試論工業廠房鋼結構屋面防水技術的應用

范俊峰

(太原重工工程技術有限公司，山西 太原 030032)

伴隨著建筑技術的不斷進步，在建造廠房的時候，大部分都采用了鋼結構。由于設計理論先進，鋼材具有高強度，使得結構用鋼量更少。同時，還采用了標準化、工廠化制作、小型機具吊裝等方式，從而降低了工人的勞動強度，加快了施工速度，這對企業的生產發展產生了有利影響。現在的鋼結構廠房一般都是由鋼立柱、鋼梁、檁條等搭建而成，盡管很穩定，但在某些角部，由于大型鋼材結構的影響，以及安裝時工人的技術水平，會在某些角部留下大小不一的縫隙，若不及時處理，留下的縫隙，就會引起漏水。所以，在彩鋼結構建筑中，是否對屋頂、墻壁等部位的雨水滲漏進行妥善處理，將直接影響到整個工業廠房的正常使用。

1 工業廠房鋼結構屋面構成

工業廠房鋼結構屋面構成包括：1)屋面骨架，通常由鋼梁和鋼柱構成，能夠承受外部荷載并穩定地傳遞到地面，為整個屋頂提供支撐；2)屋面材料，工業廠房外層壓型金屬板主要有彩鋼板、鋼板、不銹鋼板、鋁合金板、鋅合金板、銅合金板多種材料。其中，彩鋼板是最常用的屋面材料之一，具有質輕、強度高、耐腐蝕、防水性好等特點。目前，我國建筑市場上使用鋼結構屋面的方式主要有以下兩種：雙層壓型鋼板和復合柔性鋼結構屋面。雙層壓型鋼板是一種常見的鋼結構屋面，但會遇到熱脹冷縮、保護不良等問題導致漏雨。復合柔性鋼結構屋面采用卷材防水層形成較為密閉的系統，防水效果比雙層壓型鋼板好，造價較高，但隨著國家經濟實力的增長和防水通用規范標準的提升，已經普遍應用于工業廠房中；3)屋面保溫層：為了降低室內溫度和保證室內舒適度，屋面下方通常會設置保溫層。保溫材料主要有玻璃棉氈、玻璃棉板、巖棉板等，其厚度一般根據當地氣候條件來確定；4)屋面排水系統：工業廠房屋頂還需要設置排水系統，以便將雨水及時排出，避免積水引發安全問題。排水系統包括天溝、排水管道、雨水口等；5)屋面配件：屋面還需要配備其他一些零部件，如擋雪板、安全防護網、風口等，以滿足不同的使用需求。

2 工業廠房鋼結構屋面漏水原因分析

2.1 空鼓、開裂和脫落

工業廠房鋼結構屋面漏水的原因之一是空鼓、開裂和脫落。這是由于壓型鋼板或涂層材料等失去粘結力或老化破損，使得原本堅固的鋼結構屋面出現開裂、空鼓和脫落等問題。空鼓是指壓型鋼板與保溫材料之間失去粘結力，形成明顯的泡狀凸起；開裂是指鋼結構上的膜或層材料因受到外部環境的影響，出現明顯的開裂現象；脫落則是指保溫材料等物質因失去粘結力而從鋼板上脫離。這些現象都會讓雨水滲透到廠房內部，產生漏雨問題。為避免這些問題，在施工和日常維護中需要對屋面進行檢查和及時維修，防止空鼓、開裂和脫落等現象的發生，以確保工業廠房建筑的持久性和安全性。

2.2 屋頂漏水點

工業廠房鋼結構屋面漏水的原因之二是屋頂漏水點，這些漏水點可能在安裝孔、排氣口等位置。當這些細節部位沒有得到及時的維修和修繕時，就可能導致雨水滲透到廠房內部，產生漏雨問題。特別是在經歷了風吹雨打、溫差變化等自然氣候影響后，這些細節部位容易老化變脆，破裂或失去密封性能，從而產生漏水現象。為了避免在使用過程中出現這些問題，需要加強維護和檢查，及時發現屋頂漏水點，并進行維修和修繕。

2.3 排水系統問題

工業廠房鋼結構屋面漏水的原因之三是排水系統問題。如果采用不當的排水系統或者排水系統受損，就會導致雨水在屋頂積聚，無法及時排出。當積水達到一定程度時，就會滲透到廠房內部，產生漏雨問題。特別是在經歷了大雨等惡劣天氣后，積水會更加嚴重，更容易產生漏雨問題。為了避免這些問題，需要對排水系統進行維護和檢查，確保其暢通和有效性能。排水設計應符合科學、合理、實用原則，且應根據不同工業廠房建筑物的實際情況進行具體分析，在設計和施工中充分考慮各種流量情況和極端天氣狀況下的防水措施。此外，日常使用過程中還需要注意排水系統的清潔和維護，定期檢查排水設施是否出現堵塞或損壞，及時進行處理和維修，確保排水系統的有效性能，防止出現漏水問題。

2.4 屋頂預留膨脹縫未設置或處理不當

工業廠房鋼結構屋面漏水的原因之四是屋頂預留膨脹縫未設置或處理不當。屋面材料具有熱脹冷縮的特性，在不同溫度下會產生不同程度的膨脹和收縮。為了避免因此產生漏水問題，需要在設計和施工時預留合適的膨脹縫，并對其進行正確的處理和維護。如果屋面預留的膨脹縫未設置或處理不當，就會導致材料的變形和變位，從而增加了漏水的風險。例如，在高溫天氣時，屋面材料會膨脹，如果沒有合適的膨脹縫，材料就會與其他部位產生沖突，從而造成材料本身的損壞，這樣就容易導致雨水滲透到廠房內部，產生漏雨問題[1]。因此，在設計和施工過程中應該充分考慮屋面材料的膨脹和收縮特性，進行合理的預留縫隙，并采取適當的處理措施，確保其不會影響整體的密封性能，防止漏水問題的發生。

2.5 工藝和材料問題

工業廠房鋼結構屋面漏水的原因之五是工藝和材料問題。如果屋面施工工藝不合理、質量不過關，或者使用的材料存在質量問題，就會增加屋頂漏水的可能性。在施工過程中，如果使用的材料質量不過關，例如使用了劣質防水材料、無法承受重壓的保溫材料等，都容易導致在使用過程中出現滲漏或破損的情況。此外，如果施工工藝不合理，例如屋面覆蓋層安裝不牢固、焊接不到位等，那么也容易引發漏水問題。

3 鋼結構屋面節點防水優化策略

3.1 選用合適的防水材料

在屋面節點處，因為常常容易發生滲漏問題，所以需要選用具有較好防水性能和耐久性的專用材料。下面介紹幾種常見的防水材料：1)高分子防水卷材，在復合柔性鋼結構屋面常用的卷材種類有聚氯乙烯(PVC)防水卷材、熱塑性聚烯烴(TPO)防水卷材、三元乙丙橡膠(EPOM)防水卷材，這些高分子卷材具有良好的耐水、耐老化性能，并具有良好的延展性，與壓型鋼板屋面結合良好，可長期保持防水效果。它的施工方便，可以形成完整、連續的防水層，對于屋面節點的防水處理非常有效；2)熱熔膠，這種材料粘接性強，能夠與各類材料牢固結合，是常用的密封材料。在屋面節點處，可以使用熱熔膠進行密封處理，從而有效防止水分滲透[2]。在選擇防水材料時，需要根據實際情況選擇適合的材料，并保證施工質量。同時，還需要注意防水層的厚度，避免過薄或過厚，影響防水效果。通過選用合適的防水材料，可以保證屋面節點的防水性能和耐久性，減少維護與修復費用。

3.2 防水層設計

在鋼結構屋面節點的防水層設計中，需要根據實際情況選擇合適的防水材料和構造形式。一般情況下，復合柔性鋼結構屋面常用的防水構造有：1)內層壓型鋼板+檁條+保溫層+防水層+外層壓型鋼板：這種做法防水卷材在外層壓型鋼板的下面，壓型鋼板可以有效的保護防水卷材避免陽光直射。施工方便、美觀、卷材耐老化性能好[3]；2)內層壓型鋼板+檁條+保溫層(硬質)+防水層：這種做法防水卷材在最外層，采用電磁焊接與熱風焊接的方式形成密閉的防水層。這種做法防水性能好，但是施工工藝要求較高，造價高。防水層的構造形式也有多種，如雙層、單層等。一些特殊要求的工程(如要求高耐壓性、抗滲透性和耐老化性等)可采用雙層結構，以提高其防水性能[4]。

3.3 注重施工工藝

在施工時，需要嚴格控制防水層的鋪設、焊接和接頭處理等細節。其中，鋪設防水層時，應保證其平整、無波浪或皺褶，保證其貼合程度；對于焊接部分，應采用熱風焊接或其他適宜的方法進行，焊接處應均勻、緊密，不得有漏焊現象；對于接頭處理，采用電烙鐵加熱焊接，使接頭之間的連接更加牢固，有效預防漏水問題。同時，在施工現場，應注意環境和溫度等因素。例如，應在無雨天氣和相對濕度較低的情況下進行施工，以保證防水層的粘實度和干燥度，避免因氣溫過高或潮濕導致防水層粘性下降的現象。另外，在施工過程中，需要注意每一個細節，尤其是節點處，以保證防水效果和耐久性。下面介紹幾個關鍵的施工工藝：1)嚴密處理，節點處的處理應當十分嚴密，要保證橋架、板材及其他連接處銜接緊密、無縫隙，對于槽狀邊緣及角部進行特別處理；2)牢固處理：節點加強彎曲處及連接處應當采取牢固措施，如焊接、螺栓連接等，確保物理連接強度；3)平整處理：平整處理是保證防水效果的重要環節，應該采用專業的工具和技術，保證節點整體平整并光滑；4)均勻涂布：在施工防水材料的時候，需要嚴格控制涂布量和均勻度，以確保整個節點都有足夠的防水材料覆蓋，并充分發揮其防水效果。通過注重施工工藝的細節處理，可以充分保證屋面節點的防水效果和耐久性，從而避免因施工不當導致的滲漏問題，減少后期的維修與更換費用。在施工過程中，還需要及時進行質量檢測，以確保施工質量滿足要求。通過注重施工工藝的細節處理，可以充分保證屋面節點的防水效果和耐久性，從而避免因施工不當導致的滲漏問題，減少后期的維修與更換費用，才能確保工業廠房鋼結構屋面防水技術的正常運行和使用壽命。

3.4 加強屋面排水系統設計

屋面排水系統不僅是屋面排水的重要通道，也是屋面防水保護的關鍵環節。其設計應當包含要點：1)暢通設計：屋面下水道的設計應當考慮排水暢通，使雨水能夠快速流入下水管道，避免積水引起的滲漏問題；2)與防水材料緊密結合：屋面下水道的設計應當與防水材料、屋面檁條、龍骨等緊密結合，以保證防水效果和屋面下水道的穩定性；3)盡量避免彎曲、變形等情況：在設計時應盡量避免彎曲、變形等情況，以保證下水道的通暢性和穩定性，同時減少堵塞和損壞的風險；4)考慮降雨量大時的排水能力：在設計下水道時，需要考慮降雨量大時的排水能力，確保在極端氣候條件下，雨水也能順利排出。通過加強屋面下水道的設計，可以保證雨水順利排出，減少積水引起的滲漏問題，從而提高鋼結構屋面的防水效果和耐久性。

3.5 增加屋面預留膨脹縫

由于溫度變化等原因，鋼結構屋面節點會出現變形和位移等現象，從而影響其防水效果和耐久性。為了解決這個問題，需要增加屋面預留膨脹縫，以便緩解屋面節點的變形和位移。下面介紹一些關鍵的設計要點：1)合理確定膨脹縫位置，在設計過程中，需要合理確定膨脹縫的位置，考慮到溫度變化和材料的膨脹系數等因素，確保其在屋面節點處起到緩解作用；2)確定膨脹縫的寬度：膨脹縫的寬度應當根據屋面結構和溫度變化等因素進行合理的確定，一般來說，膨脹縫的寬度應當大于1cm，以便起到緩解作用[5]；3)橋架和板材的處理：在屋面預留膨脹縫的位置處，橋架和板材等需要采取特別的處理措施，以保證其與其他部件緊密銜接，并能夠伸縮自如；4)對其他細節的處理：在設計和施工過程中，需要特別關注膨脹縫周圍的其他細節處的處理，例如補強、密封等措施，以保證整個屋面防水效果和耐久性。通過增加屋面預留膨脹縫，可以有效緩解屋面節點的變形和位移問題，從而提高鋼結構屋面的防水效果和耐久性。

3.6 定期檢查維護

對于已經安裝好的鋼結構屋面節點，定期檢查和維護是保證其防水效果和耐久性的重要措施。具體包括以下幾個方面：1)清洗和修補防水層，定期清洗和修補防水層，以保持其防水性能。在清洗時，應使用合適的清洗劑和工具，避免對防水層造成損傷。在修補時，應使用符合要求的防水材料，確保其與原有的防水層完全貼合；2)檢查排水系統是否暢通，定期檢查排水系統是否暢通，排除積水和堵塞等問題。檢查時，應特別注意下水管道、雨水口、排水孔等部位，及時清理雜物，保持暢通；3)及時處理損壞、漏水問題：定期檢查鋼結構屋面節點是否存在損壞、漏水等問題，并及時進行處理。如果發現問題，應立即進行修補或更換受損部件，避免問題進一步擴大；4)對特殊氣候條件的關注：在特殊氣候條件下，例如臺風、暴雨等情況，應特別關注鋼結構屋面節點的防水情況。需要及時巡查、清理和維護，以確保其正常運行；5)建立健全的檔案：對于每次檢查和維護都應建立詳細的檔案記錄，包括檢查時間、檢查內容、維護措施、維修情況等等，以便于日后查詢和跟蹤。通過定期檢查和維護，可以及時發現和處理問題，保障鋼結構屋面節點的防水效果和耐久性，延長使用壽命，從而降低維修成本和安全隱患。

4 結語

鋼結構屋面的節點防水是一個需要長期探索的課題，不能一蹴而就。在設計上，要強化在材料的選擇及屋面與墻體連接的設計，嚴格把好設計關，采用新型施工技術與施工工藝，對屋面節點防水質量進行提升。