玻璃采光顶的渗水及防火（一）

随着节能与低碳的社会化大趋势，建筑逐渐多元化，以人居舒适性为核心的建筑讲求更加关注建筑原本与自然的关系。建筑采光顶在很多建筑中被广泛用于，充分利用自然光，增加建筑与环境的亲和力等就表现了这些关系。

采光顶除了安全性和热工性能以外，在实际选用过程中，漏水是如何更直接感受到和很日常痛苦的品质现象，多年来已变成采光顶中更常见的建筑问题之一。2004年8月刚启动的广州新白云机场仅仅开通半个月，在8月20号的一场暴雨中，机场航站楼B区国内列车出发厅房顶漏水，其房间漏水程度类似小雨，机场工作队员和百余名旅客衣服被积水淋的“湿漉漉的”，可见其漏水程度。据初步调查结果，“雨水主要是从房顶的天沟里渗出来的。……漏水应该是阳台连接处不够密封。”（《南方都市报》）。“根据此次全球屋面渗漏调查资料预测，细部结构的渗漏占所有渗漏面积的80%左右”（《屋面工程技术规范》GB50345——2004）

1．玻璃采光顶的类型：

玻璃采光顶形式非常独特，根据其外形、外型、构造，以及与细部关系、数量关系等分为若干类。为观察漏水和防水问题便于，以面层方式分为坡度平面、折线平面，单弧形、双曲面、组合面等方式。

讨论防水问题需要知道对于防水主体的玻璃采光顶的防水有关基本原则。

（1）组成采光顶材料自身不具备吸水性。玻璃采光顶主要由陶瓷、钢材、铝材、密封胶、衬材组成。材料自身在非破坏状况下不会发生渗漏。

（2）防水措施处理空间有限。高强轻质材料构成，空间占有面积相比其他颜色较小，尤其是间隙处高度相当有限，也就意味着对防水结构方式的规定和难度更高。

（3）屋面玻璃是坐落建筑物顶端与水平面夹角大于75度的玻璃面层。所以汇水面积相当垂直玻璃幕墙大，包括风雨导致的强击水很直接。

（4）阳光作用很直接照射光线顶表面，包括温度跟紫外线。更容易产生光线顶的诸多材料热变形。密封材料的防紫外线能力跟抗热老化性是确保光线顶防水性的重要原因。

（5）采光顶表面并不能认为诸如玻璃表面比较粗糙。玻璃内腔的板面挠度会导致堵塞和积灰，特别是接缝处的胶缝和瓷砖造型就会产生漏水和开裂，这部分比较易于产生渗水和美观的不良后果。

（6）缝隙是光线顶渗漏的首要通道。而间隙是由同样材料之间跟异质材料之间拼接和连结所产生的。

2．相关概念跟理论

2．1关于水：

采光顶所涉及的水源于于自然界的河水、雪水、冰并且温湿空气，理论里又水的三种形态：气态（水蒸气）、液态（液态水）、固态（冰跟雪）。水的迁移分为重力转移、材料或结构外部迁移，内部转移只有两种相态，一种是以液态的扩散方式转移（又称水蒸气渗透）；一种是以液体含量的毛细渗透手段迁移。

水对于液体不能承受拉力，但能忍受压力。液体受压后重量可以减小，称为水的压缩性。水容量相对压缩量值约为1/20000，即在20℃时，弹性系数E≈2．１×105N/㎝2。在工程里能忽略水的压缩性。

水的表层张力作用是发生毛管现象的诱因。毛细渗透对结构跟缝隙防水的妨碍不容忽略。

实际中自然界的降水和渗入到建筑物内部的水是一种浑浊水，在雨水和孔隙过程中穿插了长期潮湿和污物。浑浊水提升了水流体的黏度，称之为粘滞性。其流动时的特征是邻近壁面流速较小，远离壁面处流速较大。在实际工程中，往往导致排水不畅，而且常常出现排水通道和导水孔的阻塞，破坏排水设备的一般而造成防水失效。

2．2渗流：

为表明现象，引入渗流力学的机理，水在间隙、裂隙、缝隙中的运动可以说是颇具规律的，所以以统计学的论点设定这些水流体的规律。一方面声称她是持续地富有整个介质空间（包括空隙空间跟骨架空间），另一方面声称她利用过水断面的流量与真正水流通过该断面的流量相同，它在断面上的水头和落差与真正水流的水头和阻力相等，它在间隙介质中运动时所受的压力等于真正水流所受的压力。满足下述理由的状况称之为渗流。

2．3汇水面积：

根据有关资料，屋面排水的有关计算可以按照中国的有关资料进行，也能按照建设部有并设计院给定的汇水面积表进行查表设计。

上式中标准降雨密度a的选用是很重要的，但仍再是最困难的。在雨水排水设计中，最重视的是若干频率的小时最大降雨密度，甚至10～30min内的最大降雨密度，但这个温度取多大，目前还没有相应的要求。无疑，频率越小，则排水设计越健康，但仍越不经济。因此，标准降雨密度的取值需要考虑到建筑物的重要性装饰九游体育公司排名，也就是应该考量其防水等级，防水等级越高，其强度就必须取的越小。

考虑天沟（檐沟）的排水量，即考虑了屋面（檐沟）在雨天、大雨水时的缓冲作用，也就是在暴雨、大暴雨时，水落管一进不能立即将水排完，而暂时将水汇集至天沟（檐沟）里。

考虑所有水落管的排水量与钢梁排水量的总和，在标准降雨强度时要高于屋面及出屋面高墙的降雨时，综合其他原因，即可确认天沟大小，水落管直径及数量。

2．4排水坡度：

屋面坡度大对预防渗漏的疗效是明显的。

传统平面屋顶找坡一般有两种方式：结构找坡和材料找坡。对于平面玻璃采光顶，结构找坡是由光线顶支撑构造与建筑主体屋顶结构，如外墙梁或构造墙运用而产生的渗水坡度；玻璃材料找坡主要是考量玻璃中心挠度形成的“水洼”和堆积泥水的排水坡度。

采光顶构造找坡时，坡度要不超过3%；

当由玻璃材料找坡时，坡度要以确保由于单片玻璃挠度形成的堵塞可以排除为特点，参考《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102—2003）规定，“在风荷载标准值意义下，4边支撑玻璃的挠度限值DF，LIM宜按其短边边长的1/60采用”，“点支撑玻璃面板的应力限值DF，LIM宜按其支撑点间长边长度的1/60采用”，“斜玻璃外墙计算承载力时，应计入永久荷载、雪荷载、雨水荷载等外力荷载及施工荷载在平行于玻璃平面方向作用所造成的弯曲应力“。因此，为减低单片玻璃挠度所造成的堵塞，一般单片玻璃的倾斜坡度不大于2%；

另外，玻璃采光顶周边与构造的水平交接处的挑檐、檐沟的横向柱距不应小所以1%。

玻璃采光顶找坡应以楼层顶支撑构造找坡为主。

实践中，采光顶支撑大多以其特有的倾斜屋顶效果满足建筑物使用用途跟美观要求。

2．5达西定律：

1856年法国工程师H.Darcy在装入砂的圆筒中进行渗透实验。从试验中获得利用横截面A的渗流量Q（单位时间的水容量）与横截面A及水头差（H1—H2）成正比，与渗透路径L成反比，称为Darcy定律。它认为渗透速度V与水力坡度J或渗透压力成线性关系，故都称线性渗透定律。

容易看出，H1、H2是相对于某个任意水平基准面的水柱高度，称为测压水头，从前述推测，它应是压力水头和位置水头之和，公式说明，渗流流动是由高水头向低水头，而不是从高压向低压。这一点很重要，说明外界压力对水的意义能忽视不计。

2．6缝隙通道和“死穴”

采光顶中有较多空隙、裂隙和凹槽，所产生的空腔有两种，一种是合理孔隙，液体可以利用或排出，还有一种是死端孔隙或滞流孔隙，对气体是无效的。如图1所示。这一点对于光线顶防水中节点设计、密封设计包括加装时的间隙密封具有实际作用。

3漏水水源：

水的来源无非是自然界的河水、积雪溶化水、结露冷凝水。雨水的特性是单位时间内的总量就会了解，直接好处在采光顶外部，加里风力作用于光线顶表面的水击韧性大。结露是因为湿空气在介质两侧的温度低于必须区别时的基体表面凝水问题。对于光线顶来说九游体育，结露带来两个问题：一是漏水冷凝水容易发生在室外一侧，当潮气冷凝水积到必须量时，形成滴水落水；二是采光顶节点结构内的热桥冷凝水，特别是采光顶支撑构造的塑料材料空腔或表面产生的冷凝水，如不迅速排出一楼九游体育防水采光，将会大量侵蚀周围材料，使材料的功能性失效，导致漏油或渗漏。

采光顶屋顶的设计、材料、施工铺设等其他一个环节的大意或忽视，都将造成堵不严、疏不畅的排水组织失效，通过光线顶系统构造漏下的水可侵入构造周边接缝，腐蚀屋顶材料，损坏屋顶构造，污染和毁坏内部环境。泄漏的水会沿着结构件流到建筑物内不同的地方，由于积水长期侵蚀，采光顶系统的各构件的安全隐患将对室外的人居环境的健康产生明显伤害。

4防水构造：

4．1防水设计：

4．1．1设计原则

《屋面工程技术规范》（GB50345—2004）中要求了墙体工程防水设计要符合“合理设防、防排结合、因地制宜、综合治理”的要素。玻璃采光顶防水节点设计考量和隐藏在光线顶构造节点设计之中，同时与建筑主体构造的运用部位也都是防水设计的重要环节，玻璃采光顶防水设计是一个防水设备设计一楼九游体育防水采光，是对于玻璃采光顶整体设计的子系统的重要构成部份。防水设备大致包含排水和隔热。排水包括通过重力作用的面排水、槽排水、管排水。采光顶一个重要特点就是倾斜式玻璃面层，根据倾斜式玻璃装配结构的定义：装配玻璃面偏离垂直位置15O以上。将水排出室外的方法决定着倾斜设备的排水容量；防水则比如密封、设防道次和密封材料选用。

4．1．2设计原理

对于能够完成使用特性较好的平台所必须的密封和排水等全部细节的设计，核心原因是怎样实现对“堵”与“疏”关系的解释跟认识。

对于玻璃采光顶传统的方式是以“堵”为主，既依托密封各构件之间的内部墙面来避免水的处于，这种装配设备中玻璃板块两者、玻璃板块与支撑杆构件之间的外部和内部接缝进行这种程度的密封。但是，它通常忽略真正构件内部接合处的防潮密封的重要性。这种方式存在着众多难于解决的弊病，如内部密封材料掩盖在室内，密封胶承受着紫外线辐射、热应力、污染物以及粗糙的施工品质的制约，使内部密封难以超过预期的成效，另外提出内部密封的此外，往往忽视了渗漏水和结构外部冷凝水的排出。

良好的设计需要是“堵”和“疏”相结合，既堵也疏。无论是内部或外部，以最大限度的防止了密封处与水的接触；同时保证渗漏水或冷凝水有组织的排出。

值得注意的是一些采用幕墙上的方法在光线顶上并不见效。首先，根据前述的达西定律，由于引力或其他阻力进入间隙的水，在空隙内压力的阻碍已微乎其微，内部渗流水只跟水头有关。因此将雨幕等压腔设计套用来采光顶一般是失败的。其次，幕墙上常用的内部渗水孔设计，在光线顶中水利用压条的外表面跟外扣盖向外排出时，会被截留在这些内部接头处。

截留住的水应么通过一个孔排出，要么就经常堆积起来侵蚀密封胶，直到这里产生一个漏洞使水排出为止。由于重力方向的缘由，水很难“溢出”。

等压设计在平行的幕墙系统中起去不同程度的特点，在幕墙系统内维持防损坏隔离层仍然是非常重要的，如果没有这道屏障将内外分开，建筑外围护系统将是不清晰的，会导致一个空气和水利用外围护进入室内的通道。冬季冷空气的渗入会使内部构造的表层厚度增加到露点湿度，从而导致冷凝水。建筑外部管道冻结、人觉得不舒服，以及外界污染物刮进楼内，都必然是空气已受掌控渗漏进建筑物内的结果。等压设计实际上是产生一个空气隔离层，由于分隔空气达到防渗漏隔离层起到隔热层的特点，在光线顶的倾斜设备中，只有软件中水准构件的顶部呈水平面，而且与外界产生无法外倾的水流通道时等压方法能够建立排水，而做到这一点技术跟经济里并不现实。

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