玻璃采光顶渗水预控技术研究

张蔚

上海锦萌建筑工程有限公司 上海 201204

引言

玻璃采光顶与传统的屋面不一样，主要由玻璃、铝型材、密封胶、衬材等组成，组中彩光顶的材料本身不具有吸水性，根据经验判断，只有接缝处是可能的渗水部位，而这些接缝构造简单，并用高档密封材料填充，防水应该不成问题，但事实让人很失望，很多工程存在渗漏现象，比如某国际服装城项目，前期有渗水现象，遭到了业主的不满。因此，本文旨在讨论分析屋面采光顶渗水的原因，从设计上、选材上、施工上找原因，改变传统的防水观念，制定符合客观实际的防水措施，争取从源头上尽量遏制渗水现象，最大限度地满足客户需求。

1 项目概况

该项目包含4个中庭采光顶网架、4个中庭观光电梯钢结构井道（每个中庭2部并联观光电梯）、1个西入口钢结构。建筑面积约4600m2，网架跨度为22m，层高26m，工程造价为480万人民币，该项目的施工周期为90d。

2 玻璃采光顶渗水原因分析

2.1 材料原因导致渗水

采用硅酮密封胶作为连接玻璃与钢构之间，玻璃与混凝土之间的表层防火处理材料。材料本身的功能有一定的局限性，使得它不能与各种物体有效黏结，因此，黏结面会有一定的被封闭的气体留存，同时在外部环境冷热温度交替循环作用下，加大失效面积，从而造成渗漏现象。而市场上的密封胶和结构胶品牌，品种非常多，我们在选用胶的时候，没有充分了解各种胶的特性，导致择料不精，没有充分发挥密封胶的作用[1]。

2.2 设计原因导致渗水

2.2.1 此项目设计的玻璃屋面是采用集水槽作为室内排水系统，而玻璃屋面与集水槽之间的没有明确防渗漏措施，同时受到钢梁宽度制约，集水槽在钢梁间需分断安装，而集水槽和钢梁之间也没有提出防渗漏的措施。

2.2.2 设计采用玻璃斜屋面上部与主体结构相连接，仅仅以硅酸桐耐候胶作为表层防水，而耐候胶与结构面层黏结效果不理想将导致玻璃面层渗漏现象的发生。

2.2.3 为防止斜屋面的滑落，设计要求在两玻璃竖向接头部位加设铝合金盖板，用防水螺钉与下部铝方管连接，虽然解决了安全问题，但是却大大增加了 渗水的概率。

2.3 施工工艺原因导致渗水

两玻璃间、玻璃与钢梁间在打密封胶之前，应当对接触面进行彻底除尘，以保证打胶质量，而工人在做此项工作的过程中，往往产生惰性心理，没有注重细节，监管不力，造成胶体封打不密实，出现渗漏。此外，按照玻璃幕墙工程技术规范要求硅酸桐密封胶的施工厚度应大于35mm，具体操作工人通常不能一次成型，需分层打，打上层胶的时候，底层胶表面灰尘被忽视，造成上下层不能形成一个整体，从而降低了耐候胶的有效厚度，两层被封闭的气体在温度的交替循环作用下破坏胶体的黏结效果，降低了密封层的防水效果。

3 玻璃采光顶渗水预控技术

3.1 原材的选取

3.1.1 中空LOW-E玻璃的性能指标。采光顶玻璃首先选择中空LOW-E玻璃，优点在于隔热、隔音、防止结露，对防渗漏有一定的作用，如表1。

表1 玻璃主要性能参数

3.1.2 中空玻璃的可透性好。中空玻璃空间是由干燥气体或者惰性气体，它的可透性优越，隔热性能优越。冬季内外温差很大时，内层玻璃不结霜不结露，而我们知道结露积水时产生玻璃屋面渗漏的原意之一，所以我们在选择玻璃的时候，要选择中空玻璃，会起到一定的防渗作用[2]。

3.1.3 密封材料的选择技巧。缝隙是采光顶渗漏的主要通道，选择的密封胶不但要防水密封，同时还要能承载屋顶环境，各种因素的老化对其的影响，为确保防水质量，应充分利用材料的特点，尽量选用高强度，高弹性，高延伸的材料。在施工中，中空玻璃合片时，必须使用结构胶，两玻璃间的缝隙密封，必须使用同一个厂家生产配套的硅桐密封胶，且两种胶必须做相容性试验，所选用的胶必须是有产品检验报告的合格产品，符合国家和相关行业标准，密封胶和结构件的功能务必分清，在受力部分一定要采用结构胶，不受力的部分采用密封胶。

3.2 设计优化

3.2.1 排水槽设计特点。设置渗漏水的二次排水槽和冷凝水集水槽，这是一种非常可靠的防水措施。选择带有铝合金杆件，汇集渗漏水或冷凝水到集水槽中排出，渗漏水排水槽应有效贯通并与主排水沟连通，防止雨水倒流，冷凝水集水槽的大小和形状要能保证可能产生的冷凝水有序集结及排放[3]。

3.2.2 接缝处理措施。在设计采光顶的型材段面时，上层杆件的排水槽下底沿要下层杆件排水槽的上边沿，否则上层产生的结露水流不进下层的排水槽，会产生滴水现象。型材对接缝处的密封，传统的模式是将横竖框交接处铝型材间的防漏气和防水密封采用密封胶密封，这种做法起不到防水效果，因为打胶的时候，往往不会对胶表面进行处理，打胶量也不能控制，如果密封胶的用量过多，会把竖框玻璃镶嵌槽堵塞。由于热胀冷缩产生的位移，硅酸桐密封胶很难保证密封的可靠度，因此我们的做法是设计一个柔性的EPDM材质的塞紧堵头，用于横狂和竖框之间的连接过度，既能有效的防渗漏，又能保证横梁的伸缩性

3.2.3 充分发挥挡水板的作用。尤其在明框采光顶的防水结构中，玻璃挡块的作用不容忽视，盖板外地耐候胶极易因温差变化而变形受损，内层黏结玻璃挡块的防水胶因与玻璃块形成一体而不受任何阻力，当玻璃板块收缩膨胀的时候，玻璃挡块也跟着一起收缩膨胀。且玻璃挡块的黏结可以再车间内完成，密封会更加的可靠，当雨水从盖板外渗入的时候，玻璃挡块就可以阻止雨水内渗。此种做法最普遍的是用在竖向盖板中[4]。

3.3 施工过程中的控制

3.3.1 监督打胶过程。在打胶的过程中，项目的负责人一定要时刻监管，发现错误及时纠正，打胶注意操作方法。打上层胶的时候，一定要彻底清除底胶表面的灰尘，使上下层胶形成一个整体。玻璃间打胶时，要对接触面除尘处理，避免胶体封打不密实，造成渗漏。控制密封胶的施工厚度，不能太薄也不能太厚，太薄无法保证密封质量，太厚的胶容易被拉断破坏，使密封和防渗失效，可以按照如下的计算公式，准确地控制密封胶的厚度：

L—玻璃长边尺寸；

a—玻璃线膨胀系数 0.9*10-5（1/℃）；

△t—年温度差；

b—恶劣条件交变载荷作用下密封胶允许位移量20%。

k：热伸缩限制率（0.4-0.7）

3.3.2 设计适宜的排水坡度。玻璃采光顶需要一定的排水坡度，坡度越大，排水就越畅快。但一定要坚持适度原则，不能过大。过大会给施工和结构布置带来不利条件。因此根据具体的施工现场条件要求设定一个合适的坡度是非常必要的。采光顶结构找坡时，坡度不应小于3%，当玻璃材料找破时，坡度应以保证由于单片挠度形成的积水可以排除为原则，参考《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ I02-2003）的规定“在风荷载标准值作用下，四边支撑玻璃的挠度极限值df,lim宜按短边边长的1/60采用”另外玻璃采光顶周边与结构的水平交接处的天沟，檐沟的纵向坡度不应小于1%，玻璃采光顶找破应以采光顶支撑结构找坡为主。

3.3.3 准确把握漏点。天沟檐沟经常受雨水浸泡冲刷，此处是水量的最后汇集处，一般不低于3道设防，还应增铺附加层，使用空隙度大的发泡材料，既能满足保温性，也有利于找坡需要特别注意的是，若施工过程中发现有渗水现象，务必准备寻找并确定“漏点”。据经验了解，屋面漏水经常在维修1-2次之后依然存在渗漏，显然是由于漏点没找准的缘故。实际上寻找漏点最便捷的方法是浇水试验，即从采光顶的底部结构开始，将水喷在怀疑区域，之后检测建筑物的内部水分，按玻璃水平分格的高度，沿着垂直方向重复此程序，直到最高点。遇到排水孔堵塞的时候，要及时检查窗户是不是通过打胀栓的方式进行连接，如果是，那么只要往里面添加胶水进行密封就可以，切记雨天不得打胶，务必在晴天打胶。如果窗户的玻璃是固定的，则需将玻璃重新起开，清楚窗框里面的水再重新打胶安装[5]。

4 采光顶屋面施工防水措施的效果及取得的成绩

本文从材料、施工、设计等3大方面总结的在玻璃采光顶防渗的措施，在施工之前，设计负责人就认真的分析和了解了现场实际情况，此工程玻璃屋面距底面的高度有24m之高，因此我们选择了中空夹胶玻璃做采光顶屋面，充分考虑了建筑结构的安全性，利用中空玻璃隔热、隔音、防结露、防渗漏。在密封胶的选材上，采购部负责人综合对比了市场上各种密封胶的性能，最终选择了杭州“支江牌”的密封胶和结构胶，现场施工中，工人能够按照规范，正确的打胶，即便是在前期，业主曾反应有些部位有渗水现象，我们立即组织设计、施工、预算等部门开会，分析原因，共同探讨解决策略。一切以满足客户需求为目标，以设计图为指导，精心施工，制定了具体的防渗漏方案，不仅仅解决了前期渗水的问题，并且为后续的工作积累了宝贵的经验，理论联系实际，最终顺利完成了青岛即墨四季青国际服装城1期工程。

5 结束语

综上所述，玻璃彩光顶防水预控技术是设计方，材料供应商，施工方共同的责任。在实际的工作过程中，我们应该合理选用密封材料，根据防水的不同位置，科学的分析并考虑使用不同的密封材料，根据采光顶的造型，合理划分排水区域，有效地组织排水系统，最大限度地减少或消除外部积水。同时，前期策划阶段，充分考虑现场屋面的特点、布局、构造，设置合理的排水坡度，正确计算胶缝宽度及密封胶的施工厚度，并充分发挥挡水板的作用，从根本上消除“渗水”现象。然而渗水现象仍然是屋面施工的一大“突出问题”，也是十分普通的问题，我们还是需要不断地学习，不断地思考，不断地探索，争取能够找出处理这种问题的最有利措施，使建筑屋面施工技术水平上一个台阶，努力使建筑施工更加专业化，更加高效，更能体现绿色环保的社会化大生产的趋势。