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摘要：大型場(chǎng)館類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
以扎哈·哈迪德(已故)、馬巖松等國內(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，給排水防水帶來重大壓力，因此在此類場(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、開放式石材幕墻、門窗和百葉，外表皮面積約兩萬余方，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組織排水區(qū)域的水量，避免雨水無序穿插滯留。(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)鍍鋅鋼板開設(shè)泄水孔，可將內(nèi)部冷凝水等積水通過泄水孔排出(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)致的視覺破壞，采用了開放式石材幕墻系統(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)。通過這樣多道封堵的方式來提升玻璃幕墻的防水密閉性。
(圖20)
3.3、多層封修
通過前文不難發(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)階段通過各種設(shè)計(jì)軟件和手段，通過分段排水、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)更需要通過加工尺寸的精確裁切、材料運(yùn)輸和堆放過程中的成品保護(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
