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压型金属板屋面系统中防水材料的选用
浏览: 发布日期:2019-03-20

随着建筑业的发展,金属板屋面应用范围越来越广泛,由一般工业建筑发展到了造型复杂的公共建筑、功能要求更高的住宅建筑。国家“十三五”规划中,着重强调要研究,推广在各类建筑中应用钢结构的应用范围,做到设计与国际接轨,并完善设计规范和标准,争取到2020年我国钢结构建筑占10%以上。作为钢结构建筑围护系统的重要组成部分,金属板屋面将迎来巨大的发展机遇,金属板屋面防水工程也就成为关注的重点。屋面防水工程质量对建筑物的安全及建筑物的寿命有极其重要的作用。防水工程质量优劣与否,直接关系到建筑材料的耐久性能,以及建筑物的寿命。屋面渗漏会直接影响人们的正常生产、生活质量。对于金属屋面而言,其造成防水工程渗漏的原因很多,其中构造与材料选用不合理是主要原因。

 

金属板屋面防水主要特点

金属板屋面与普通平屋面、坡屋面有许多性能及构造差异,其中与本文探讨内容相关、与防水材料选择及防水性能相关的有如下两大特点:

 

1、屋面金属板导热系数大,对周围环境温度影响敏感,一天中昼夜有温差,一年四季也有很大温差,使金属板屋面常年存在较大幅度的热胀冷缩变形,易产生因变形而造成的破坏,导致金属屋面出现雨水渗漏。

 

2、金属板吸热快,尤其是夏季暴露在室外,受太阳辐射热的影响,表面温度可达到70-80℃,使整体屋面系统处于高温工作状态。因此,对金属板下的防水材料和保温隔热材料,耐高温老化性能要求比混凝土屋面应高一些。

 

金属屋面上应区分防水垫层和防水透汽层的使用

金属屋面板作为金属板屋面的第一道防水,其材料种类、构造类型、细节处理、配套措施等已经为大家所重视,并在技术上不断更新,各项标准纷纷颁布,在工程中也受到较高程度的关注。但作为能使金属屋面达到I级防水的防水垫层和防水透汽层,目前还没有一本相关的规范具体规定其材料种类选择、体现其性能和应用特点。

 

从规范的规定看,防水垫层和防水透汽层是两类材料,其中防水垫层主要指防水卷材类材料,材料厚度选用在3MM以上;防水透汽层是可以让水蒸气透过同时具有一定防水功能的材料,一般采用聚乙烯或聚丙烯材料的无纺布为基材制成,材料厚度一般均小于0.5MM。从材料上看,两者性能差异很大,屋面系统相配套的材料和做法也完全不同,因此也造成实际防水性能有很大区别,工程造价迥异。

 

 

 

从构造上看:图2屋面构造的保温层通常是玻璃棉卷毡,卷毡的密度小、质量轻,可以直接铺设在檩条上,对底板的要求也只是起室内装饰作用。而图3层屋面构造选用的保温层是硬质保温板,卷材通过粘接或机械固定的方式固定在保温板或底层压型钢板上,因此对基层的要求较高,保温棉要有一定的抗压强度;底层承重用的压型钢板需要考虑上部构造中的螺钉锚固强度,因此对板厚有要求。

 

从铺设方式上看:由于屋面金属板支架都是穿过防水垫层和防水透汽层固定在檩条或系统衬檩上,会形成大量钉孔,存在雨水沿钉孔渗漏的隐患。图2层面的防水透汽层随保温棉铺设,由于防水透汽层材料较薄,搭接处采用专用胶带进行粘连,铺设后会因重力原因有变形,在檩条间有下凹,因此屋面板在有雨水渗漏或板下产生冷凝水的情况下,会产生局部积水,水量大或无法及时排除时,雨水进入到保温棉中的可能性增大。其工序复杂,安装精度高,表面平整,屋面板如有雨水渗漏或板下产生冷凝水,可随屋面坡向导流至檐口。这样设计,可提高屋面板的防水性能。

 

 

 

从以上两种屋面构造看,防水垫层和防水透汽层可对金属板构造自身的缺陷有很好的弥补作用。两种材料虽在规范意义上是等效的,但在具体构造中,防水性能还是有很大差异的。因此,在重要项目中,无论是从防水效果还是从保温性能上考量,都推荐使用防水垫层作为第二道防水层的屋面构造。

 

屋面金属板吸收太阳辐射热,造成屋面板夏季温度高,能达到将近80℃,而屋面板下的空间一般是相对封闭的空间,因此屋面板的高温致使其下部空间保持较高温度,对其下侧设置的防水垫层和防水透汽层影响很大,材料的高温老化性能的要求应提高。尤其是咬边连接的屋面板,安装后一般无法再对内部进行维护、维修,对隐蔽工程中材料耐久性要求很高,否则内部材料破坏后,对屋面整体性能有严重影响。

 

用于防水垫层的防水卷材的选用要求与构造设计

 

防水卷材可以作为防水垫层使用。通过对目前技术的了解及工程应用情况的考察,适合作为防水垫层的防水卷材主要有两类:高分子防水卷材和自粘性改性沥青防水卷材。防水卷材的安装固定方式包括机械固定和粘接固定两种施工方式。高分子卷材可以用于金属板屋面做防水垫层的包括:聚氯乙烯(PVC)防水卷材、热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材、三元乙丙胶橡胶(EPDM)防水卷材。

 

以上4类防水卷材,在材料性能上有所区别。如图3所示的金属屋面构造,对防水垫层材料的耐高温老化性要求高。从防水卷材执行的标准来看,除TPO防水卷材的耐热老化指标试验是在115度下进行检测外,其余材料的热老化指标试验均是在80℃下进行检测。80℃已经接近金属屋面板的工作温度,理论上,仅仅80℃热老化合格的材料,不宜在图3构造上使用。然而PVC防水卷材、EPDM防水卷材、自粘聚合物改性沥青防水卷材在工程应用中有其自身优势,为充分发挥材料本身的优点,克服其缺陷,可在图3构造的基础上进行改进,使这三种卷材在一定构造中可以应用。重要的手段就是要隔绝金属板对防水卷材造成的高温影响,解决方案有两种:一种如图4,在金属板和防水卷材间增加绝热层,使金属板热量不易传递到防水卷材处。即便是夏季白天屋面接受太阳的辐射热,但到了夜间随着日落,温度会慢慢下降,不会形成持续高温,从而隔绝或是减弱了屋面高温对卷材的影响。另一种做法是增加金属板与防水层间的距离,形成空气可流动的夹层,防止防水垫层受金属高温影响。但具体架空多少还需要进一步研究。

 

另外,自粘聚合物改性沥青防水卷材在高温作用下有流通性,因此有一定的穿孔自愈防水功能,当支架直接穿过卷材进行固定时,其防水能力优于其他防水卷材;但也正由于其受热流淌的特点,不宜用于坡度较大的屋面。

 

结语

经研究,金属屋面采用文中建议的防水卷材,并且采用相应的构造要求才能达到I级防水的要求。如采用防水透汽膜等材料,并且在施工过程中材料搭接能达到良好的水密性和气密性时,可达到屋面II级防水。只采用一层金属板,考虑到目前国内的产品质量和施工技术的平价平均水平,只能作为III级防水。

 

屋面防水一直是防水界的难题,但在科技不断发展的今天,不乏性能优异的建筑防水材料,如何正确应用建筑防水材料是做好屋面防水的关键。金属板屋面中防水材料的选用,需充分考虑金属板屋面系统自身的特点,并结合不同防水材料的性能,做到有针对性地选用适合于金属屋面板系统的构造和防水材料。只有这样,才能保证金属屋面可靠的防水工程质量。