论文导读:：本文从设计、施工、材料等角度，对钢结构屋面系统的屋脊、屋面板、檐口、雨水斗、天沟等多个部位漏水原因进行了具体的分析，提出了屋面雨水渗漏的解决对策和防治措施。此外，作者强调要综合考虑，结合北方地区特殊的气候环境进行设计和施工。
1 引言
近年来，钢结构厂房应用越来越广泛，面积也越来也大，然而钢结构屋面漏水的现象也屡见不鲜，影响了人们正常的工作生产，造成了一定的经济损失。
1.1 钢结构屋面型式及连接方式
轻型钢结构屋顶根据所用材料大致有彩色压型钢板、彩色钢板夹芯板、多彩油毡瓦、 各种轻质屋面板、GRC板、金属拱形波纹屋面、复合压型钢板等多种类型[1]，轻型钢结构屋面主要选用彩色压型板或夹芯板。
钢结构体系建筑屋面板在屋面上有长向连接和侧向连接两种长向连接主要是搭接， 即上坡板压下坡板，搭接处设置专用防水密封胶加固定专用压条，而侧向连接的方式目前主要有以下三种：1搭接连接；2暗扣式连接；3咬合暗扣式连接[2]。各种连接方式应结合所用材料进行合理的选择。
1.2 钢结构屋面排水方式
钢结构屋面排水方式按照有无排水装置(檐沟、天沟、雨水斗、雨水管等)分为无组织排水和有组织排水两种。无组织排水就是不设排水装置，屋面雨水从屋面檐口直接排下，自由散落到地面。有组织排水是将屋面雨水组织到檐沟或天沟、雨水斗、雨水管及地下管沟排除。根据排水的组织和位置的不同，将屋面有组织排水分为檐沟或天沟外排水、天沟内排水和悬吊管外排水3种做法[3]。各种雨水排水系统的选择应根据建筑物及屋面、天沟的结构形式、气候条件及生产工艺要求等经技术经济比较后确定。
在实际生活生产过程中，除了钢结构的连接方式和屋面的排水方式选择不当会引起冒水、泛水外，还有很多其它原因（比如雨水斗的设计、天沟的设计、节点部位的处理等等）也会引起屋面雨水渗漏。
2 屋面各部位雨水渗漏原因及解决对策
2.1 檐口部位
檐口部位漏水是屋面渗漏问题的主要根源，多出现在无组织排水屋面。该部位漏水的主要原因是：屋面外板安装未加泡沫堵头，屋面外板未下扳；墙面外板长度不足雨水渗漏原因，且檐口部位未加防水收边。雨水长期对墙面的冲蚀，在北方地区有着较强的负面影响，尤其是入冬前的降水，墙面浸润以后，因冰雪冻融造成墙皮开裂、鼓包、变形。解决办法是：屋面外板安装时应同时放置泡沫堵头，且将屋面外板下扳30°；檐口处应按设计要求增设收边。
2.2 屋脊部位
该部位漏水的主要原因是：屋脊处波峰太高，屋脊盖板无法保证防水；纵向搭接不放胶泥或硅胶，形成缝隙而漏水；屋脊盖板纵向搭接用铆钉连接，热胀冷缩强度不够而拉断铆钉，形成漏水；屋脊盖板与屋面板之间不敷设堵头，或堵头放置不规范而脱落形成漏水。解决办法是：屋脊盖板做宽些，另外坡度找大点；搭接处敷设胶泥或硅胶；更换缝合钉；堵头应与板型板匹配，堵头敷设时应上下放胶泥或硅胶。
2.3 屋面板部位
屋面板漏水的产生，一是板型选择不当。对于暗扣式和咬合式的板型，只要现场安装得当，一般不会有太大的问题，但是如采用直接用自攻螺钉连接的板型，即使现场处理得很好，防水胶做得很到位，也会出现漏水论文的格式。这是因为在北方地区，常常由于降雪造成屋面冰雪冻融，面板热胀冷缩的性能使得屋面板之间的缝隙增大，从而造成漏水；此外，在强降雪天气时，雪水一边融化一边冻结，融化的雪水不及时排走，逐渐渗入防水材料并发生冻结，长时间后造成防水材料失效，屋面渗漏。二是自攻螺丝松动，密封垫、密封胶不严造成，应是施工方应承担的质量问题。解决办法：应加强交底、严格检查、事后维修。避免施工中对屋面板的涂层、结构层的划伤，避免屋面避雷网施工中，焊机施焊时，严防对屋面板的烧伤；彩钢板之间未加密封条；充分考虑结构变形、温差变形、干缩变形、振动等影响，以满足基层变形的需要。
2.4 雨水斗部位
雨水斗是雨水系统的唯一进水口。所以雨水斗设计的好坏直接影响屋面排水是否通畅。然而由于不够重视雨水渗漏原因，常常出现由于雨水斗设计安装不合理造成屋面雍水漏水的情况。
2.4.1 雨水斗作法不统一
如下图1所示，给排水专业与建筑专业的雨水斗图集[4,5]存在差异。给排水设计师按照规范结合当地气象条件设计出雨水斗大小和天沟尺寸，而施工人员按照建筑专业图集进行安装，尺寸常常小于给排水设计尺寸，此外，由于很多施工单位缺少给排水专业人员，误把铸铁网罩当成雨水斗。铸铁网罩无雨水斗的工作原理，且其进水面积很小(底部孔径仅为42mm)；造成雨水不能及时排出造成渗漏。解决办法：首先设计图纸应将雨水斗表达清楚，并在项目交底时向施工单位提出设置雨水斗的要求；其次施工人员要结合给排水和建筑专业的图集进行雨水斗和天沟的安装。
2.4.2 雨水斗数量不足
由于钢结构厂房天沟是钢板压制而成，天沟板凹凸不平，坡度难以加工，容易积水，水流只能靠雨水斗吸水产生的水力坡度，使天沟排水缓慢，造成天沟吃水迅速升高。虽然规范提到天沟坡度应保证3‰，实践中受加工工艺限制，钢结构天沟很难做到坡度。目前情况下较简单实用的办法就是将雨水斗布置密一些，以免雨水沿天沟流动距离远，时间长，造成壅水。解决办法：在设计过程中增加雨水斗数量，结合建筑布局，每个柱距布置一个斗比较理想。此外，条件允许的情况下，雨水斗应设在冬季易受室内温度影响的屋顶范围内，以减少冰冻。
2.4.3 雨水斗种类选择不当
雨水斗分为87型、79型、65型，虹吸式雨水斗，堰流式雨水斗三大类。一般用87型（79型、65型进化版）和虹吸式雨水斗。采用87型雨水斗的重力流排水系统是传统的屋面排水方式。具有施工简易，运行安全可靠的特点。近年来，随着技术的发展，虹吸式雨水斗的应用日益增多。它的优势是管道系统相对较少，节省管材和建筑空间。然而其缺点是设计施工比较复杂，雨水斗及尾管施工时容易造成堵塞。同时在管材选用上也相对要求高一些。作为一种先进的雨水排水系统，虹吸雨水斗通常采用铝合金或不锈钢材质，比传统铸铁或塑料雨水斗的高出10~20倍。此外雨水渗漏原因，从完整降雨历时间来看，虹吸式雨水斗的工作效率不高。虹吸雨水排放系统并不是在整个降雨过程都会产生虹吸压力流的，在暴雨初期和末期，虹吸雨水排水系统与传统雨水排放系统的工作方式是一样的，都是重力流，仅当斗前水深稳定在设计深度后方可产生高效、稳定的虹吸压力流；在降雨强度不是很大时，整个虹吸雨水排水系统都是以传统重力流方式排水，相对于其高造价来说不是很经济。
此外，由于虹吸式雨水排水系统是多斗连接在一根悬吊管上，对于吊车吨位较大的厂房，在吊车工作过程中，由于系统振动、自身重力等等，常常造成悬吊管纵向和横向的较大位移，导致雨水排水管道接口损坏，不易及时发现和维修，继而造成雨水渗漏。
设计人员在方案设计时，不可盲目看重虹吸式雨水斗的种种优点，应该结合具体建筑类型、建筑物的用途以及地理位置，气候状况等等慎重考虑，合理选择。
2.5天沟部位
天沟排水分为外天沟系统和内天沟系统。屋面漏水基本都发生在内天沟系统，发生在天沟与屋面板搭接处的居多，俗称屋面反水，在雨水立管与天沟的结合处也有发生，相对较少些。由于外天沟的自身特性，就不存在这个问题。内天沟漏水的主要原因由以下几个方面。
2.5.1 天沟深度不足
天沟因其处在梁、柱连接的关键部位，其深度受檩条高度的制约。柱距6m~9m时，一般在160mm~250 mm之间。檩条底距离梁顶一般10mm，如想天沟加深，就要加大檩条高度，使之与梁顶距离适当加大。天沟深度多少合适，规范没有明确说明论文的格式。由于天沟深度构成有两个要素：导流罩高度以及压板高度。以87型DN150mm口径雨水斗为例，雨水斗导流罩高度为95mm，压板高度为50mm，增加溢流口高度70mm，按照这种取值雨水渗漏原因，天沟深度应为250mm。同理推算，87型 DN100mm口径的雨水斗，天沟深度以220mm为宜。然而受结构形式限制，有些天沟深度不能满足250 mm。解决办法：增加溢流口宽度，减小溢流堰上水头高度。不管天沟怎么浅，在超过雨水斗设计重现期时，应保证设计溢流时堰上水头不超过搭接缝，同时又能满足溢流的设计重现期，以此确定天沟深度。
2.5.2 天沟无坡度
如上2.4.2所述，钢板压制的天沟坡度无法保证。有人认为钢制天沟、檐沟可不做坡度，雨水照样能够排除。其实不然，屋面雨水排水的基本原则是排水通畅、迅速，若沟底无坡度，势必排水不畅、缓慢，造成积水，特别是在暴雨时天沟与檐沟有可能充满水，极易使沟壁与屋面板交接处产生渗漏现象，所以钢制的天沟与檐沟底也必须做坡度。
以下是几种天沟坡度做法及其优缺点。(1)在成品天沟上用混凝土加钢丝网进行找坡。这种方法要求天沟内的混凝土较厚，对建筑结构要求较高。混凝土较薄处混凝土容易脱落、破损，会产生积水和雍水。在积水不能及时蒸发的情况下，加上积灰和破损的混凝土天沟内会滋生苔藓，从而严重影响天沟排水能力。(2)钢板上用轻质材料、保温材料、素混凝土找坡。这种做法适合于有保温要求的厂房。(3)通过调整压型板天沟下的结构钢梁高度来保证坡度。这种做法要求在加高部分同时加高檩条，虽然施工麻烦，但能保证施工质量，对于不需要保温的厂房较适合。
此外，通常设计人员将天沟挂在两侧的檩条上，也就是荷载直接由檩条来承担，天沟的底部却是悬挂着的，并通过建筑找坡（天沟保温材料内防水）来排除天沟的雨水。因为实际施工中因施工荷载、自重的影响、檩条的强度、时间的流逝，檩条中间常下垂，会造成天沟积水，造成天沟内防水材料耐水性降低、底板锈蚀，最终出现漏水现象。解决办法：天沟的底部应做底托，天沟采用结构找坡（天沟板做成坡势），才能避免积水、漏水的可能。
2.5.3 天沟长度太长
目前钢结构连跨门式刚架结构建筑中 ,最常用的天沟形式为内排水通长天沟。经过实际设计和使用发现 ,这种通长天沟在北方地区存在严重的问题。1)天沟深度(高度)受限制如图2 所示。天沟的深度(高度) 受结构尺寸影响,最大只能等于屋面结构檩条的高度 ,蓄水量受限制 ,特别是在北方地区冬季很容易积雪堆满 ,失去排水功能。2) 抗渗、防漏性能差。通长天沟一般短则几十米、长则百米以上,热胀冷缩影响较大的北方地区很难保证不变形、不开裂、不渗漏。以上不利因素的影响下雨水渗漏原因，夏天下暴雨时，因天沟蓄水量有限，雨水溢出天沟顺着檐口往建筑物里面渗漏，特别是冬季，北方地区一下雪，天沟容易堆积填满，变形受损，在融化过程中很难起本身排水功能，这样就经常出现往建筑物内渗漏现象。为了解决以上问题，可采用分段式天沟。
1-钢架梁；2-钢架柱；3-屋面板；4-通长天沟；
5-钢架中柱；6-落水管；7-一个柱间（柱距）；
图2 内排水通长天沟示意图
2.6节点部位
2.6.1 屋面开孔部位
该部位漏水的主要原因是：开孔未按设计节点进行防水处理，钢堵头放置未敷设防水胶泥和硅胶；开孔四周预留范围较小，雨水流淌不畅，容易积水；开孔四周包边搭接未进行防水处理：开孔内部四周未加结构件，形成低凹积水；防水施工存在阻水现象，形成积水。解决办法：按设计图纸施工并严格施工工序，敷设胶泥、硅胶；开孔四周预留范围必须满足排水要求；墙面、屋面开孔后必须随后进行防水处理；后增围护开孔尽量要增设檩条或角钢结构，减小围护变形；防水施工安装必须严密、平整，使水流顺畅。
2.6.2 砖墙与轻钢屋面连接部位
屋面板与水泥墙面结合处漏水，主要原因为应力不同步而引起硅酮胶与粘接面开裂而漏水。解决办法：防止温度变形，采用两次收边连接处理；与砖墙体连接时，收边应有一定角度，并完全密封；收边问应预打密封胶。
2.6.3 屋面气楼部位
该部位漏水的主要原因有：气楼与屋面交接处收边下未放置泡沫堵头，且收边纵向搭接未敷设胶泥或硅胶；屋面外板在气楼交接处未上板；气楼结构支柱开孔部位未做防水处理；气楼自身制作、安装存在漏水隐患。解决办法：收边安装前应敷设泡沫堵头，纵向搭接须设置胶泥或堵头并用缝合钉固定；气楼安装前必须将屋面板上扳；要求气楼施工方在气楼结构完成后必须将开孔部位进行防水处理；对气楼安装质量和防水性进行查验。
2.6.4采光板部位
该部位漏水的主要原因有：采光板板型与屋面板板型不吻合，采光板两侧波峰高于屋面板，安装后，密封过严形成采光板内外气压差，毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面内部漏水；采光板纵向搭接长度不够，且胶泥老化失去粘性；纵向胶泥脱落；采光板和彩钢板之间为刚性搭接，中间的缝隙未密封。解决办法：防水螺钉施打在波峰上部；采光板处的收边板应与采光板密封牢固，纵向两侧胶泥要加宽，并铺设波峰上部，防止毛细水渗入论文的格式。
3 其它漏水原因分析
3.1天沟水倒灌
此常在北方地区下雪时发生。因业主考虑房屋的美观，外围墙常处在同一个标高上，对于一个大跨度的厂房而言雨水渗漏原因，因受山墙的影响，女儿墙就会设置得较高，当下雪时，天沟处的雪水因不能受到日照，而造成其不能及时融化，变成了冰冻，封堵了雨水口，而造成表面融化的雪水无处可排，从天沟处屋面板部位倒灌到室内。解决办法：尽可避免女儿墙东西方向布置，另外就是在天沟适当的高度布置一条蒸汽管道，在下雪时打开蒸汽管，及时融化雪水。
3.2溢流设施设计不合理
根据《建筑给水排水设计规范》：建筑屋面雨水工程应设置溢流设施，一般建筑的重力流屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于10a重现期的雨水量，重要公共建筑、高屋建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于50a重现期的雨量。屋面雨水管道的设计重现期为2~10a，因此超过雨水管道设计重现期雨水量需要从溢流设施溢出。溢流设施的设置对于钢结构厂房尤其重要，若无溢流设施或溢流设施太小，超过雨水管道设计重现期的雨水量会在天沟内积聚，使天沟内水位迅速上升而淹没屋面板与天沟的搭接缝，雨水会从搭接缝处泛水进入室内。可是实践中，一般似乎不太重视，往往水专业不提资料，建筑专业不开标准图，造成屋面雨水系统没有溢流措施， 暴雨强度超过雨水系统排放能力时就会超过搭接缝，甚至漫上屋面，造成事故。有的即使设置了，由于缺乏合理考虑，形同虚设。钢结构天沟可在天沟外侧每隔一定距离设置圆管溢流口或方形溢流口，建筑均有标准图。计算溢流口尺寸时，应先计算需要从溢流设施溢出的雨水量，然后根据曼宁公式计算出溢流口尺寸并提交建筑专业。
3.3冷凝水
天沟加悬吊管外排水的做法在设备和管沟较多的多跨厂房中是经常采用的外排水方式。其主要是为了避免厂房设地下雨水管沟与工艺设备及管线发生矛盾，将天沟雨水通过悬吊管引往外墙处排出。目前钢铁企业多跨大厂房基本都是采用这种外排水方式，因为雨水管沟在这种厂房内的地下很难走通。然而在北方地区，由于室内外温差的影响，水管表面易产生凝结水雨水渗漏原因，滴下时对生产有一定影响。解决办法：设计时在屋面板下部增设保温防火材料即可；从天沟维修角度来看，内保温更有现实意义。
4 结论
在北方地区，造成钢结构维护系统漏水的因素有很多，要想从根本上解决问题，设计上，要认真对待，根据北方地区气候特点、风向、降雨降雪强度等因素确定合理的设计方案；施工时认真进行技术(质量)交底及现场指导，按合理的施工顺序进行施工，控制施工荷载，加强细部节点施工控制。如天沟、转角、山墙根部、檐口及突出物周围等特殊部位，要对屋面注意保护，不能随意踩踏。制定维护系统防水施工专项方案严格按照设计要求进行处理，各个专业相互协调配合。设计完善，排防并重，安装到位，构造合理，使用得当，服务跟进，这样才能确保钢结构维护系统滴水不漏。
【参考文献】
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【4】09S302雨水斗选用及安装[S].
