建筑玻璃采光顶的防水构造dnsr.docx

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1、建筑玻璃璃采光顶顶的防水水构造李宝成内容摘要要：本文文主要阐阐述了玻玻璃采光光顶防雨雨水渗漏漏构造和和室内结结露水排排放设计计的原则则。关键词：阳光效效应.，线线膨胀系系数，热热应力，完完全密封封，等压压密封。1 玻璃璃采光顶顶的发展展玻璃采光光顶又称称为玻璃璃屋顶，它它的出现现主要是是解决建建筑的采采光问题题 ，早早期多用用于养花花温室、室室内游泳泳池的屋屋顶。追追溯起世世界上最最早采用用玻璃面面积最大大的建筑筑应该是是： 118511年伦敦敦博览会会时建的的，世称称“水晶宫宫”的大厦厦。这十十层楼高高，占地地7.33万平方方米的“水晶宫宫”，全部部采用玻玻璃预制制件和钢钢铁，仅仅用4个个月

2、时间间就建成成，给世世界各国国建筑大大师以新新的启迪迪。特别别是设计计建筑的的明暗变变化时应应用越来来越多，人人们不断断追求阳阳光下绿绿色空间间的舒适适生活条条件，也也越来越越需要，于于是造型型各异丰丰富多彩彩的玻璃璃采光顶顶应运而而生。2 早期期玻璃采采光顶的的防水早期玻璃璃采光顶顶多数被被应用于于温室和和室内游游泳池等等建筑。这这些建筑筑内的空空气湿度度相当大大，室内内结露水水南流北北淌的现现象相当当严重，给给人们产产生了这这些建筑筑不结露露是不可可能的印印象，只只要不漏漏雨就可可以了，于于是设计计采光顶顶时重点点放在了了如何解解决雨水水渗漏的的问题上上。早期玻璃璃采光顶顶用型钢钢作龙骨骨

3、的较多多，图11就是一一个典型型的温室室采光顶顶结构： 11 2 33 4 55 6 44 AA-A BB-B图1 温温室示意意图 1.槽槽钢 22.压条条 3.螺钉 4.玻玻璃腻子子 5.玻璃 6.角角钢 当时由于于认识的的局面性性和密封封材料的的欠缺，玻玻璃分格格都比较较小，其其主要原原因是当当时密封封玻璃缝缝只有腻腻子。这这种桐油油和滑石石粉合成成的腻子子固化后后比较硬硬，没有有一点弹弹性。下下面我们们可以计计算一下下，玻璃璃板块长长度15500mmm时与与钢材的的膨胀差差：线膨胀系系数钢材： 1：1.210-55（1/）玻璃： 2：0.910-55（1/）年温差： t：880玻璃长边边

4、：L：15000mmm膨胀差： ：mmm=Lt（1-2） 公式式（1） =1550080（11.2-0.99）10-55 =0.36mmm采光顶的的玻璃面面是向光光的，玻玻璃腻子子在阳光光紫外线线的照射射下，在在臭氧的的剥蚀、风风雨的冲冲刷下，很很快就老老化产生生龟裂，抵抵抗不了了这一年年四季大大的温差差变化，和和一天随随太阳起起落阳光光效应产产生的温温度突变。虽虽然钢材材与玻璃璃的膨胀胀差只有有0.336mmm，但在在长期的的交变热热应力作作用下，腻腻子与玻玻璃定会会脱开而而产生雨雨水渗漏漏。加上上当时的的玻璃多多数采用用4mmm厚的，板板块太大大承受不不了风载载、雪压压，而且且安装时时还要

5、上上人，所所以只能能作小块块玻璃的的采光顶顶。3 玻璃璃采光顶顶防水渗渗漏设计计3.1 完全密密封式完全密封封方法，主主要应用用在隐框框采光顶顶的面板板间缝隙隙密封。这这种密封封方法，是是在近代代出现了了硅酮耐耐侯密封封胶之后后才得以以实现。完全密封封，顾名名思义就就是用胶胶完完全全全的将将缝隙密密封。图图2是一一个点式式结构玻玻璃采光光顶，玻玻璃板块块间就是是采用的的完全密密封方法法。3.1.1完全全密封涂涂胶宽度度的计算算图2 点点式玻璃璃幕墙 W0：涂胶胶原始状状态 WWy：压缩缩状态 Wl：拉伸伸状态在这种时时刻都变变化的交交变载荷荷作用下下的胶缝缝计算公公式：LtW0= K 公公式（

6、22）b L：玻玻璃长边边尺寸：20000mmm：玻璃璃线膨胀胀系数：0.9910-55（1/ ）t：年年温度差差：800 C bb：在恶恶劣条件件交变载载荷作用用下密封封胶允许许位移量量20% K：热热伸缩限限制率（00.70.44）200000.99105580最小涂胶胶宽度：W0= 0.66=4.32mmm0.2 3.1.2 选选用密封封胶的注注意事项项3.1.2.11 采光光顶采用用中空玻玻璃，中中空玻璃璃合片时时必须用用中空玻玻璃结构构胶。两两玻璃板板块间的的缝隙密密封，必必须用同同一厂家家生产配配套的硅硅酮耐侯侯密封胶胶。两种种胶必须须作相溶溶性试验验，并获获取检验验合格报报告才允

7、允许施工工。3.1.2.22采光顶顶采用镀镀膜玻璃璃或夹胶胶玻璃时时，密封封两玻璃璃板块间间的缝隙隙必须用用中性耐耐侯密封封胶，避避免与镀镀膜和胶胶片产生生化学反反应。3.2等等压密封封原理在在采光顶顶结构中中的应用用自从铝合合金优异异的挤压压成型工工艺出现现，配合合性能优优越的硅硅酮密封封胶，各各种造型型新颖形形态各异异的采光光顶开始始出现在在现代建建筑上。由由于氟碳碳漆和各各种镀膜膜玻璃的的应用，使使采光顶顶更加璀璀璨夺目目，成为为一些建建筑不可可缺少的的主要配配置，人人们向往往的绿色色场所。回想起119855年，在在承制的的第一个个玻璃采采光顶时时，那种种尴尬的的场面还还历历在在目。那那

8、时在南南方旅游游城市签签了一个个花园式式宾馆的的外维护护装修工工程，工工程快结结束时甲甲方的经经理一看看装修的的很漂亮亮，非要要在主楼楼的西山山墙外加加一个上上面有单单玻采光光顶的玻玻璃房子子，说是是要作咖咖啡厅。当当时没有有玻璃屋屋顶型材材，不能能接这样样的活。但但该工程程的项目目经理不不听，让让设计员员现场设设计，用用铝方管管型材作作龙骨，用用扣座扣扣条镶嵌嵌玻璃，所所有接缝缝均涂当当时最好好的“XM-38”双组份建筑筑密封膏膏，很快快就完工工了。当当时甲方方经理可可乐的不不得了，不不惜重金金进行了了内部豪豪华装修修，开始始营业。可可好景不不长，一一进入雨雨季漏的的南流北北淌，地地毯也泡泡

9、了，玻玻璃吊灯灯里灌满满了水，被被迫停业业。雨季季过后这这个项目目经理不不服气，硬硬说工人人涂胶质质量不好好才造成成漏雨，而而后全部部将玻璃璃拆下来来，他亲亲自带人人涂胶重重装了一一遍，结结果还是是以失败败而告终终。所以以在800年代设设计员造造成了见见“顶”生危的的毛病。3.2.1雨水水渗漏的的机理解释水的的渗漏机机理，最最清楚的的方法是是利用火火焰这一一简单的的对比，为为了产生生火焰，必必须要有有三个必必要的组组成部分分：即必必须有燃燃料、热热和氧气气。如果果三项缺缺一则则则无火可可言。依依照完全全相同的的思路，水水的渗漏漏也必须须具有三三个要素素：即必必须有水水、开口口面积、某某种将水水

10、穿过开开口的力力。同样样如果这这三要素素去其一一，则渗渗漏就不不可能发发生，这这是阻止止雨水渗渗漏的关关键所在在。3.2.2等压压密封原原理等压原理理，实际际是雨幕幕和压力力平衡体体系共同同作用的的密封原原理。如如图3所所示，外外侧的雨雨幕主要要是阻止止雨水的的重力、表表面张力力和毛细细渗漏。在在风雨天天气里，当当风雨同同时吹来来时，外外侧雨幕幕将风和和水分开开，风通通过开口口进入空空气间层层，使空空气间层层里的空空气压力力与外面面风压相相等。即即使开口口部位有有雨水，这这雨水在在自身重重力作用用下只能能向下淌淌，而不不会流进进室内。这这就是等等压密封封原理。 图3 等等压密封封原理示示意图3

11、.2.3等压压原理在在采光顶顶结构中中的应用用 3.2.3.11设计铝铝合金玻玻璃采光光顶必须须有专用用型材在19885年承承制的铝铝合金采采光顶失失败后，经经仔细的的研究得得出的结结论是：隐框的的采光顶顶包括雨雨蓬，面面板无论论是玻璃璃、单铝铝板、铝铝塑板都都容易密密封，只只要用硅硅酮耐候候密封胶胶将板块块与板块块间的缝缝隙涂好好，就可可以保证证不漏。明明框的铝铝合金玻玻璃采光光顶的密密封十分分棘手，因因铝型材材与玻璃璃两种材材料线膨膨胀系数数差的太太多。采采光顶的的造型越越来越复复杂，产产生的结结构缝隙隙有平缝缝、角缝缝、对接接缝、搭搭接缝、插插接缝，种种类繁多多。设计计结构时时每根杆杆件

12、都不不能产生生热应力力，涂胶胶设计又又不允许许造成胶胶三面粘粘接，还还要考虑虑内部结结露水易易于排放放。这是是用普通通型材包包括用幕幕墙系列列型材也也做不到到的事情情，必须须着手研研制开发发铝合金金采光顶顶专用型型材。3.2.3.22铝合金金玻璃采采光顶防防雨水渗渗漏结构构设计经过查阅阅了各国国的采光光顶资料料，对比比分析后后，我们们开发了了一套采采光顶专专用铝型型材。这这套型材材可满足足单坡、人人字、圆圆穹、半半球、各各种棱锥锥和塔形形采光顶顶的造型型需要。防防雨水渗渗漏采用用了等压压密封，内内部结露露水阶梯梯排放。具具体结构构见图44所示，这这是一个个结构较较复杂的的金字塔塔型铝合合金明框

13、框玻璃采采光顶：图4 玻玻璃采光光顶示意意图A- A图5 等等压通道道示意图图由节点和图都可以以看到带带齿形的的玻璃压压板型材材与护边边型材的的装配情情况。这这两种型型材在装装配前加加工时，每每间隔3300mmm长就就各掉1120mmm的耦耦合齿，形形成等压压通道。这这类通道道开口尺尺寸一定定不能小小于6mmm（如如图5），以以保证在在大雨时时不能被被水膜盖盖住而形形成压差差或产生生毛细现现象。节点是是金字塔塔采光顶顶的棱线线剖面图图，这四四条棱线线延伸到到护边型型材头部部的开口口是与室室外相通通的。这这又形成成了四点点通道口口。节点点两侧玻玻璃压板板与两边边护边型型材一样样也各开开有相同同的

14、通道道，这样样将图、所有等等压腔都都可连通通，所有有型材杆杆件上部部都有与与等压通通道相通通的等压压腔，形形成了连连通等压压网。当当风雨吹吹向采光光顶时，玻玻璃压板板起到雨雨幕的作作用，将将风与雨雨水分离离。风由由四边压压板和棱棱线的等等压通道道口进入入等压网网，使网网中的气气压与外外界平衡衡。采光光顶压板板处即使使胶涂的的不好也也不会产产生大的的渗漏，就就是渗漏漏进等压压腔雨水水也可从从第二道道防线的的等压通通道口排排出室外外，从而而保证了了玻璃采采光顶的的雨水渗渗漏性能能。4.玻璃璃采光顶顶结露水水的排放放设计4.1 滚水斜度度在设计采采光顶时时的外部部滚水斜斜度不能能小于22，流水水方向

15、遇遇到突出出玻璃表表面较大大的障碍碍物还要要作马鞍鞍分水，以以便不产产生流水水死角排排水不畅畅。采光顶内内部结露露水的滚滚水斜度度不允许许小于112，在洗洗澡的浴浴池里经经常往身身上滴落落冷凝水水的地方方，上面面结露处处肯定不不大于112，这是是由水分分子在光光滑的玻玻璃表面面相互间间的引力力所决定定的。所所以在设设计采光光顶时玻玻璃的面面角绝对对不能小小于122，否则则，有再再好的的的排结露露水结构构，结露露水也照照样滴落落。4.2 型材对接接缝的密密封有的采光光顶防雨雨水渗漏漏、排结结露水结结构设计计的相当当合理，可可做成采采光顶后后仍然漏漏了个一一塌糊涂涂，仔细细检查发发现是型型材接缝缝

16、处漏水水，拆开开仔细一一看型材材端面切切的不垂垂直，还还有毛碴碴，就是是型材端端面涂胶胶后再组组合也不不能保证证不渗水水。所以以采光顶顶结构型型材对接接的端头头加工一一定要细细心把关关：一是是角度要要准确；二是要要平整光光滑。组组装时，在在型材端端先粘上上用热熔熔丁基胶胶浸过的的厚纸垫垫，以吸吸收加工工偏差，也也利于热热应力的的释放。4.3 结露水的的阶梯排排放图6 型型材杆件件断面接接露槽的的设计人往高处处走，水水往低处处流，这这是大家家都知道道的常理理。在设设计采光光顶结构构的型材断面面时，一一定要遵遵循上层层杆件的的接露槽槽下底沿沿，高于于下层杆杆件接露露槽的上上边沿，如如图所示。否否则上层层产生的的结露水水流不进进下层的的接露槽槽中，将将产生滴滴水现象象，导致致设计失失败。以上是本本人的一一点浅识识，可作作抛砖引引玉，有有不当之之处请批批评指正正。12