接漏水而造成屋面漏水；其搭接的防水性能必須有可靠保證。

圖17 雙波采光帶左端節點

圖18 雙波采光帶下端中部節點

圖19 雙波采光帶下端中部剖面

5.3 采光帶上端與金屬屋面板的連接，必須牢固；其防水性能有可靠保證。

采光帶，一般有雙波和單波兩種采光帶，兩側均設有與金屬屋面板兩側一致的彩板鐵邊；鐵邊與采光帶間鋪設通長密封膠泥，然后用自鎖鉚釘間隔連接（圖20）。鉚釘間距不可過大，宜為100～150mm。該密封膠泥在采光帶搭接范圍必須伸出彩板鐵邊2mm以上（圖17～22）。

圖20 雙波采光帶大樣圖

圖21 雙波采光帶中部節點視圖

圖22 雙波采光帶上部節點視圖

6.金屬屋面洞口的節點設計

在此處的設計目標是：

6.1 要保證洞口基座與金屬屋面板連接牢固且是剛性防水，必須與屋面板同時滑動；

6.2 洞口基座與風機的連接，將按有動力風機和無動力風機分別考慮，無動力風機可與洞口基座直接連接在一起；

6.3 有動力風機與洞口基座的連接，必須分開考慮；在洞口基座內設置風機支架，動靜分離。

洞口基座在工廠預制，為整體式；與屋面板的連接采用下設膠泥的內連接方式。安裝完成后，再在四周涂耐候密封膠，起雙重防水保險作用（圖23～25）。

圖23 屋面洞口側部節點

圖24 屋面洞口下部節點

圖25 屋面洞口上部節點

7.金屬屋面工程蓄水檢驗

在此處檢驗的目標是：屋面天溝、山墻、采光帶、洞口等均不得漏水！

根據上述節點的設計與改進，進行工程例實施。將雨水口臨時封堵，對整體屋面各個部位進行淋水，直至天溝內蓄滿水，天溝溢水到屋面一定部位。要求是水淹沒采光帶和風機洞口的上端。蓄水72小時（圖25）。

圖26 屋面蓄水檢驗

8.結論

通過試驗檢驗，上述設計是正確的。充分證明“OHC-建筑圍護系統”能夠滿足工程實際需要。在實際工程中需要注意一下幾個方面：

8.1 在工程方案階段，結構設計之時，就應考慮檐口天溝溢水，北方雪水堆積問題。根據荷載的不同，考慮主、次結構的設計；

8.2 綜合考慮成本問題；

8.3 在北方地區，宜采用綜合治理的方案；既要在天溝內設置融雪裝置，又要將金屬屋面系統按照天溝溢水、屋面防積雪水來考慮。確保金屬屋面防水安全、可靠；

8.4 嚴把產品訂貨關，尤其是采光帶訂貨，對其密封膠泥，鉚釘連接，均應有設計要求，嚴格執行。