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工业厂房屋面渗漏的成因及防治措施

摘  要：介绍了当前我公司生产主厂房建筑防水存在的主要问题，结合长期的实践经验，分别从防水层渗漏的主要原因和维修施工采取的防治措施两个方面对屋面防水工程维修要点进行了阐述。
关键词：屋面防水；渗漏原因；维修治理；施工做法；防治措施
引言：随着近年来我国建筑技术的发展，大跨度、轻型和高层建筑日益增多，使屋面结构的变形出现较大变化，但是自八十年代以来，房屋渗漏问题成为我国工程建设中非常突出的问题。1991年，在建设部组织的对各地区100个城市1988—1990年峻工房屋调查中，发现屋面存在不同程度渗漏的占抽查总数的35％。我国每年仅用于屋面修缮的石油沥青卷材达2.4亿m2，石油沥青胶结材达27万吨，修缮费用超过12亿元。
第一章 现状及主要原因
东风汽车变速箱有限公司（原第二汽车制造厂变速箱厂，以下简称公司）成立于1988年10月28日。主厂房建设从1986年9月5日开始开工，1987年9月20竣工，至今已经使用了23年。主厂房结构形式为独立基础，钢筋混凝土排架结构，屋面为钢屋架大型屋面板，全电动开启式钢天窗。在厂房的使用过程中，屋面的渗漏一直是困扰公司正常生产的主要问题。为解决好屋面渗漏水问题，我们对屋面渗漏水产生的原因和维修治理维修方法等方面开展研究工作，以提高屋面渗漏水治理技术水平，改善生产和工作环境。
屋面防水是防止雨水或人为因素产生的水从屋面渗入建筑物内部所采取的一系列措结构、构造和建筑措施，使建筑物或构筑物在设计耐久年限内，防止各类水的侵蚀，确保建筑结构及内部空间不受污损，为人们提供一个安全的生产生活环境。屋面渗漏不仅会损害建筑物的主体结构，而且给员工人身安全、正常生产、产品质量、公司财产安全带来非常的的不利影响。2000年起实施的中华人民共和国国务院令第279号《建设工程质量管理条例》第四十条第（二）款中明确规定：“屋面防水工程、有防水要求的卫生间、房间和外墙面的防渗漏，为5年。”可见屋面工程是房屋建筑中一个需要重点维护的部位。屋面防水是建筑工程中存在的质量通病，也是多年来公司未能很好解决的难题。
在房屋渗漏治理过程， 由于屋面防水施工措施不当，效果不好，以致出现年年漏、年年修，年年修、年年漏的现象。为解决好屋面渗漏水问题，我们对屋面渗漏水产生的原因和治理维修方法等方面开展研究工作。
首先，了解我公司屋面漏水现状及主要原因：
一、 典型的屋面材料老化：
（一） 屋面材料自身引起的老化。屋面上的防水层，长期暴露在大气中，受自然界的高温、雨、雪、冰冻的侵蚀，阳光中的紫外线照射、大气中的臭氧等综合作用下，沥青中各化学组分不断转变，油质、沥青脂胶的含量逐渐减少，塑性降低，脆性增加，黏结力减低而老化，这种情况时不可避免的。
（二） 施工时材料选用不当。目前国内防水材料的品质、规格较多,产品质量良莠不齐,防水材料市场比较混乱,不少劣质防水材料充斥市场。不当的选材会使屋面防水层过早老化开裂,引起渗漏。
老化现象如图一所示。

图 一 材料老化
二、 重要节点如天沟、檐口、女儿墙等防水部位防水出现开裂。主要原因在以下两个方面：
(一)结构方面的原因
　　由于建筑物地基不均匀沉降,受振动影响较大,室内外温度有剧烈变化,混凝土胀缩,屋面上的荷载过于集中,板的挠度增大产生变形,屋面基层板与支承结构的连接有松动现象, 这些因素都可使防水节点出现开裂,发生渗漏。
(二)施工质量问题
施工单位施工时未按规范要求对重要节点进行重点处理，或做法不符合要求,导致屋面渗漏。一般要求在排水沟、雨水口、檐口内侧要加铺一层卷材,但现在很多施工单位施工时都没有加铺。内侧卷材在女儿墙上的泛水高度不够,封口不严。当采用沥青热铺卷材时,施工粗糙质量达不到要求。沥青粘结剂的温度是关键,温度过高会使沥青碳化,失去黏结力；温度过低也起不到粘结作用。在沥青加热过程中大部分不用温度计测试,仅靠直观确定，这很难符合施工规范的要求。卷材铺设是需要沥青的涂抹和卷材铺展紧密配合。如果前进的速度过快会出现卷材挤压不实。如果前进过慢热沥青温度降低也会粘结不牢。施工时就使得卷材铺设施工粗糙屋面防水很难保证质量。
三、动荷载对屋面影响，从而导致屋面防水拉裂。
动荷载包括震动荷载，冲击荷载：如公路汽车荷载，机器设备振动荷载，波浪力，地震力，风荷载。我这里提到的动荷载，主要为机器设备振动荷载。装配车间由于天车频繁使用，长时间的动荷载使屋面防水材料产生拉伸疲劳，导致破裂。轴一车间的屋面排烟除尘系统，常年除尘设备运转，对轻钢屋架和在屋面上消声设备的震动荷载，也属于此类情况。
四、 钢天窗失效，不能正常关闭，导致雨水顺钢天窗支架流入厂房内。
钢天窗在厂房中起到采光、通风、散热、遮风挡雨的作用，这是它的基本功能。在厂房设计时，过于追求高标准、自动化，而忽略了实际使用过程中存在的问题，引起钢天窗基本功能的缺失。钢天窗失效主要在以下几个方面：
（一） 开关天窗电机失效。电动天窗在投入使用时的确省时省力，在工程竣工时，被赞誉为“亚洲最先进的厂房”。但在3——4年后，由于钢天窗电机缺乏维护，长时间闲置而最终的失效，让这些钢天窗再也没有关上或者开启，电动开启成了摆设，见图二。
（二） 钢窗连接节点的锈死、变形。采用电动钢天窗，必须保证各个连接节点的灵活，确保正常开启。这就需要我们在厂房的日常使用中，做到保养维护。由于日常维护管理不便,致使天窗节点锈死而无法使用，此种情况在公司装配车间、同步器车间表现尤为突出，见图三。
（三） 天窗玻璃的破损。钢天窗玻璃破损，夏季暴雨时，极易引起飘雨至厂房内，图 四 钢天窗玻璃破损
钢天窗的实效也是厂房漏雨的不可忽略主要原因，下面是钢天窗不能关闭引起的屋面漏雨视频：。
五、 雨水管破裂。主厂房的屋面排水系统为内落外排式，如图五所示。为了保证排水顺畅，水平管设有0.5％～1％的纵坡度，水平排水管易被堵塞，这样雨水口与悬吊管之间发生堵塞，长时间引起悬吊管的腐蚀破损，从而发生漏雨现象。同步器车间、装配车间以及五档壳体加工线都出现此类现象。

六、随意在屋面上安装设备，而对屋面不采取任何保护措施。比较典型的案例就是五档线壳体线安装的清洗机，排烟管道直接将钢天窗玻璃敲碎，伸出屋面。雨水直接通过排烟管道渗入生产车间。轴一车间的排油烟系统中直接将消声器支架打入屋面板，破坏了屋面防水层，也影响了结构。
以上六点是在屋面维修过程中发现引起厂房屋面渗漏的主要因素。
第二章 防治对策及施工做法
分析了以上屋面漏雨的成因，有针对性的采取修补措施，就能较好的防止漏雨现象。
首先介绍一下，我们在屋面防水维修过程中的具体措施：
一、 对屋面老化和已达到屋面的正常使用年限采取的方案是大修、重要泛水节点部位引起的雨水渗漏，重点维修。在大修方案中包括了重要泛水节点的注意事项，所以下面一起来介绍。
按照屋面防水材料和构造做法，单层厂房的屋面有柔性防水屋面和构件自防水屋面。柔性防水屋面适用于有振动影响和有保温隔热要求的厂房屋面。原厂房屋面为三毡四油做法，三毡四油因其污染严重、施工特别复杂、劳动强度太大、成本高等缺点己被国家建设部下文禁止使用，已被淘汰。建设部94年下发了《在建筑业推广10项新技术》的文件中指出，在屋面工程中重点推广SBS和APP改性沥青，三元乙丙和橡胶共混四种卷材。目前，结合厂房现状，考虑经济适用性，在厂房屋面大修中我们采用SBS改性沥青防水卷材做柔性防水屋面。
下面以SBS卷材作为屋面防水材料谈谈施工中具体做法: 
  （一）、屋面卷材防水施工前要做好以下几点工作
    1、施工前的技术准备工作
    屋面工程施工前，我方人员掌握维修屋面的漏雨情况，了解细部构造及有关技术要求，并根据工程的实际情况制定屋面工程的施工方案或技术措施。施工前对施工方进行技术交底，施工方施工时对屋面渗漏情况进行重点维修，这样避免施工后留下缺陷，造成返工，同时工程依据施工组织有计划地展开施工，防止工作遗漏、错乱、颠倒影响工程质量。
    有了施工组织，下一步施工负责人应向班组进行技术交底。内容包括：施工的部位、施工顺序、施工工艺、构造层次、节点设防方法、增强部位及做法，工程质量标准，保证质量的技术措施，成品的保护措施和安全注意事项。
   2、对施工人员及施工程序的要求
    屋面工程的防水必须由防水专业队伍或防水工施工，严禁没有资质等级证书的单位和非防水专业队伍或非防水工进行屋面工程的防水施工，施工中施工单位应按施工工序、层次进行质量的自检、自查、自纠并且做好施工记录，我方人员做好每步工序的验收工作，验收合格后方可进行下道工序、层次的作业。
    3、对防水材料的质量要求
    防水材料的只要作用是为了防潮、防渗、防漏。屋面工程所采用的防水材料应有材料质量证明文件，并经指定质量检测部门认证，确保其质量符合《屋面工程技术规范》（GB50207—94）或国家有关标准的要求。防水材料进入施工现场后应附有出厂检验报告单及出厂合格证，并注明生产日期、批号、规格、名称。在近几年维修过程中都由我方指定国家免检的品牌，如“禹王”、“宇虹”、“金帅”品牌，施工方进行选用。严禁在工程中使用不合格的防水材料，不合格材料一经发现应即刻全部撤离施工现场。 
（二）、屋面防水施工要点
 1、施工的环境要求
    为了保证施工操作以及卷材铺贴的质量，宜在+50C～+350C气温下施工；高聚物改性沥青以及高分子防水卷材不宜在负温以下施工，热熔法铺贴卷材可以在-100C以上的气温条件下施工，这种卷材耐低温，在负温下不易被冻坏。雨、雪、霜、雾，或大气湿度过大，以及大风天气均不宜露天作业，否则应采取相应的技术措施。我公司大修屋面的时间一般在4月～10月之间，可以保证施工环境的要求。
2、对屋面排水坡度的要求
    平屋面的排水坡度为2%～3%，当坡度小于等于2%时，宜选用材料找坡；当坡度大于３%时，宜选用结构找坡。天沟、檐沟的纵向坡度不应小于1%，沟底落差不得超过200mm。水落口周围直径500mm范围内坡度不应小于5%。 对屋面容易积水部位，排水不畅部位，维修过程中注意找坡。
3、对屋面基层空隙、裂缝的处理
    当板与板之间的缝隙宽度小于20mm时,采用沥青混凝土或油膏灌缝，石子粒径不得大于10mm，其强度等级不得小于C20，并尽可能使用膨胀水泥或掺膨胀剂搅拌的混凝土进行灌缝；当板与板之间的缝隙宽度大于40mm时,板缝内应设1ф6钢筋或按设计要求配置的钢筋，浇筑完板缝混凝土后，应及时覆盖并浇水养护7天，混凝土强度等级达到C15时，方可继续施工。防止灌缝混凝土过早承受施工荷载的影响，确保板间的粘贴强度。
    4、屋面找平层的要求
    找平层是铺贴卷材防水层的基层，给防水卷材提供一个平整、密实、有强度、能粘结的构造基础。因此，铺贴卷材的找平层应坚实，不得有突出的尖角和凹坑或表面起砂现象，当用2米长的直尺检查时，直尺与找平层表面的空隙不应超过5mm，空隙只允许平缓变化，且每米长度内不得超过一处。找平层相邻表面构成的转角处，应做成圆弧或钝角。 
 当基层设分格缝时，需用嵌填密封材料，这样可避免或减少找平层开裂，以至于当结构变形或温差变形时，防水层不会形成裂缝，导致造成渗漏。
  5、基层处理剂
    为了加强防水卷材与基层之间的粘结力，保证整体性，在防水层施工前，预先涂刷在基层上的涂料。常用的基层处理剂有冷底子油及与各种高聚物改性沥青卷材和合成高分子卷材配套的底胶（基层处理剂），选用时应与卷材的材质相容，以免卷材受到腐蚀或不相容粘结不良脱离。
    冷底子油、基层处理剂喷、涂前要检查找平层的干燥并清扫干净，然后用毛刷对屋面的节点、周边、拐角等部位先行处理，最后才能大面积喷、刷。喷、刷要薄而均匀，不能够漏白或过厚起皮。冷底子油在铺贴前1～2天涂刷，基层处理剂涂刷后4天左右干燥才铺贴卷材。
6、卷材的铺贴
    （1）卷材的铺贴方向。卷材的铺设方向应根据屋面坡度和屋面是否有振动来确定。当屋面坡度小于3%时，卷材宜平行于屋脊铺贴；屋面坡度在3%～15%时，卷材可平行或垂直于屋脊铺贴；屋面坡度大于15%或受振动时，沥青卷材应垂直于屋脊铺贴，其他可根据实际情况考虑采用平行或垂直屋脊铺贴。由檐口向屋脊一层层地铺设，各类卷材上下应搭接，多层卷材的搭接位置应错开，上下层卷材不得垂直铺贴。根据屋面坡度一般施工方案中采用平行于屋脊铺贴。
  （2）贴卷材的顺序。防水层施工时，应先做好节点、附加层和屋面排水比较集中部位（如屋面与水落口连接处，檐口、天沟、檐沟、屋面转角处、板端缝等）的处理，然后由屋面最低标高处向上施工。铺贴天沟、檐沟卷材时，宜顺天沟、檐口方向，减少搭接。
（3）卷材搭接方法及宽度。铺贴卷材采用搭接法，上下层及相邻两幅卷材的搭接接缝应错开。平行于屋脊的搭接缝应顺水流方向搭接：卷材铺贴时,热熔卷材表面一般有一层防粘隔离纸，因此在热熔粘结接缝之前，应先将下层卷材表面的隔离纸烧掉，以利搭接牢固严密，铺贴时尽量采用满粘法, 并尽量减少短边连接。满贴法搭接宽度为80mm, 条粘法搭接宽度为120mm，搭接宽度最大允许偏差为-10mm，铺贴卷材不得皱折, 也不得用力拉伸卷材, 并排除卷材下面的空气, 辊压粘贴牢固。
   7、防水卷材细部做法，大型钢筋混凝土板做基层的卷材屋面容易在板缝处严重开裂，所以在施工过程中一定要处理好分隔缝、泛水、天沟等重要部位的处理。在日常维修中也是我们需要重点检查维修的部位。在维修过程中，这些部位的渗漏修补也不能确保一次性修补成功，经常是需要修补完后再观察，几次确认后才能确认修补成功。
泛水与屋面相交处基层应做成钝角（>1350）或圆弧(R=50～100mm),防水层向垂直面的上卷高度不宜小于250mm,常为300mm;卷材的收口应严实，以防收口处渗水，卷材防水檐口分为自由落水、外挑檐，女儿墙内天沟几种形式。 只要能按照构造要求施工，这些部位完全可以杜绝渗漏水现象。

图六：天沟细部做法

 (a)、(b)有天沟高低跨泛水；(c)无天沟高低跨泛水
图七：女儿墙泛水细部做法

(a)有矮墙泛水；(b)无矮墙泛水
图八：变形缝细部做法
  8、对屋面防水卷材保护
防水卷材铺贴完成之后，必须做好保护，以免影响防水效果。
   （ 三）、注意事项
    为了阻断来自室内的水蒸气影响，引起屋面防水层出现起鼓现象，一般构造上常采取在屋面的保温层内设置排气道和其上做隔汽层（如油纸一道、或一毡两油，或一布两胶等），阻断水蒸气向上渗透。排气道间距宜为6米纵横设置，不得堵塞，并同与大气连通的排气孔相连，排水屋面防水层施工前，应检查排气道是否被堵塞，并加以清扫、疏通。
做好屋面卷材防水层并不是一件很困难的事情，只要我们按照屋面卷材防水工序施工，层层落实，严格把关，认真按规范做好每步工作，就可以杜绝施工造成的屋面漏水。
二、钢天窗的治理方案
钢天窗是屋面结构中重要的采光、通风构件。设计时一味的追求最先进、全电动，而忽略了其实用功能，致使主厂房交工不久后，电动功能全部失效。并且最大的弊端是，钢天窗长时间开启，过重的自重，使钢天窗全部变形，钢天窗的采光通风功能无法达到。钢天窗因变形应力使玻璃损坏，随时会引发安全事故。
现在新建的厂房一般为轻钢结构，彩色压型钢板配合玻璃钢透明采光板屋面方式代替了原有的预制钢筋混凝土屋面板。我们在天窗改造方案中，摒弃了原有钢天窗的不足，采用了国家最新建筑标准设计图集《天窗（上悬钢天窗、中悬钢天窗、平天窗）》05J621-1，手动分段开启形式。
2003年主厂房更换了三跨钢天窗，采用了防雨性能比较好的上悬钢天窗。开启方式全部改为分段式手动开启，玻璃全部改为玻璃纤维增强聚酯采光板。该板材具有轻质高强、透光率高、耐腐蚀、耐老化、阻燃、不渗水等特点，自重比一般玻璃低50％，而且不再需要安装保护网，可减轻天窗自重，一扇天窗单手即可开启，极大方便了日常维护，保证厂房通风采光效果。根据近7年的使用效果，根本上解决了钢天窗引起的漏雨问题，同时也解除了钢天窗长时间变形使玻璃破损不安全隐患。在2011年、2012年计划逐步更换厂房的钢天窗，杜绝不安全因素。
三、加强屋面的日常管理
对上述提到的七种现象当中，每一项都体现出我们的日常管理水平。屋面的定期检查、清扫屋面、疏通天沟和落水口、修补泛水节点、天窗的日常防锈维护、更换破损天窗玻璃的、屋面上不得随意安置设备，这些都需要我们进行日常的的管理，没有日积月累的观察，没有针对性的维修，屋面情况得不到根本性的改善。
第三章 总 结
根据一定范围统计分析报告,在造成屋面防水渗漏的原因中,材料占22%,设计占8%,施工占45%,管理占15%。要提高建筑屋面防水工程的质量,应以材料为基础,以设计为前提,以施工为关键,并加强管理维护。通过对公司屋面渗漏水治理成因及防治措施的研究，我们得出以下结论：
1、大力推广应用新型防水材料是基础 在屋面渗漏水治理工作中，应首先选用技术较先进、性能较优异的高聚物改性沥青卷材及涂料、合成高分子卷材及涂料、弹塑性密封材料及新型刚性防水材料。在当前防水材料市场鱼龙混杂的情况下，必须严把材料质量关，对进入屋面防水施工现场的防水材料，不仅要符合国家或行业标准，有出厂合格证和材料准用证，还必须进行现场抽样复检，复检不合格的材料坚决不用，严防假冒伪劣产品应用到渗漏水治理工程中。
2、重视屋面防水维修方案是前提 维修方案设计时调查原屋面状况，对渗漏情况进行综合分析，确定治理维修方案 通过上述调研分析后，制定屋面渗漏水治理的详细方案，包括施工计划和维修治理方案。治理维修要根据建筑物的等级，选用与原防水层材性相适应的材料和施工工艺，需注意以下几点：
⑴要施工方便、保证质量。
⑵要采取工艺技术简单，便于操作的施工方法，尽量减少设备和机具。
⑶选用的修补治理材料要与原防水层材料相容，不但要使二者粘合牢固，而且不能发生腐蚀。
⑷在屋面基层较为复杂的条件下，要尽量采用随意性强的材料（如涂料、无定型密封材料等）。
⑸要注意屋面坡度的选择和防水层收头的处理。由于目前防水材料品种繁杂、性能各异，适用范围不同且价格相差悬殊，因此要本着“因地制宜、按需选材、防排结合、刚柔并济、整体密封”的原则进行屋面防水设计和选材。屋面防水施工要根据当地的最高和最低气温、日温差、屋面坡度、防水层形式（外露或非外露）以及结构大小等具体情况，选用适宜的防水材料，确定相应的施工方案。
3.精心施工是关键 渗漏水治理工程施工是一项技术性强、标准要求高的防水材料再加工过程，因此必须由经过专业技术培训，熟悉屋面防水施工规范和防水材料性能特点及适用范围的训练有素的专业防水施工队伍进行施工。在施工过程中必须严格遵守国家标准规范，认真贯彻执行工艺标准，一丝不苟、精心操作，这样才能确保工程质量。
4.加强管理维护是降低屋面渗漏率和延长防水层使用年限的重要措施。防水工程竣工验收后在长期的使用过程中常常由于材料的逐渐老化、各种变形的反复影响、风雨冰冻的作用、雨水的冲刷、使用时人为的损坏以及垃圾尘土堆积堵塞排水通道等因素的作用使防水层遭到损坏，并导致渗漏，因此加强管理维护是提高防水工程质量的一个重要措施。
结语
屋面漏水维修是一个系统工程,其复杂度有时超过新做一个屋面防水。目前许多单位每年的屋面维修花费不少却无法根治或有效防水时间短。要真正做好屋面防水维修水必须对新规有一个透彻的理解,并且在实际工程中抓住每个环节,严格按照规范进行。而作为业主不能完全依靠施工单位,自己要有这方面专业人才,懂技术、善管理,这样才可以根治屋面漏水。

参考文献

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2、《屋面工程技术规范》（GB50207-94）
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