【摘要】钢结构厂房凭借其施工周期短、造价相对较低、立面美观等优越性,深受业主的欢迎,大量的工业厂房都采用了轻钢结构。屋面漏水是钢结构厂房常见的问题，本文分析了轻钢结构厂房屋面漏水的原因，并提出了防水措施。
【关键词】钢结构，厂房，屋面防水，措施
一、屋面漏水原因
1、设计因素
(1)《门式刚架轻型钢结构厂房钢结构技术规程》(CECS102:2002)中规定:门式刚架轻型钢结构厂房屋面坡度宜取1/8~1/20，在雨水较多的地区宜取其中的较大值。在实际设计过程中，建设单位为节省资金或者其他原因要求尽量减小屋面坡度，设计单位又往往死搬硬套规定，不考虑实际情况，于是导致很多工程屋面坡度过小造成屋面雨水不能及时排到天沟，使得屋面积水，造成屋面渗水现象;
(2)设计人员对当地降雨量不了解，造成屋面坡度设计过缓、天沟截面积过小，或落水管偏少，瞬间雨量偏大，天沟排水不及时，天沟底钢板刚度不足，钢板横向接缝变形，这些也是造成屋面漏水的重要原因;
(3)缺少节点设计。钢筋混凝土主体结构设计与钢结构厂房屋面设计脱节，造成局部节点做法设计不详，施工单位又随意选用节点做法，如屋脊处女儿墙高度不够，伸出屋面的管道、排气道位置不妥或高度不够，以至于造成防水层施工困难。钢筋混凝土主体结构与钢结构厂房因不同单位设计而造成屋面跨度误差，施工时又没有及时发现调整，致使檐口伸进天沟的尺寸不符合要求，加上天沟滴檐板省略不设，造成檐口边缘渗水现象;
(4)板型选择不当。对于暗扣式和咬合式的板型，只要现场安装得当，一般不会有太大的问题，但是如果采用那种直接用自攻螺钉连接的板型来说，即使现场处理得很好，防水胶做得很到位，但由于屋面板的热胀冷缩，还是有很多厂房屋面会出现漏水;
(5)屋面孔洞设计时考虑不周。不得在施工现场随便割孔割洞，孔洞防水要做好;
(6)围护彩板设计过薄。经过一段时间的使用，外板腐蚀或者受温度影响变形，板之间缝隙增大;
(7)屋面板采用夹芯平板，那么估计半年内(如果跨度稍大)就要漏水，因为没有考虑它在太阳底下反复的热胀冷缩。
2、施工因素
(l)施工过程中对屋面围护不注意保护，随意踩踏屋面，破坏了屋面的平整甚至出现裂纹;
(2)天沟不进行防腐。
(3)钢结构厂房屋面板因跨度过大，很多情况下屋面板存在搭接过程，虽然在搭接处采用了聚氨醋密封胶和138gco缝合钉等处理，安装往往很难达到设计理论标准，导致漏水;
(4)天沟横向没有坡度，制作时应留一定坡度，至少0.5%.
(5)关键节点部位施工马虎。如：女儿墙等根部阴角没有按规定作成圆弧或圆弧太小，卷材端边收头密封不严，上口白铁皮变形，固定点偏少，加之密封材料局部封口脱离;伸出屋面的管道的根部堵塞不严，管道四周找平层没有高出附近找平层，防水层泛水高度不够;保温层施工遇雨，排气槽堵塞，排气孔设置不合理，造成保温层长期浸水;刚性屋面产生裂缝，分割缝处防水密封膏与侧壁粘结不牢等;
(6)轻钢结构如果有设置维护砖墙，钢结构施工单位一定要与土建施工单位配合好，因为这涉及到土建和钢结构两个方面的问题，如果女儿墙面粉刷层垂直度与平整度较差，墙上预留嵌槽与屋面坡度不一致，泛水板嵌人女儿墙的深度不一，结果因热胀冷缩等原因使泛水板与粉刷层局部脱离而产生渗水。
(7)天沟滴檐板省略不设，泛水板宽度偏小。
3、使用因素。
(l)钢结构厂房在使用过程当中随意增加荷载，导致屋面板变形;严重的导致钢梁挠度过大或坍塌;特别是在屋面檩条上随意增加荷载。如:原设计未考虑吊顶或设备管道等，增加了悬挂荷载，檩条变形，导致屋面积水;严重的会导致钢梁挠度过大或坍塌;任何单位均不得擅自增加设计范围以外的荷载;
(2)防水胶、密封胶老化，使用过程中缺少必要的维护。
二、轻型钢结构厂房屋面防水措施
1、在设计方面合理确定屋面坡度，规范屋面排水设计
首先应严格按照设计规范，不得因为节省造价而随意降低设计指标，同时应结合施工现场实际情况进行设计。对于雨雪较大的地区，当建筑屋面跨度较大时，屋面坡度不宜低于10％。设计屋面檩条，应该保守些，不能盲目节省钢材，而降低檩条的高度。檩条高度取高值，有利于防止屋面出现不均匀的下挠，避免出现屋面积水。
(1)技术准备
1)工程设计人员根据钢结构设计特点,建筑物的重要程度及所处的地理环境特点等实际情况,按照GB 50345-2004屋面工程防水技术规范和GB 50207-2002屋面工程质量验收规范等技术要求,做出合理的屋面防水构造设计,选出合理的防水材料。
2)施工技术人员通过熟悉图纸,图纸会审,明确设计意图,熟悉工程结构构造特点,节点细部构造,设防层次,采用的材料,确定施工工艺的技术要求,编制切实可行的施工方案,明确工段划分、施工顺序、施工进度、操作特点等技术保证措施,考虑工程防水的每个细节,使设计意图得以贯彻落实。
(2)人员准备
必须选择具有相应施工资质,责任心强,业务技术水平高的专业队伍进行施工。在施工前,应通过技术要求和施工合同,编制切实可行的屋面防水施工方案和施工措施,并及时、详细地向施工操作队伍进行技术交底,必要时进行施工前的技术指导培训,以保证施工队伍熟练按照技术规范要求,保质保量完成防水工程施工。
(3)材料准备
1)根据设计图纸要求,按照钢结构构造特点选用合格屋面防水材料。
2)屋面防水工程材料必须具有产品出厂合格证(或产品质量证明书)和国家权威机构的技术性能检测报告,防水材料的性能、规格、品种必须符合设计及现行的国家标准和规范要求。
3)同时,钢结构厂房屋面防水辅助材料的选择,也必须严格控制,否则会造成整个防水工程的失败。如某电厂干煤棚网架屋面设计为单层波纹彩钢瓦,固定用螺钉选用燕尾自攻螺钉,施工单位选用了非国标材料,干煤棚在使用2年后,部分螺钉在风力等作用下断裂,形成渗漏。
根据工程防水施工现场的天气、地理环境及其他客观情况,做好防水材料的保护措施,如防雨、防风、防机械破坏等。
2、轻型钢结构屋面板的接缝构造处理措施
(1)长向搭接处理方法
当单面坡长小于12m时，屋面可不设横缝；当单面坡长大于12m时，板间需设横缝搭接。横缝一般采用顺水搭接，为保证防水效果，必须满足一定的搭接长度，且搭接长度长短与屋面坡度有关，当坡度小于等于1/10时，一般不宜小于300mm；当坡度大于1/10时，一般不宜小于200mm，并要求在搭接处高低错开，上下两层板之间粘贴防水密封胶条。这样不仅可有效防止渗水，还可防止钢板切口处氧化锈蚀。同时应注意搭接处一般采用自攻螺钉固定在波峰位置。若设置在波谷上，必须要有可靠的防水措施。
屋面低波彩钢板用连接件直接与檩条连接，每波或隔一个波设置一个，但搭接波处必须设置连接件。屋面高波彩钢板用连接件与固定支架连接，每波设置一个。另一种上下板连接方法是压板挤紧法，在两块彩钢板的上面和下面各设一块与彩钢板板型相同的镀锌钢板，两板间设防水密封条，用紧固螺栓将其紧密挤压连接在一起。为避免板的长向搭接处引起漏水，也可将压型板生产设备运至现场安装，轧制从屋脊到檐口的整张屋面板，边轧制边安装，无需长向搭接，避免不必要的渗漏。通常情况下，选用长板不搭接最好，但在实际工程中发现，板过长时，由于温度影响板的伸缩会引起螺孔扩张而产生渗漏；同时，由于板过长，在制造、运输或施工过程中易损伤涂层，影响质量。
(2)侧向连接处理方法
目前，从建筑屋面防水角度考虑，根据侧向连接方式的不同，有以下几种连接。
1)搭接式侧向连接：所用板材有不带密封胶槽和带有密封胶槽两类。搭接式侧向连接为单面施工，操作方便、简单易行。两板搭接处，有密封胶槽的在槽内粘贴防水密封胶条，然后用自攻自钻螺钉连接。此种连接属于外露连接，适宜于波峰比较低的彩色压型钢板。低波压型金属板的侧向搭接部位，必要时可设置连接件，其间距一般为200～300mm。板的侧向搭接方向应与当地的主导风向一致。
2)咬边式侧向连接：分为角驰Ⅲ型咬合缝、180°和360°咬合缝。咬边式侧向连接是将屋面板两侧利用专用工具相互咬合，成为一体。此种连接有利于防水和增强屋面的整体性，但施工技术要求高。
3)扣盖式侧向连接：将两屋面板通过支架与檩条连接，并用扣盖扣在接缝上，使屋面无螺钉外露，提高了屋面的防渗漏能力。
4)暗扣式侧向连接：在两板连接处，将与暗扣式彩板配套的特制暗扣先固定在支撑件（如檩条）上，利用钢板的弹性，在向下和向左（或向右）的外力作用下，两板彼此卡住，使之连成一体。为了防水，全部侧缝布置方向宜与屋面排水方向一致，一般不得使水流方向与侧向板缝相交叉。同时，板肋高度选择应与排水坡度、单坡排水长度相匹配。对采用彩钢板的平屋顶，为防止侧缝漫水，板肋的高度宜选择为50～70mm。
安装钢板时，应将钢板准确地搭接在前一块钢板上，并与前一块钢板夹紧，直到钢板的两端都固定为止。一种简单而有效的方法是用一对夹口钳分别夹住所搭接的钢板。钢板沿纵向就位时，其端部尤其是上端部需用钳子夹住搭边部分，这样可保证钢板一端的就位，并使一端的搭接也处于正确的位置，从而固定住钢板，在固定的过程中夹钳始终应在纵向夹住钢板。安装下一块钢板之前，每块钢板必须完全被固定住。固定必须始于钢板的中心，然后向两边伸展，最后固定钢板的搭接边。
(3)端部的搭接处理方法
对于端部搭接，由于屋面板是用连续加工的方法制成，在运输、吊装许可的条件下，应采用较长尺寸的彩钢板以减少屋面接缝，防止渗漏。但必要时可用两块较短的钢板通过端部搭接来覆盖整个长度。每列钢板的搭接顺序依次从底部到顶部，然后再放下一列。对使用穿透式固定法的屋面钢板端部，搭接需定位在支撑上。对坡度在1/12～1/4的屋面，钢板端部重叠长度至少为200mm；坡度超过1/4时，重叠长度至少为150mm，而且钢板端部重叠部分的中点应在支撑件的中心。
3、安装时注重细部的构造处理
(1)屋脊节点处理方法
屋脊板、高低跨相交处的泛水板与屋面彩色压型钢板的连接采用搭接连接，其搭接长度不宜小于200mm，搭接部位应设置挡水板和堵头，屋脊板之间搭接部位的连接件间距不宜大于50mm。施工时将钢板向上翻起30mm，能有效地防止雨水从接口处进入室内造成渗漏。
(2)采光板与彩钢屋面板连接节点
采光板根据材料的不同可分为玻璃纤维增强聚酯采光板、聚碳酸酯采光板等类型。由于采光板与彩钢屋面压型板的热膨胀系数不一致，再加上两种板的波形不太吻合，很容易使采光板与屋面的交接防水不严密、接口处理密封性差，导致设有采光带的屋面中出现渗漏、滴水现象。在设计中，应选择采光板的厚度、刚度与彩钢板的厚度、刚度协调，使两种板波形一致，注意两种板的搭接长度与接缝的密封。在满足采光、檩条要求条件下，尽可能减小采光板的厚度，避免出现由于采光板多层搭接而造成的搭接口空隙过大。采光板与彩钢板水平搭接处，泛水板下口与彩钢板搭接不低于250mm，且设置挡水板，并发泡堵头。采光带与彩钢板纵向搭接处，泛水板下口与彩钢板应搭接2个波峰，且其端部应下弯至波谷。泛水板上口均应伸入采光带内且不低于60mm，其端部应上弯5mm左右，并满封丁基密封胶。
(3)天沟
屋面排水天沟多用彩钢板制作。外天沟一般采用一端有墙板支撑，一端有屋面板上挑出的槽形件支撑。挑出屋面板的长度，应超出天沟内壁50mm以上，屋面板端头用彩钢板封包，并做出滴水。内天沟的外壁应高出屋面板端头，并在女儿墙内壁做泛水。天沟要保证有足够的深度，并在天沟的两端做溢水口。
结语
采用合理的屋面构造方案及细部节点构造处理措施，加强现场控制是保证屋面排水顺畅，防水密闭的关键。
