李瑞鵬 高樹鵬
(1.廣東省聯(lián)泰集團(tuán)有限公司 廣東汕頭 515041;2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 廣東汕頭 515031)
玻璃采光頂?shù)姆浪芯?/p>
李瑞鵬1高樹鵬2
(1.廣東省聯(lián)泰集團(tuán)有限公司 廣東汕頭 515041;2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 廣東汕頭 515031)
滲漏問(wèn)題是困擾玻璃采光頂?shù)念B癥。玻璃采光頂?shù)姆浪紫纫獙?duì)排水進(jìn)行合理組織,做好防排水設(shè)計(jì);其次必須合理選用密封膠和設(shè)定密封膠縫寬度,并在施工時(shí)采取必要的措施;此外,對(duì)帶有開啟天窗的玻璃采光頂設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)開啟天窗的特性,采取必要的防水措施。只有做到設(shè)計(jì)合理,密封材料選擇和防水措施得當(dāng),才能從根本上防治玻璃采光頂?shù)臐B漏。
玻璃采光頂;防排水設(shè)計(jì);接縫密封;開啟天窗
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玻璃采光頂能充分利用自然光,增加建筑與環(huán)境的親和力,在機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓、火車站、展覽中心、體育館等大型公共建筑中廣泛應(yīng)用。但玻璃采光頂匯水面積大,滲漏問(wèn)題是困擾玻璃采光頂?shù)念B癥。在玻璃采光頂類型中,隱框玻璃采光頂?shù)姆浪畼?gòu)造最為復(fù)雜,在上面設(shè)置開啟天窗更增加防水的難度,必須對(duì)玻璃采光頂?shù)姆浪M(jìn)行深入地研究。
《建筑玻璃采光頂》JG/231-2007的“術(shù)語(yǔ)和定義”中對(duì)玻璃采光頂定義為“面板為玻璃的屋蓋”,屋蓋定義為“由屋面板與支承體所組成的與水平面的夾角小于75°的維護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾性結(jié)構(gòu)的總稱”[1]。
建筑技術(shù)和材料的發(fā)展和應(yīng)用使玻璃采光頂結(jié)構(gòu)形式和使用的材料越來(lái)越豐富,玻璃采光頂常用類型有點(diǎn)支式玻璃采光頂和框支式玻璃采光頂兩種類型,框支式玻璃采光頂尤以隱框玻璃采光頂為常見。點(diǎn)支式玻璃采光頂是按玻璃面板的支承方式來(lái)命名,其面板的全部荷載是通過(guò)各個(gè)支點(diǎn)傳遞給支承結(jié)構(gòu)(圖1)。
隱框玻璃采光頂采用結(jié)構(gòu)性玻璃裝配工藝,不需要壓板夾持固定玻璃,玻璃外表面沒有突出玻璃表面的桿件,表面平坦,雨水能順流排放(圖2)。
玻璃采光頂防水設(shè)計(jì)須按照《屋面工程技術(shù)規(guī)范》GB50345-2012中規(guī)定“保證功能、構(gòu)造合理、防排結(jié)合、優(yōu)選用材、美觀耐用”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1 點(diǎn)支式玻璃采光頂

圖2 框支式玻璃采光頂
玻璃采光頂必須嚴(yán)格“按圖施工、材料檢驗(yàn)、工序檢查、過(guò)程控制、質(zhì)量驗(yàn)收”的原則施工[2],通過(guò)“導(dǎo)”、“堵”、“引”等綜合措施,將產(chǎn)生滲漏的幾率降到最低限度。
合理的排水體系設(shè)計(jì)是玻璃采光頂防水的關(guān)鍵。排水體系設(shè)計(jì)紊亂或細(xì)部處理不當(dāng),均可造成建筑密封材料、密封膠長(zhǎng)期浸水,進(jìn)而成為產(chǎn)生滲漏的隱患。玻璃采光頂?shù)呐潘O(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮排水坡度、排水組織、防水等因素,盡可能減少玻璃采光頂上的積水、積灰、積雪。
玻璃采光頂面板在自重作用下將產(chǎn)生一定的撓度,可能導(dǎo)致積水、積灰。為抵消玻璃面板撓度而產(chǎn)生的積水、積灰,玻璃采光頂應(yīng)保證能排除由于單片玻璃撓度形成的積水為原則設(shè)置一定的排水坡度。通常情況下玻璃采光頂?shù)呐潘露炔粦?yīng)小于3%,周邊與結(jié)構(gòu)的水平交接處的天溝、檐溝底板排水坡度應(yīng)大于1%。
玻璃采光頂排水組織應(yīng)根據(jù)其設(shè)計(jì)的造型及上部開啟天窗的布置,結(jié)合建筑物屋面的排水組織,通過(guò)合理劃分排水區(qū)域,尋找最短、最有效、最清晰的排水組織路線(圖3),最大限度地減少在玻璃采光頂上積水、積灰。

圖3 玻璃采光頂排水組織
玻璃采光頂保溫、隔熱性能差,在室內(nèi)外溫差較大的情況下容易產(chǎn)生結(jié)露冷凝水。為減少結(jié)露冷凝水,一方面可通過(guò)采用中空玻璃來(lái)改善玻璃采光頂?shù)谋亍⒏魺嵝阅?另一方面可通過(guò)設(shè)計(jì)專門的鋁型材(圖4),將排水系統(tǒng)和玻璃采光頂骨架合二為一,把結(jié)露冷凝水和滲入的雨水引入指定的區(qū)域。鋁型材上的集水槽與玻璃采光頂?shù)闹髋潘到y(tǒng)相連通,并設(shè)置防倒流措施,大小、形狀保證對(duì)結(jié)露冷凝水、滲流水進(jìn)行收集。

圖4 玻璃采光頂剖面
玻璃采光頂?shù)姆浪?jié)點(diǎn)具有變形集中、形狀復(fù)雜、施工面狹小、操作困難等特點(diǎn),是防水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn),其防水不但要依靠外部密封,而且必須充分考慮構(gòu)造節(jié)點(diǎn)在外荷載作用下產(chǎn)生變形的要求,通過(guò)多道設(shè)防,利用防水材料堵塞縫隙。
(1)玻璃采光頂上的排水天溝、檐溝宜采用防腐性能好、厚度不應(yīng)小于2.0mm的不銹鋼材料;具有兩道以上的防水構(gòu)造,具有吸收外力作用所產(chǎn)生位移的能力;排水天溝、檐溝的截面尺寸根據(jù)排水量計(jì)算確定,連續(xù)長(zhǎng)度大于20m時(shí)應(yīng)設(shè)置伸縮縫。
(2)排水天溝、檐溝槽口與玻璃面板、墻體、金屬屋面板等相交接位置具有變形集中特點(diǎn),容易開裂產(chǎn)生滲漏,必須做好構(gòu)造的處理。構(gòu)造節(jié)點(diǎn)應(yīng)能夠適應(yīng)、滿足溫度變化、不利荷載所引起的變形和相對(duì)位置量,具有一定的抵抗變形能力,采用相對(duì)位移量大的密封膠進(jìn)行柔性連接與接縫密封,并增加設(shè)置防水收邊(圖5),使防水性能得到有效保障。

圖5 天溝節(jié)點(diǎn)
(3)玻璃采光頂上盡量避免采用內(nèi)天溝,采用內(nèi)天溝時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)溢流構(gòu)造,減小天溝蓄水壓力。在面積大、坡度小或暴雨強(qiáng)度較大地區(qū)的玻璃采光頂天溝宜采用虹吸式排水系統(tǒng),落水口的數(shù)量和大小根據(jù)玻璃采光頂?shù)呐潘亢吞鞙闲钏芰Υ_定。虹吸式排水系統(tǒng)通過(guò)對(duì)管道管徑、高差的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)雨水流態(tài)的控制,使系統(tǒng)大部分時(shí)間工作在虹吸壓力滿管流的流態(tài),增強(qiáng)系統(tǒng)的排水能力。
玻璃采光頂?shù)目p隙包括板塊間的縫隙、板塊與周邊其他構(gòu)件間的縫隙,只有做好這些縫隙的密封,才能保證整體密封性能。
(1)接縫密封膠的選擇與應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)建筑玻璃采光頂水密性能的關(guān)鍵。玻璃采光頂接縫密封膠除接受自身重量荷載外,還需接受玻璃面板和骨架熱脹冷縮引起的變位,雪荷載、風(fēng)荷載、不對(duì)稱荷載等外界因素影響,不但有水平的位移,還有剪切位移,變位大而且復(fù)雜,膠縫開裂是滲漏發(fā)生的原因。玻璃采光頂用接縫密封膠要求強(qiáng)度、彈性、延伸性都要高,耐候性強(qiáng),具有優(yōu)異的粘接性能,與相接觸的材料相容。
(2)玻璃采光頂面板厚度薄,密封膠接縫寬度相對(duì)小,玻璃面板相對(duì)尺寸大,受外荷載作用下容易產(chǎn)生較大的拉伸一壓縮位移[3],必然導(dǎo)致粘結(jié)密封膠的變形。密封膠的變形只能改變形狀,不改變體積,為此應(yīng)有一定的寬度,以保證的正常變形要求。接縫寬度設(shè)定的基礎(chǔ)是接縫位移量和可供選擇密封膠的位移能力,接縫用密封膠的級(jí)別越高,抗位移能力越高,生產(chǎn)成本也越高,應(yīng)根據(jù)變形要求進(jìn)行合理選用。玻璃采光頂接縫密封膠選用位移能力級(jí)別為25級(jí)硅酮耐候密封膠,保證密封膠處于拉伸或壓縮狀態(tài)時(shí),仍能保持粘結(jié)性而不受破壞,并且有較好的彈性回復(fù)率。接縫寬度設(shè)定通常不小于10mm,深度最好與寬度相等。
接縫密封膠膠縫外觀要求光滑、無(wú)扭曲變形、表面無(wú)裂紋、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)明顯缺陷。施工時(shí)要求注膠面表面干燥、清潔,環(huán)境溫度適中,在5℃ ~40℃范圍內(nèi)為宜。凈化是玻璃裝配最關(guān)鍵的工序,對(duì)油性污漬選用二甲苯、甲乙酮;對(duì)非油性污漬選用異丙醇、水各占50%的混合溶劑進(jìn)行清潔。用兩塊抹布法進(jìn)行凈化操作,凈化后10~15 min內(nèi)立即進(jìn)行涂膠。
接縫密封膠縫通常使用閉孔型聚乙烯類或開孔型聚氨酯類泡沫棒作襯墊,施工中考慮到接縫膠縫變形收縮和排水導(dǎo)流需要,通常將膠縫表面修整成凹弧形(圖6),但接縫密封膠在現(xiàn)場(chǎng)施工,氣泡、夾層、夾雜等瑕疵常引起滲漏。采光頂密封膠接縫最好的施工方法是分兩次完成,表面修整為圓凸面,第二道密封采用高模量產(chǎn)品,將膠縫修寬,擴(kuò)大粘結(jié)寬度和密封面積(圖7)。兩次打膠法既可減緩局部應(yīng)力,也可覆蓋第一道密封存在的缺陷,消除滲漏隱患[4];此外,可減少在固化過(guò)程中遭受意外損傷或破壞的幾率,提高接縫密封表面的耐久性。
玻璃采光頂采用凸形接縫,需考慮到在局部凸起面上留有排水通道。密封膠施工時(shí)應(yīng)避免三面粘結(jié)完全潤(rùn)濕兩側(cè)基材表面,讓密封膠發(fā)揮最佳的位移能力。

圖6 接縫凹形膠縫形式

圖7 接縫凸形膠縫形式

圖8 玻璃采光頂開啟天窗節(jié)點(diǎn)
玻璃采光頂在滿足采光的基礎(chǔ)上,為更好地滿足排煙、換氣、維護(hù)等功能的需要,通常在玻璃采光頂平面內(nèi)設(shè)置開啟天窗。開啟天窗的防水節(jié)點(diǎn)具有變形集中、形狀復(fù)雜,受結(jié)構(gòu)、溫差、震動(dòng)等產(chǎn)生的變形影響容易產(chǎn)生防水設(shè)防失效等特點(diǎn),必須采取可靠的防水措施。
(1)玻璃采光頂上開啟天窗設(shè)置時(shí)宜間斷布置,且開啟天窗宜凸出玻璃采光頂平面80mm以上,并設(shè)置批水板將水遠(yuǎn)離防水節(jié)點(diǎn)(圖8),在防排水設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上考慮密封設(shè)防形式及道次,把滲漏的可能減少到最低限度[5]。
(2)玻璃采光頂上開啟天窗的尺寸不宜過(guò)大,必須充分考慮到在電動(dòng)開啟時(shí)撐桿所承受的重量。在選擇撐桿推力時(shí),最好在其最大推力上再增加安全系數(shù)。
玻璃采光頂發(fā)生滲漏的原因是多種多樣的,檢驗(yàn)最直接的辦法是在自然界有水狀況時(shí),尋找、確定漏水點(diǎn)[6]。如果還不能確定漏水點(diǎn),最便捷的方法是對(duì)玻璃采光頂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)淋水試驗(yàn)。玻璃采光頂?shù)姆浪紫纫獙?duì)排水進(jìn)行合理組織,做好防排水設(shè)計(jì);其次必須合理選用密封膠和設(shè)定密封膠縫寬度,并施工時(shí)采取必要的措施;此外,對(duì)帶有開啟天窗的玻璃采光頂設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)開啟天窗的特性,采取必要的防水措施。只有做到設(shè)計(jì)合理,密封材料選擇和防水措施得當(dāng),才能從根本上防治玻璃采光頂?shù)臐B漏。
[1]JGT231-2007,建筑玻璃采光頂[S].
[2]GB50345-2012,屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].
[3]馬啟元.玻璃采光頂密封選材及接縫設(shè)定的探討[C].2008年全國(guó)鋁門窗幕墻行業(yè)年會(huì)論文集.
[4]王德勤.點(diǎn)支式玻璃采光頂應(yīng)用技術(shù)探討[C].2010年全國(guó)鋁門窗幕墻行業(yè)年會(huì)論文集.
[5]高樹鵬.福州海峽國(guó)際會(huì)展中心展廳外裝飾工程設(shè)計(jì)與施工[J].福建建筑,2013(03):66-68.
[6]高樹鵬.金屬屋面、玻璃采光頂、智能型滑移開啟天窗組合大型屋面系統(tǒng)防水技術(shù)[J].建筑技術(shù),2015,46(07): 628-631.
Research for W ater Proof of G lass Daylighting Roof
LIRupeng1GAOShupeng2
(1.Guangdong Lian Tai Group co.,Ltd,Shantou 515041;2.Cancer Hospital of Shantou University Medical College,Shantou 515031)
Water leakage of the glass daylighting is always a technical problem to be solved from the consideration of long term maintenance.First of glass daylighting roof water proof to reasonable organization of drainage,completes the water proof and drainage design; Second setmust be a reasonable choice sealantand sealant seam width,and take necessarymeasures during the construction;In addition,with open skylight glass roof design should take necessary waterproofmeasures according to the characteristics of open sunroof.Only to design a reasonable,sealingmaterial selection and waterproofmeasures properly,it can fundamentally the prevention and controlof glass daylighting roof leakage.
Glass daylighting roof;Water proof and drainage design;Joint seal;Open skylight
TU22
A
1004-6135(2015)11-0022-04
李瑞鵬(1976- ),男,工程師。
2015-09-09
李瑞鵬(1976- ),男,工程師,主要從事房地產(chǎn)開發(fā)、建筑工程管理方面的工作。
高樹鵬(1970- ),男,高級(jí)工程師,主要從事建筑、裝飾、幕墻技術(shù)及基建管理方面的工作。