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摘要：大型場(chǎng)館類(lèi)的建筑造型往往不會(huì)循規(guī)蹈矩，異形建筑與大跨度的屋面疊加勢(shì)必會(huì)對(duì)防水（詞條“防水”由行業(yè)大百科提供）造成較大的困擾，本文基于防排結(jié)合的理念，在泰順會(huì)議中心項(xiàng)目中提出了對(duì)屋面及幕墻的防水解決方案。
關(guān)鍵詞：幕墻設(shè)計(jì) 曲面（詞條“曲面”由行業(yè)大百科提供）金屬屋面 大跨度屋面 防水設(shè)計(jì)
1、導(dǎo)語(yǔ)
以扎哈·哈迪德(已故)、馬巖松等國(guó)內(nèi)外知名建筑師為代表的超現(xiàn)實(shí)主義建筑師往往熱衷于創(chuàng)作出造型奇特、富于挑戰(zhàn)的建筑，銀河SOHO、望京SOHO、凌空SOHO、南京青奧中心等一系列非線性雙曲面的建筑在給城市帶來(lái)新穎的天際線同時(shí)也為建筑防水（詞條“建筑防水”由行業(yè)大百科提供）帶來(lái)了挑戰(zhàn)，一方面雙曲面建筑的排水路徑非常不規(guī)律，另一方面大跨度的建筑在極端惡劣的臺(tái)風(fēng)天會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)積水量驚人，給排水防水帶來(lái)重大壓力，因此在此類(lèi)場(chǎng)館建筑中防水設(shè)計(jì)難度極大，本文以泰順會(huì)議中心項(xiàng)目為例，闡述在該類(lèi)型建筑中屋面及幕墻的防水措施。
2、 項(xiàng)目概況
泰順會(huì)議中心工程位于溫州市泰順縣，建筑最高點(diǎn)為18.8米，功能為會(huì)議和宴會(huì)，主要系統(tǒng)包括鋁鎂錳金屬屋面、鋁板幕墻、玻璃幕墻、開(kāi)放式石材幕墻、門(mén)窗和百葉，外表皮面積約兩萬(wàn)余方，建筑平面造型呈蝴蝶狀，形態(tài)優(yōu)美，線條流暢，屬于當(dāng)?shù)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>地標(biāo)性建筑。(圖1、圖2、圖3、圖4)
(圖1)
(圖2)
(圖3)
(圖4)
通過(guò)效果圖分析可歸納本工程的幾大特征：1、屋面跨度較大，兩側(cè)最遠(yuǎn)距離達(dá)到198m;2、屋面與立面的界限不明確，存在大量過(guò)渡及收口裝飾;3、屋面有三個(gè)不同高度的區(qū)域及兩種不同顏色的材質(zhì)組成;4、屋面存在不同顏色的單曲面板、雙曲面板和平面板組合的情況，基于以上特征，外立面防水難度進(jìn)一步增加。
3、 防水設(shè)計(jì)思路
鑒于本工程跨度大，造型豐富的特色，積水面多及水流向多樣性的現(xiàn)狀，防水設(shè)計(jì)采用分段排水、疏堵結(jié)合、多層封修的理念，多維度得確保實(shí)現(xiàn)建筑零滲漏（詞條“滲漏”由行業(yè)大百科提供）。
3.1 分段排水
本工程在設(shè)計(jì)之初便于給排水專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合，一方面結(jié)合建筑自身形成明顯的高差來(lái)實(shí)現(xiàn)有組織排水加自由排水，另一方面由于整體跨度較大，因此對(duì)整個(gè)屋面進(jìn)行劃分成21個(gè)排水區(qū)，以緩解集中排水槽的壓力和無(wú)組織排水區(qū)域的水量，避免雨水無(wú)序穿插滯留。(圖5)
(圖5)
本工程立面上為兩側(cè)高，中間低的形態(tài)，兩側(cè)宴會(huì)廳和報(bào)告廳為了避免出現(xiàn)雨水墜落形成“水簾洞”的狀態(tài)，將其人為挑高不作為排水面，在邊緣設(shè)置隱藏式集中排水槽，排水槽隱藏在挑檐內(nèi)，將局部水引導(dǎo)向邊部，大面水則集中從中間的最低點(diǎn)排放，發(fā)生暴雨時(shí)瞬時(shí)水量極大，需要通過(guò)兩側(cè)18個(gè)排水區(qū)邊緣的內(nèi)嵌式排水井引向地面，中間大堂位置為“人”字坡屋頂，向兩側(cè)自由排水，整體屋面造型在立面上呈“W”形。(圖6、圖7)
(圖6)
(圖7)
3.2 疏堵結(jié)合
3.2.1、屋面系統(tǒng)
本項(xiàng)目屋面系統(tǒng)占比超過(guò)50%，且跨度大、造型多、接口多，是防水的重點(diǎn)。由于設(shè)計(jì)之前該項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本完成，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)核(圖8)與幕墻犀牛模型(圖9)的比對(duì)，來(lái)確保數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，尤其是針對(duì)鋼構(gòu)懸挑較大部位的預(yù)起拱與變形情況的分析，與后續(xù)的排水坡度二次調(diào)整至關(guān)重要。
(圖8)
(圖9)
屋面部位標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)采用直立鎖邊技術(shù)(圖10、圖11)，建筑方案中對(duì)于屋面做了雙色處理，即由淺灰色鋁鎂錳板與深灰色鋁鎂錳板結(jié)合的曲面效果，但屋面處如有兩種鋁鎂錳板拼接會(huì)形成大量弧形的連接點(diǎn)，由于板塊波浪狀的造型對(duì)接難度很大，極易形成漏水點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)階段考慮采用3mm厚鋁單板（詞條“鋁單板”由行業(yè)大百科提供）對(duì)兩種顏色的界面進(jìn)行了區(qū)分(圖12)，同時(shí)屋面板上墻前統(tǒng)一為淺灰色，到現(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)再在深色區(qū)噴涂深灰色有機(jī)硅超耐多彩柔性涂料，該方案避免了屋面出現(xiàn)大量接口，減少了漏水點(diǎn)，讓鋁鎂錳屋面更整體。
由于屋面系統(tǒng)側(cè)邊為了效果的延續(xù)性，延伸到立面后又成為了立面系統(tǒng)的一部分，而立面造型局部呈現(xiàn)反斜面造型，為避免內(nèi)部微量水在反斜面滲透，會(huì)在檐口設(shè)置滴水線，同時(shí)結(jié)合“水往低處流”的特征在板塊內(nèi)部最低點(diǎn)開(kāi)設(shè)泄水孔，降低巖棉吸水導(dǎo)致變形與漏水的風(fēng)險(xiǎn)。
(圖10)
(圖11)
(圖12)
在所有屋面交接的最低點(diǎn)，統(tǒng)一設(shè)置大排量集水井，有效在臺(tái)風(fēng)暴雨天氣將積水排出，集水井安裝在2mm厚不銹鋼天溝上，天溝內(nèi)側(cè)為保溫層（詞條“保溫層”由行業(yè)大百科提供），保溫層襯板同樣采用2mm不銹鋼板確保其在大量水積壓的時(shí)候不會(huì)導(dǎo)致水在壓力作用下變形出現(xiàn)縫隙滲透入室內(nèi)(圖13)。
(圖13)
集水井除了在屋面標(biāo)高最低點(diǎn)設(shè)置之外，在頂面與立面交界位置也同樣加以設(shè)置，且每條水槽寬度不小于500mm,可有效分流頂面積水對(duì)立面的影響，降低頂上積灰在立面上造成明顯痕跡(圖14)。通過(guò)在多處設(shè)置集水井的方式有效把頂部積水分流，有序得疏導(dǎo)至雨水管中，天溝設(shè)置數(shù)量及尺寸經(jīng)過(guò)以下公式驗(yàn)算后取得。
(圖14)
經(jīng)查表，工程所在地設(shè)計(jì)最大降雨強(qiáng)度Rain=127mm/hr，天溝集水長(zhǎng)度L=51.8/(6-1)=10.36m;每段分擔(dān)寬度B=42m，經(jīng)計(jì)算，集水面積Area=L×B=10.36×42=435.12m^2，分擔(dān)雨水量Qr=Area×Rain/1000/3600=435.12×127/1000/3600=0.01535m^3/sec。
天溝彩色板摩擦系數(shù)n取值為0.0125，寬度Bc=0.6m，天溝設(shè)計(jì)水深Hc=0.35×0.8=0.28m;泄水坡度S=0.001泄水面積Ag=Bc×Hc=0.6×0.28=0.168m^2泄水系數(shù)R=Ag/(Bc+2×Hc)=0.168/(0.6+2×0.28)=0.1448m，排水速度Vg=R^2/3×S^1/2/n=0.1448^2/3×0.001^1/2/0.0125=0.6978m^3/sec排水量(采用曼寧公式計(jì)算) Qg=Ag×Vg=0.168×0.6978=0.1172m^3/sec>0.01535m^3/sec，現(xiàn)有的分布及尺寸滿(mǎn)足設(shè)計(jì)排水量要求。
屋面板落地收口封堵位置存在兩種情況，一種是與混凝土（詞條“混凝土”由行業(yè)大百科提供）的收口，采用在混凝土室外側(cè)包一塊3mm厚鋁單板，向外設(shè)置3%的排水坡度以防平面積水，屋面板與鋁板之間填泡沫棒打硅酮耐候密封膠，確保大量水通過(guò)鋁板排出室外，微量水被密封膠阻斷(圖15)。另一種情況是屋面板直接伸入室外覆土層，則采用鍍鋅鋼板（詞條“鍍鋅鋼板”由行業(yè)大百科提供）在其底部進(jìn)行封堵，避免水汽倒灌腐蝕（詞條“腐蝕”由行業(yè)大百科提供）鋼材，同時(shí)鍍鋅鋼板開(kāi)設(shè)泄水孔，可將內(nèi)部冷凝水等積水通過(guò)泄水孔排出(圖16)。
(圖15)
(圖16)
3.2.2、石材幕墻系統(tǒng)
石材幕墻部分為了減少分縫對(duì)立面形成的干擾，同時(shí)也為了降低膠污染導(dǎo)致的視覺(jué)破壞，采用了開(kāi)放式石材幕墻系統(tǒng)(圖17)，相鄰石材面板之間設(shè)置15mm與5mm的寬窄縫，由背栓連接在橫梁處，主要防水依靠石材內(nèi)側(cè)的二道防水，采用2mm鋁單板鈍化防水，鋁板接縫處填充泡沫棒并封堵防水密封膠(圖18)。
(圖17)
(圖18)
石材幕墻頂部與鋁板交接處打密封膠封堵，水平石材板塊向外傾斜設(shè)置3%排水坡，內(nèi)部設(shè)置水平防水鋁板，與垂直鋁板為整體折邊，形成了完整的二道剛性（詞條“剛性”由行業(yè)大百科提供）防水體系(圖19)。
(圖19)
3.2.3、玻璃幕墻系統(tǒng)
玻璃幕墻系統(tǒng)主要在大堂等位置，單根幕墻立柱最高點(diǎn)達(dá)到了14米，鋼柱寬達(dá)535mm，采用鋁包鋼的裝飾形式，玻璃采用10+1.9pvb+10(Low-E)+16A+10+1.9pvb+10四超白雙夾膠鋼化玻璃，跨度大、板塊大、存在的變形大使得玻璃幕墻的防水必須運(yùn)用多道封堵的方式：室內(nèi)側(cè)為三元乙丙橡膠條連續(xù)壓實(shí)玻璃以實(shí)現(xiàn)密封，玻璃與立柱前端分別采用兩條泡沫棒與兩道密封膠封堵，外端的鋁合金壓塊采用通長(zhǎng)設(shè)置，壓塊兩側(cè)為三元乙丙橡膠條壓實(shí)，同時(shí)在膠條外側(cè)再打一道密封膠(圖20)。通過(guò)這樣多道封堵的方式來(lái)提升玻璃幕墻的防水密閉性。
(圖20)
3.3、多層封修
通過(guò)前文不難發(fā)現(xiàn)，任何一套系統(tǒng)的防水方式都不是靠單一的封堵能解決的，除了標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，更容易暴露出漏水點(diǎn)的收邊節(jié)點(diǎn)上需要采用多層封修的方式來(lái)提高防水效率，例如屋面板在立面上與鋁板幕墻交接處，既通過(guò)外部板塊咬合的方式形成自然高差防止豎向雨水的倒灌，同時(shí)再在其內(nèi)側(cè)設(shè)置封堵板，將水汽隔絕在巖棉之外，避免保溫棉受潮變形(圖21)。
(圖21)
4、 小結(jié)
在設(shè)計(jì)階段通過(guò)各種設(shè)計(jì)軟件和手段，通過(guò)分段排水、疏堵結(jié)合、多層封修的理念可將一個(gè)大型項(xiàng)目切分成多個(gè)防水分區(qū)進(jìn)行多重防護(hù)，同時(shí)緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行“量體裁衣”式的防水設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)僅僅是項(xiàng)目落地的第一步，后續(xù)更需要通過(guò)加工尺寸的精確裁切、材料運(yùn)輸和堆放過(guò)程中的成品保護(hù)以及現(xiàn)場(chǎng)安裝的高質(zhì)量完成，才能實(shí)現(xiàn)最初的防水意圖，否則再多的防水理念也只能流于形式。
作者單位：浙江中遼建設(shè)有限公司
浙江共濟(jì)幕墻有限公司
