钢结构屋面防水问题及解决措施探讨

王文辉

(潍坊昌大建设集团有限公司，山东 潍坊 261061)

屋面防水作为现代建筑施工中的重要工程环节，对建筑的功用和使用寿命具有极大影响。一般情况下，钢结构屋面防水工作需要由专业施工队伍负责，所用防水材料也与一般建筑屋面防水材料不同，压型钢板是最为普遍的防水材料。防水材料的特殊性也决定了整体施工难度较大，具有较强的专业性，且整个施工流程相对较为繁杂，这就要求相关从业人员必须掌握钢结构屋面防水的基本技术原理，从施工现状出发，保证技术应用的合理性。

1 钢结构屋面漏水原因分析

1.1 钢结构封闭板屋面设计因素

根据相关设计标准，门式刚架灯塔屋顶的坡度必须控制在1/8～1/20以内。混凝土坡度值必须根据住宅建筑区的实际情况确定。例如，在大雨区建造房屋时，应取屋顶坡度的最大值。但是，有些设计单位在设计过程中没有充分考虑当地的自然条件，在以往经验值的基础上进行屋顶坡度设计。在这种情况下，屋顶是平的和窄的。另外，由于施工过程中的累积偏差，屋顶雨水不能及时排出，造成屋顶屋面渗漏。由此可见，屋面设计质量将直接影响到实际的防水效果，高质量的施工质量能有效规避渗漏问题的发生。

1.2 钢结构房屋封闭板因素

从某种角度来看，封闭板在钢结构建筑屋面防水中起到了决定性的作用。由于封闭板自身的热系数较大，故在发生温度大幅度变化时，封闭板容易出现变形、位移的问题，进而导致出现漏水的情况。此外，封闭板具有多种连接方式，包括水平连接、盖式水平连接，不同连接方式各具有各自的优缺点，防水性能和表现也存在一定的差异性，因而，实际施工时一般根据施工区域的气候特征和自然条件对连接方式进行灵活选择，一旦连接方式选择不当，则极易导致出现屋面漏水的问题。

1.3 施工因素

施工因素是导致钢结构屋面漏水的主要原因。一是施工组织不严格。在钢结构屋面施工时，若未对封闭板进行保护处理，则可能会导致封闭板因为施工因素而出现不同程度的破损，且容易出现不均匀的荷载，导致屋顶变平，甚至会致使屋顶原有的洞口变平。一旦屋面的斜坡连续性受到破坏，屋顶积水无法及时排出，进而容易出现漏水的问题。二是缺乏质量意识。以钢结构屋面焊接操作为例，若焊接时所使用的聚氨酯不足，或者母墙根处的切口未设置成弧形，则容易影响到密封材料的密封效果。究其根本，导致上述现象出现的主要原因在于施工人员缺乏质量意识，没有将保证施工质量视为工作的出发点。三是水测试选择不当。屋面施工完成之后应当及时开展水测试，对屋面的防水效果进行客观评估。一旦水测试方式选择不当，则无法及时发现潜在的问题和隐患，也自然无法进行后续的补救操作，导致屋面存在渗漏的隐患。

2 钢结构屋面防水性问题

2.1 屋面板接口部位漏水

钢结构屋面的自身材料特性决定了其更加容易受到环境温度的影响，尤其是在昼夜温差较大的季节中，屋面结构会呈现出明显的热胀冷缩特性。随着钢结构屋面的使用时间增加，频繁的材料性质变化会对结构稳定性造成轻微的负面影响，虽然不会影响到整体安全性，但会对屋面防水性造成较大干扰。屋面板的结构部位，铆钉松动、密封不足、材料老化等问题的存在均可能造成结构的表面错位，进而出现缝隙，发生渗漏的问题。尤其是最为常见的彩钢板，一旦瞬时雨量超过波峰，雨水会马上从钢板搭接处渗入，造成大量漏水情况。

解决方式如下。首先，针对接口部位漏水问题，一般提倡使用360°直立锁缝板屋面系统，该系统自身的稳定性较强，即便是在高波峰的情况下也可以有效防水，不使用固定螺钉避免对屋顶板面造成穿透破坏，采用可滑动支座减少热胀冷缩造成的变形危险，提升钢结构屋面的整体密封性；其次，还可制作现场复合压型板，即依据建筑自身的跨度构建整体的板材，搭接位置不使用板材，从而在最大程度上保障板材的完整性；最后，屋面结构设计时可以适当对排水坡度进行调整，从而强化屋面的排水效果，避免因为屋面积水大量堆积而出现渗透的问题。

2.2 固定螺钉、紧固件破坏板面

这一问题在实际当中的出现频率较高，首先，主要原因在于技术操作不规范，未能使螺钉有效钉入，导致错位、打偏打斜，钉孔打爆等不良后果，对板面造成破坏形成缝隙漏点；其次则是固定螺钉材质低劣，容易断裂难以固定、防腐蚀性较差易锈蚀，造成缝隙渗入。

解决方式如下。选用有经验有技术的专业施工安装人员，做好施工前技术汇总和操作培训；对材料的选择和采购严格把关，严禁使用劣质材料鱼目混珠；施工准备阶段做好屋面测量和排版布置，核准板材定位防止偏移；提高每一环节的把控检查，做好衔接工作[1]。

2.3 屋脊接缝处漏雨

在降雨量较大时，雨水渗入屋脊面板接缝处，从而导致出现漏水的问题。究其原因，屋脊盖板和屋面板的密封性较差是造成这一现象的关键原因。而在密封性不足的情况下，雨水将持续对接缝处进行渗透，初期阶段不会出现漏水，而随着渗透程度的持续增加，会导致发泡堵头松脱。接缝处的柳钉松动和硅胶开裂问题也同样会影响到密封性效果，一旦密封性不足，则均有可能引发漏水的问题[2]。

解决方式如下。扩宽加长屋脊盖板；对屋脊板的边缘位置进行裁剪和调整，确保其形状与屋面板更为贴合，这可有效提高泡沫堵头的整体稳定性，能避免泡沫堵头出现松脱的问题；泡沫堵头的选择应当优先考虑屋面板的配套堵头，堵头安装完成之后需要使用胶泥进行固定和密封处理，避免堵头松动的情况；柳钉处可以进行密封处理和加牢处理，柳钉安装完成后可以使用透明防水胶进行涂抹；施工时所使用的胶泥必须质量达标，并依据既定的施工流程进行打胶操作，确保打胶质量[3]。

2.4 天沟处漏水严重

在施工过程中很多施工单位为了钢结构厂房建筑外形美观，无视建筑结构弊端，使用女儿墙来遮挡钢结构屋面斜坡，或因屋面坡度受限，使用内天沟的排水方式进行排水，这两种建筑方式都存在极大的安全隐患。尤其是内天沟处，极易引发钢结构屋面漏水，安全威胁性大。

钢结构屋面的结构特点决定了天沟处成为漏水的主要发生部位。天沟位置自身具有一定的特殊性，而尺寸、深度均是主要的影响原因，这也决定了天沟本身无法与屋面板构成连续防水结构，只能够通过在搭接处增加密封胶条和泡沫密封条的使用数量来形成连续防水构造。这就意味着天沟位置的防水效果将在很大程度上取决于密封材料和施工质量，任何一项因素出现问题均会导致密封材料的密封性无法有效发挥，一旦降水量增大瞬时雨量暴增，天沟处没能做到及时排水导致雨水堆积，强大的水压会直接冲击接缝处，使雨水倒灌进入厂房，引起较大渗漏，对人们生产生活危害性极大[4]。

2.5 屋顶基础设施漏水(图1)

屋顶基础设施的种类较多，包括设备基座、机房、采光板、屋顶风机。通过对屋顶基础设施漏水现状分析发现，其主要原因包括以下几个方面。屋顶板断裂、各项基础设施的材料构造不一致，影响到了屋面板热胀冷缩效果、屋顶接缝处没有防水层、设施与屋顶连接处密封性差、施工材料质量低劣且施工操作不当等。同时还存在屋顶设施自身设计不完善，没有防水功能这一原因。

解决方式如下。屋顶设施厂家与建筑设计人员相互沟通了解，按照屋顶设备基座的实际情况制定计划，科学连接设备构造和钢结构；在屋面板安装前完成可滑动式基座构造的施工；采光板的板型必须与屋面板板型相一致；加宽纵向波峰胶泥，避免毛细渗水；所有屋顶设备施工安装前要增加一层防水层，加固泡沫堵头和胶泥，使用密封胶加密；采用柔性材料密封管道周围；严密平整地安装导水板，确保屋顶积水可以顺利排出。通风气楼自身对防水性能有着明确的要求，在安装通风气楼时需要着重检查其防水功能，并在各开孔位置进行防水处理。

图1 钢结构屋面防水层铺设

3 屋面防水问题的优化和建议

3.1 柔性防水面层的引进与采用

柔性防水面层的使用技术来源于国外，一开始主要应用于外资企业的大型厂房，后来才慢慢被其他工业产房学习采用。柔性防水面层主要由镀锌楼承板、铺设隔汽膜、固定岩棉保温层和防水卷材构成，防水卷材一般为聚氯乙烯PVC材料。防水层整体使用垫片与屋面进行连接，搭接位置则需要使用热熔技术，这种连接方式可以保证屋面与防水层构成统一的整体结构。但是，柔性防水面层的缺陷在于造价偏高，实际造价远高于传统防水层施工。柔性防水面层虽然造价略高，但是它具有极其良好的密封性和防水性，能够有效防止漏点产生，避免屋顶漏水导致工厂经济效益降低。

3.2 优化天沟设计

传统钢结构屋面多采用压型彩钢板作为主要材料，在保证板材品质和施工质量的前提下，内天沟与屋面板、女儿墙板的接缝处仍存在极大安全隐患。瞬时雨量的突增会导致排水困难，雨水容易积聚在天沟处倒灌，对建筑物内财产和人身安全造成重大威胁。因此，优化天沟也能一定程度上消除建筑内安全威胁。首先，在保证建筑物基础美观的前提下，多采用外屋檐和外水沟的排水设计，防止天沟积水；其次，如果建筑外立面需要构建大量女儿墙时，可以考虑将女儿墙与天沟进行统一设计，将二者设置在外墙面外侧悬挂位置。这种设计方式具有明显的优越性，当发生天沟积水严重的问题时，由于自身悬吊外墙外侧，积水会顺着外墙流下，防止积水在天沟处汇聚倒灌，大力保障了厂房内部的人和财产安全，既美观又实用。

3.3 加大屋面坡度

根据门式刚架轻型房屋钢结构技术标准，门式刚架轻型房屋屋顶的坡度宜为1/8～1/20，在雨水较多的地区，其坡度宜取较大值，而在南区寿顶坡度宜取较大值。不低于5%。设计单位取较小值，满足建设单位资金投入和建设投资减少的需要。若屋面的坡度较小，屋顶的排水速度将大幅度下降，堆积在屋顶的雨水无法在短时间内排出，进而容易引发屋面漏水的问题。因此，在实际设计的过程中，为保证设计的合理性，可以根据建筑所在区域的实际情况进行针对性设计，确保屋顶的坡度大小能够与当地的降水情况相匹配。

3.4 采用外排水系统

钢结构屋面的排水系统分为两种，分别是内排水系统和外排水系统。内排水系统指的是依靠室内的雨水管道将雨水排至室外，外排水系统则是利用外部雨水管道或者屋顶排水沟实现排水。考虑到钢结构建筑的特殊性质和用途，外墙吊顶处可以采取封闭式设计，即不采取内排水系统，单独使用外排水系统。与内排水系统相比较，外排水系统的结构特征更为灵活，可以根据排水需求进行灵活选择，且不会受到诸多条件因素的限制，排水通畅性较好[5]。

3.5 减少屋面开洞

考虑到管道及设备的安装需求，钢结构房屋在部分情况下需要进行屋顶开洞处理。屋顶开洞的方法会导致钢结构屋面的整体完整性受到破坏，进而引发屋面渗水的问题。在实际施工的过程中，需要尽量避免屋面开洞，若因条件限制必须进行屋面开洞时，则可以对开洞的位置进行防水处理。若因为特殊需求需要在屋面大量开洞时，则可以通过安装独立单元的方式，固定必须穿过屋顶到该段单元的管道设施，避免引发渗漏问题。此外，考虑到雨水管道的数量和规格是影响屋面排水效果的主要因素，一旦雨水管道的水量较少，雨水会沿着沟槽流动，长此以往会导致雨水管道的直径增大，雨水排放呈现出停滞状态，进而引发“回水”的问题。因此，实际施工过程中需要严格控制管道的数量和规格直径，合理选择管道材料，优先选择强度较高的雨水管道材料。

4 结 语

研究和探索钢结构屋面的防水问题和解决措施，能够科学促进钢结构技术进步和改良，有助于施工单位、设计人员、钢构厂家等相关人员制定更加合理的技术方案，规范施工流程和技术应用方式，从而保证施工质量，进一步推动钢结构工程的整体腾飞。