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旧屋面防水翻修施工工艺及质量控制应用研究——以无锡中车新能源汽车有限公司项目为例

发表时间：2021/6/18 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈向阳

[导读] 摘要：本文系统阐述了旧屋面防水层加固维修及防水层延续使用的意义，防水层加固维修的原理及施工步骤等，结合维修方案选择依据及浙江近几年所做的工程实例，详细论述了通过维修方案选择后旧屋面防水改造的施工工艺流程、各工艺流程施工重点、质量控制要点等。

        身份证号码：41232819761116xxxx
        摘要：本文系统阐述了旧屋面防水层加固维修及防水层延续使用的意义，防水层加固维修的原理及施工步骤等，结合维修方案选择依据及浙江近几年所做的工程实例，详细论述了通过维修方案选择后旧屋面防水改造的施工工艺流程、各工艺流程施工重点、质量控制要点等。
        关键词：旧屋面、防水翻修、方案选择、施工工艺、质量控制
        RESEARCH ON RENOVATION WATERPROOFING APPLICATION PROCESS ON
        THE EXISTING ROOF AND THE KEY TO QUALITY CONTROLCHEN XIANGYANG
        ABSTRACT：This paper systematically expounds the significance of the reinforcement and maintenance of the existing roof waterproofing layer and the continuous use of the waterproof layer，the principle of waterproofing layer maintenance and application steps etc.combined with the selection basis of maintenance proposals and the reference projects located in Zhejiang in recent years，and elaborates application process of waterproofing technique on existing roof after the selection of maintenance proposals，key points of each application step and the key points of quality control，etc.KEYWORDS：old roof；waterproof renovation；proposal selection；application technique；quality control
        引言
        自中国建筑时代开始以来，国内的防水市场自最初的“油毛毡”产品，到20世纪八十年代发展到SBS沥青卷材及APP改性沥青卷材产品的应用。随着国家提倡环保节能的要求，再加上全民对房屋漏水日益关注，单层柔性屋面防水卷材使用越来越广泛，其产品主要为聚氯乙烯PVC卷材及聚烯烃TPO卷材。在中国长达20年的使用案例中，其环保节能，没有污染的特性，逐步被市场所接受。
        PVC/TPO卷材适用于大型轻钢屋面及大型混凝土屋面，产品自身是通过热熔进行焊接的。在施工过程中，尤其是旧屋面改造过程中，首先要验证屋面的荷载承受能力，还要考虑屋面现有状态节点多，施工技术难点复杂，施工质量难以把控，容易出现各种未知的风险。笔者长期在施工现场，结合多年的项目施工管理经验，并结合笔者近20年的防水专业知识，总结在旧屋面防水改造中，防水的施工工艺流程及各工序的质量控制要点，希望能为旧屋面防水翻新的施工人员提供施工技术指导。
        1 旧屋面防水返修的特性及改造步骤
        旧屋面防水改造，除了满足防水的要求外，还要对原有的建筑结构进行了解及风荷载验算，原有的出屋面管道支撑是否牢靠，原有的采光带及屋面通风换气窗是否漏水，原有的结构层次是否已经破环，原有的隔气层及保温层是否依然符合要求。
        改造步骤：原有屋面检查、维修方案选择、施工铺设、节点处理、质量控制。本文主要介绍旧屋面翻新系统施工工艺流程及质量控制要点。
        2 无锡中车新能源汽车有限公司项目概况
        该项目位于无锡惠山经济开发区，主要以电动汽车生产为主，屋面建设于2016年，原有屋面板0.6mm厚，由于长时间暴露在空气中，屋面板出现老化、生锈比较严重，其抵抗风荷载的能力下降，同时也失去防水的性能，室内有冷凝水出现，保温层失去保温效果，急需防水保温修复。
        3 旧屋面翻新施工工艺及质量控制要点
        施工工艺流程：-清理检查屋面板情况-铺设隔气层-铺设保温层-铺设防水卷材-细部处理-完工后成品保护-自检验收-竣工验收
        3.1 施工方案选择控制要点
        3.1.1 施工方案选择
        本项目有两种方案可选：一种是传统的维修，采用国产SBS沥青卷材局部维修，根据国标规定，需要两层3mm+4mmSBS防水卷材，市场价格110元/平方米，使用年限约为5年，但不能解决冷凝问题。另一种是采用PVC卷材或者TPO卷材，使用年限超过25年，具有抗老化、耐腐蚀、柔韧性好、延伸性能强、具有抗静电功能。可以选用直接固定在屋面檩条上，防水层下面可以安装隔气层及保温层，既能有效的避免冷凝现场，又能起到保温效果。第一种方式不能满足业主的要求，而且未来5年后，还要进行再次维修。经过多方论证，最终选项第二种防水卷材及保温方案。
        3.1.2 施工方案选择控制要点：
        （1）检查原有屋面板情况。
        分析原屋面板承重情况，原屋面版是否有破损现象，原屋面板接缝与固定情况是否严密，结合施工经验，检查确保原屋面版与檩条没有松动现场。
        （2）隔气层设置。
        屋面板腐蚀与车间内冷凝水是由于车间的室内外温差大，水蒸气与屋面板接触后，室外温度高于或低于室内温度，导致冷热空气在屋面板出接触形成冷凝水，冷凝水顺着屋面钢板接缝及固定屋面板的位置流入室内，形成水滴后低落室内。当建筑物外部空气与室内空气对流时候，建筑物外部空气的侵入，会对破坏室内的能量的储存，而且还向室内带入潮气与湿气，当建筑物结构长时间受到潮湿的凝结时，会引起建筑结构损坏，所以要设置隔气层，隔气层的设置可以更好的为建筑增加气密程度与防潮性能。
        （3）保温层的设置。
        现有的屋面板温层质量不符合要求，原有的屋面是玻璃丝棉，玻璃丝棉导热系数比较大，相对于热阻值会变小，所以容易结露，结合目前车间内部已经有冷凝水现场产生，现有的保温状况已经含有水蒸气，不能继续满足保温效果，保温效果已经打折，尤其在檩条的部位，所以，保温板的选择很重要。
        （4）防水层的设置。
        大型建筑的防水处理，目前是业主极其重视的。一个建筑要求设计年限为50-70年，如果在3-5年内出现漏水，漏水会沿着整个屋面、外墙及钢结构渗透到整个建筑墙体。不仅严重缩短整个建筑的使用寿命，还影响办公及使用效果，倘若再返修，将会产生很大的费用，所以，建筑物防水问题的解决，才是根本。

        图1
        3.2 隔气层质量控制要点
        在单层屋面板上，增加铺设一道隔气层，具有冷凝与阻断潮气的作用。本项目隔气层材料选定为PE为主要原料的隔气膜，此产品具有良好的防潮性与气密性。其位于保温板上方，防水层下方，用丁基胶带进行接缝的粘体密封，能够有效的减小屋面结构层中产生冷凝的风险，并抵御内部风压，有效的隔断建筑物内外空气对流产生的破坏性作用。
        隔气层施工质量控制要点：
        （1）主材控制。控制做到如下几点：①隔气层进施工现场，装卸要轻拿轻放，不随意拖拽，堆放整齐合理；②主材不得在雨天露天堆放。③查看隔气层的合格证、质检报告。
        （2）丁基胶带选择。选用粘结强度高，抗拉强度好，弹性，延伸性好的，具有优良的耐化学性、耐候性及耐腐蚀性。
        （3）施工中控制。基层表面必须清理干净，PE膜保持干燥，无尘土及污染物，丁基胶带与PE膜粘贴应牢靠，用压辊进行碾压。
        （4）注意事项。不能与含苯、甲醇、乙烯、硅胶等含有机物质的防水材料同时使用。施工环境在-15度-45度之间。
        （5）PE膜直接铺设在屋面板上面，材料之间通过丁基胶带进行粘贴，两幅材料搭接宽度不小于100mm，使整个屋面板上形成一个整体的密封面。如下图2所示：

        图2
        3.3 保温层质量控制要点
        XPS挤塑板是目前国内目前旧屋面翻新系统中应用最普遍的保温材料。产品特点：挤塑板持久耐用，高强挤塑板用于钢结构屋面，可以为建筑进行保温隔热作用，起到为建筑物结露保驾护航，根据建筑使用要求，可以按照容重提供各种规格的产品。由于产品规格众多，施工同时节省了施工时间和固定费用，材质硬度适中，洁表面平整，产品自身们有污染与粉尘，适合屋面、外墙等多场所使用，防火性能达到防火B1级，具有吸音降噪，不生霉菌，无微生物生长的作用。
        保温层施工质量控制要点：
        3.3.1 热阻计算。
        场取样保温棉纤维直径较粗且短，厚度为10cm，容重12kg/m3。如下图3图4：

图3 图4
如果按目前市场上质量好的玻璃棉为例计算，玻璃丝棉的导热系数λ=0.046w/（m*k），容重越大，导热系数越低，热阻值越高，保温效果更好。根据无锡本地极端最低温度：te=－13.1℃，室内温度ti =23℃，相对湿度80%；估算本建筑物最高室内恒温度23℃，取最大相对湿度80%，通过下表可图5以查到露点为19.4℃。

        图5
        所以，屋面内表面与室内空气接触面，温度必须>19.4℃，才能避免结露，达到保温效果。
        3.3.2 保温厚度计算。
        设新增的XPS保温板厚度为Xmm厚。并设原有的玻璃丝棉保温已经完全失效。经计算得出XPS保温板的临界厚度为36mm，当XPS的保温厚度大于此厚度以后，建筑厂房室内表面就不会产生结露现象，结合实际施工，XPS保温板实际厚度取50mm。
        3.3.3 固定件行距设置。
        按照设计间距，首先在屋面板上进行防线工作，根据屋面板的规格，参照屋面板的峰峰间距，在屋面板上标记出固定件的位置，位置点一定确保固定在波峰上，以提高提高整体固定后安全性。应选用带有套筒加钉子的固定件，要求固定在屋面板深入不小于250mm。工人施工固定时，手持螺钉固定器时双手要均匀用力，防止固定件打偏或者损坏。保证固定件垂直固定在屋面板的波峰上。。
        3.3.4 保温板铺设规格
        保温板应垂直于屋脊方向进行交叉铺设，保温板遇天沟与女儿墙边时，用专用裁剪刀进行剪裁铺设，所铺接缝应严密，缝隙不大于5mm。保温板规格选用：1200mm×600mm。
        3.4 防水层质量控制要点
        PVC/TPO是目前大型公建项目最为常见的防水卷材，主要成分为聚氯乙烯或聚烯烃，加入：填充料、增塑剂、钛白粉、染料等形成了现在的卷材防水。主要性能优点：拉伸强度高、断裂延伸率低、优异的长期耐老化、耐腐蚀性能、独特的涂层使卷材表面易于清洁、并可延长卷材的使用寿命、良好的机械抗冲击性能。
        3.4.1 卷材铺贴方向。
        卷材的铺设方向根据屋面的坡度设置，当坡度小于30%时，选择与屋脊平行方向，自屋面屋脊方向铺设第一道卷材，第一道卷材与第二道卷材沿着长边方向，搭接宽度不小于120mm，沿着第二幅卷材长边按照设计间距进行固定后，再用第一幅卷材搭接覆盖，用自定焊接进行大面积焊接。每天施工前，预先进行卷材放样工作，并保持卷材静止15分钟以上。焊接前，用卷材专用清洁剂进行清洁工作，保证卷材上不能有油污及污染物，每天铺设的卷材，保证每天焊接完成。当天未完成的，可用胶带或者防雨布进行覆盖粘贴保护，防止雨水或者潮气进入。卷材铺设遇到有接头的部位，上下两幅卷材的接缝位置相互错开不小于300mm。
        3.4.2 卷材铺设间距。
        第一幅卷材固定件按照计算间距铺设固定后，可以铺设第二幅防水卷材。防水卷材短边搭接宽度不小于80mm，长边搭接宽度不小于120mm，卷材与卷材的焊接缝有效宽度不小于25mm。
        3.4.3 工具的选择。
        大面积屋面防水卷材焊接时，优先使用自动焊机焊接，当屋面出现天窗、天沟等细部时，可用手动焊枪进行细部处理，手动焊接时，配合使用手持压辊进行增压焊接，大面积焊接时，提前用墨斗进行精确放样，避免出现焊缝歪曲不直，影响美观现象，并确保焊接无漏焊。
        3.4.4 温度的控制。
        为保证屋面防水层的质量，防水焊接时，必须严格执行试焊原则。焊接的速度与焊接当天的天气温度所决定，焊枪焊接时，温度调节到480度-550度之间，先用枪嘴对准卷材预热30秒，卷材表面有熔点不发黑为宜。焊枪热风出口温度控制在450～500℃之间，施工时，要求每天进行大面积焊接时，预先进行试焊，等焊接温度及速度确定后，再进行当天的焊接工作。
        3.4.5 焊缝质量初步鉴定。
        焊缝检查有两种方式，一种是眼观：焊缝焊接后，卷材表面不应该出现烧焦或者发黄的现象，卷材缝隙焊接边沿应该是光滑的，焊缝熔浆应均匀微亮；第二种是用专用钩针检测：用专用钩针沿着寒风边沿，均匀用力的进行下滑，有虚焊时，钩针会陷进焊缝内，如有，应及时的进行修补工作。
        3.4.6 剥离实验。
        采用预先焊接好焊接条，将卷材裁成20mm宽的卷材条，剥离卷材条，不允许断裂在焊缝有效宽度内，方位合格。如下图6图7：

        图6                             图7
        3.4.7 屋面穿出管件。
        出屋面的管道及支撑物，预先用焊接条进行包裹，与底部与屋面卷材焊接在一起，卷材上部用密封胶密封，再用金属箍锁紧。使其形成一个完整的防水整体。
        3.4.8 落水口包裹。
        先将卷材铺设至落水口边缘，然后将卷材根据落水口大小做一个模型深入落水口，预留搭接边与落水口周围的卷材进行热风焊接。
        4 结论与建议
        综上所述，旧屋面翻新屋面中，既要考虑保温性能的同时，也要考虑防水的性能。材料的选择与施工技术的控制，是旧屋面翻新的关键部位。防水层一直承担着整个建筑的保护伞，是房旧屋面翻新中比较重要的环节。防水层一旦做不好出现漏水情况，水会腐蚀建筑物本身，破坏原有的结构性能，严重影响建筑物长期使用的耐久性。
        参考文献：
        [1]GB50207-2012，屋面工程质量验收规范[S].
        [2]JGJT316-2013，单层防水卷材屋面工程技术规范[S].
        撰写日期：2021-04