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采光顶加水后如何做防水才能保证不渗漏

文章编辑: admin     发表时间: 2018-11-12

如何让原本平淡无奇的采光顶增加更多细节和看点,建筑师们做过很多尝试。通过覆水的方式让采光顶不仅具备了采光的功能,同时还能降低能耗、让室内的投影效果更有动感,但也给幕墙设计和施工提出了不少难题。在此,以厦门万象城项目为实例,分析了覆水采光顶的技术处理,重点先容其防水设计。
 
厦门万象城项目位于厦门市思明区,幕墙面积约55 460 m2,覆水采光顶位于商业裙房中庭位置,玻璃完成面标高为24.55 m,覆水深度10 cm,面积约390 m2,设计基本风压为0.8 kN/m2,抗震设防烈度为7.5度。
 
▲总承包单位移交的工作面(红圈内为覆水采光顶的范围)
 
【钢结构设计】
作为整个覆水采光顶支撑系统最基础的部分,钢结构的安全性显得尤为重要。考虑到覆水采光顶的自重因素,在钢结构设计时恒载取值为1.5 kN/m2,活载取值为2.0 kN/m2,经App模拟计算,决定钢构主梁采用650×200×10×24的Q235B焊接H型钢,次梁为200×100b的Q235B热轧H型钢,表面采用热浸镀锌处理,镀锌层厚度不小于85 μm。本工程跨度较大,主梁通过高强螺栓与埋件连接,埋件采用对穿锚筋与主体结构相连。
 
 
▲采光顶支撑系统与主体结构的连接
 
【采光顶设计】
在解决了采光顶的生根问题后,采光顶设计时还需克服以下问题:1)避免玻璃在水压下的自爆;2)采光顶系统的安全性;3)采光顶系统的防渗漏。以下重点先容采光顶系统的防渗漏技术。
 
对于普通采光顶来说,雨水的侵袭并不是持续的,且在自身排水坡的作用下水势呈动态流动,不易长时间在某个点积压,即使有漏水点也不至于存在太大的压力差导致大量渗漏,也不易由于水压将小型漏水点扩大。但是,对于覆水采光顶来说,积水是长期而持续施压的,所以其最大的隐患就是渗漏问题。且一旦出现渗漏,即使是非常微小的点,也会在持续不断的水压作用下进一步扩大,节点设计时应充分考虑各个漏水点的处理,以及后续施工过程中可能产生的疏忽。
 
▲覆水采光顶的防水构造示意
 
本工程的防水遵循“疏堵结合、多道密封、有序引导”的原则。利用双层夹胶中空玻璃“内大外小”的飞边处理,将装饰扣盖处理成与玻璃完成面齐平的形式;同时,为了提升中空玻璃的刚度以及提升螺钉的接触面,在其后方增加了1根过桥料。装饰扣盖的顶端设置成凹字形,一方面为螺钉留出精准的空间,另一方面由连续的密封胶(宽度15 mm)形成密闭的第1道防水。
 
扣盖两侧与第1片夹胶玻璃相连的位置均由泡沫棒填充,并填满密封胶(宽度8 mm);扣盖两侧与第2片夹胶玻璃相连的位置由三元乙丙胶条密封,形成第2道防水。
 
第2片夹胶玻璃与枝桠状幕墙龙骨之间以泡沫棒+密封胶密封,形成第3道防水。为避免泡沫棒滑落导致密封胶的移动,在枝桠状幕墙龙骨相应位置增加了1条横向的筋,用以承托泡沫棒与密封胶,提升密封效果。
 
枝桠状幕墙龙骨与第2片夹胶玻璃的底口采用三元乙丙胶条密封,形成第4道防水。
此外,所有的螺钉孔均抹密封胶密封处理。
采光顶加水后如何保证不渗漏
 
本工程通过两道密封胶、两道密封胶条的组合,形成“内外结合、固定与非固定相结合”的工艺,完成了对顶面覆水层的封堵工作。由于外部水压的持续存在,采光顶的排水只能通过内部集水槽集中排水至落水管。根据水量可以将入侵水分为微量水、中量水和大量水,排水处理也有针对性地设置了3种排水渠道。
 
利用枝桠状幕墙龙骨的造型,在第3道防水与第4道防水之间设置2个集水槽,水槽深度为42 mm、宽度为32 mm。由于采光顶已预起拱1%的坡度,该水槽在漏水初期可利用高差将室外水有组织地排放至指定位置。
 
在第4道防水的两侧,同样利用枝桠状幕墙龙骨设置了2个小型集水槽,水槽深度为15mm、宽度为12 mm。该水槽负责将室内侧微量的冷凝水输送至落水管。
 
此外,在钢结构与幕墙龙骨相连的位置设有1个由2 mm厚铝单板折弯形成的大型水槽,用于引导排放大量水,水槽深度为50 mm、宽度为230 mm。此处部分由螺钉相连的位置,均在螺钉上抹密封胶密封,整体还铺有一层防水硅胶片。
 
与普通采光顶相比,覆水采光顶的设计还需注意以下几点:1)水压持续存在,防水要求更高;2)表面恒荷载应考虑水的自重,且不能仅限于图纸上示意的深度,应留有一定的余量;3)玻璃的防自爆要求更高;4)室内通透性如何保证;5)考虑上人维护清洗时的集中活荷载时,还需要额外增加部分机械设备的集中活荷载。
 
 
【后记】
在采光顶位置做覆水处理,目前在国内应用中还不是太普遍,因此许多经验还是建立在普通采光顶安装的基础上进一步深化的。本工程案采用4道封堵、3道排水、1道挡水结合主体结构防水的工艺,利用设计上的冗余尝试彻底解决覆水采光顶的渗漏水的问题。在实际施工与使用、维护的过程中,必然还会存在出人意料的状况。本工程目前尚处在施工阶段,后续的经验另撰文总结。
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如何让原本平淡无奇的采光顶增加更多细节和看点,建筑师们做过很多尝试。通过覆水的方式让采光顶不仅具备了采光的功能,同时还能降低能耗、让室内的投影效果更有动感,但也给幕墙设计和施工提出了不少难题。在此,以厦门万象城项目为实例,分析了覆水采光顶的技术处理,重点先容其防水设计。
 
厦门万象城项目位于厦门市思明区,幕墙面积约55 460 m2,覆水采光顶位于商业裙房中庭位置,玻璃完成面标高为24.55 m,覆水深度10 cm,面积约390 m2,设计基本风压为0.8 kN/m2,抗震设防烈度为7.5度。
 
▲总承包单位移交的工作面(红圈内为覆水采光顶的范围)
 
【钢结构设计】
作为整个覆水采光顶支撑系统最基础的部分,钢结构的安全性显得尤为重要。考虑到覆水采光顶的自重因素,在钢结构设计时恒载取值为1.5 kN/m2,活载取值为2.0 kN/m2,经App模拟计算,决定钢构主梁采用650×200×10×24的Q235B焊接H型钢,次梁为200×100b的Q235B热轧H型钢,表面采用热浸镀锌处理,镀锌层厚度不小于85 μm。本工程跨度较大,主梁通过高强螺栓与埋件连接,埋件采用对穿锚筋与主体结构相连。
 
 
▲采光顶支撑系统与主体结构的连接
 
【采光顶设计】
在解决了采光顶的生根问题后,采光顶设计时还需克服以下问题:1)避免玻璃在水压下的自爆;2)采光顶系统的安全性;3)采光顶系统的防渗漏。以下重点先容采光顶系统的防渗漏技术。
 
对于普通采光顶来说,雨水的侵袭并不是持续的,且在自身排水坡的作用下水势呈动态流动,不易长时间在某个点积压,即使有漏水点也不至于存在太大的压力差导致大量渗漏,也不易由于水压将小型漏水点扩大。但是,对于覆水采光顶来说,积水是长期而持续施压的,所以其最大的隐患就是渗漏问题。且一旦出现渗漏,即使是非常微小的点,也会在持续不断的水压作用下进一步扩大,节点设计时应充分考虑各个漏水点的处理,以及后续施工过程中可能产生的疏忽。
 
▲覆水采光顶的防水构造示意
 
本工程的防水遵循“疏堵结合、多道密封、有序引导”的原则。利用双层夹胶中空玻璃“内大外小”的飞边处理,将装饰扣盖处理成与玻璃完成面齐平的形式;同时,为了提升中空玻璃的刚度以及提升螺钉的接触面,在其后方增加了1根过桥料。装饰扣盖的顶端设置成凹字形,一方面为螺钉留出精准的空间,另一方面由连续的密封胶(宽度15 mm)形成密闭的第1道防水。
 
扣盖两侧与第1片夹胶玻璃相连的位置均由泡沫棒填充,并填满密封胶(宽度8 mm);扣盖两侧与第2片夹胶玻璃相连的位置由三元乙丙胶条密封,形成第2道防水。
 
第2片夹胶玻璃与枝桠状幕墙龙骨之间以泡沫棒+密封胶密封,形成第3道防水。为避免泡沫棒滑落导致密封胶的移动,在枝桠状幕墙龙骨相应位置增加了1条横向的筋,用以承托泡沫棒与密封胶,提升密封效果。
 
枝桠状幕墙龙骨与第2片夹胶玻璃的底口采用三元乙丙胶条密封,形成第4道防水。
此外,所有的螺钉孔均抹密封胶密封处理。
采光顶加水后如何保证不渗漏
 
本工程通过两道密封胶、两道密封胶条的组合,形成“内外结合、固定与非固定相结合”的工艺,完成了对顶面覆水层的封堵工作。由于外部水压的持续存在,采光顶的排水只能通过内部集水槽集中排水至落水管。根据水量可以将入侵水分为微量水、中量水和大量水,排水处理也有针对性地设置了3种排水渠道。
 
利用枝桠状幕墙龙骨的造型,在第3道防水与第4道防水之间设置2个集水槽,水槽深度为42 mm、宽度为32 mm。由于采光顶已预起拱1%的坡度,该水槽在漏水初期可利用高差将室外水有组织地排放至指定位置。
 
在第4道防水的两侧,同样利用枝桠状幕墙龙骨设置了2个小型集水槽,水槽深度为15mm、宽度为12 mm。该水槽负责将室内侧微量的冷凝水输送至落水管。
 
此外,在钢结构与幕墙龙骨相连的位置设有1个由2 mm厚铝单板折弯形成的大型水槽,用于引导排放大量水,水槽深度为50 mm、宽度为230 mm。此处部分由螺钉相连的位置,均在螺钉上抹密封胶密封,整体还铺有一层防水硅胶片。
 
与普通采光顶相比,覆水采光顶的设计还需注意以下几点:1)水压持续存在,防水要求更高;2)表面恒荷载应考虑水的自重,且不能仅限于图纸上示意的深度,应留有一定的余量;3)玻璃的防自爆要求更高;4)室内通透性如何保证;5)考虑上人维护清洗时的集中活荷载时,还需要额外增加部分机械设备的集中活荷载。
 
 
【后记】
在采光顶位置做覆水处理,目前在国内应用中还不是太普遍,因此许多经验还是建立在普通采光顶安装的基础上进一步深化的。本工程案采用4道封堵、3道排水、1道挡水结合主体结构防水的工艺,利用设计上的冗余尝试彻底解决覆水采光顶的渗漏水的问题。在实际施工与使用、维护的过程中,必然还会存在出人意料的状况。本工程目前尚处在施工阶段,后续的经验另撰文总结。


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