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    鋼結構屋面冷凝水問題分析與處理

    2018-02-12瀏覽:
      鋼結構屋面冷凝水問題分析與處理
      
      一、鋼結構屋面冷凝水現象分析
      
      當空氣中的水蒸汽在某一溫度下達到其飽和值時,就凝結成液態水,即產生結露現象(北方冬季與南方夏季比較常見)。在輕鋼結構建筑中,一般屋面系統結露分為“表面結露”與“內部結露”。 “表面結露”主要表現在保溫棉外表面的飾面層上(貼面上),特別是產生冷橋的地方;“內部結露”主要表現在保溫棉面層朝向室外的一側,這部分水分會存留于保溫棉中,因此稱內部結露。根據現場結露實際情況反映出該廠房兩種結露情況都存在,特別是在保溫棉貼面的表面都能看見成滴的結露冷凝水滴。
      鋼結構屋面冷凝水現象
      首先由“內部結露”現象可以證明部分水汽已滲透保溫棉內部,而滲透途徑主要有兩方面:一、直接從保溫棉貼面滲透;二、從保溫棉縱向搭接縫滲透。第一種情況就是保溫棉必須使用防潮貼面的原因,VR貼面又稱進口白色聚丙烯塑料貼面,其水汽滲透率為約5.17ng/N.s(即測試條件下,5萬平方英尺面層一周內其滲透水汽為5.17×490磅),可以說該貼面還是一種效果比較好的防潮貼面(但比W38差些)。第二種情況則可以間接說明保溫棉縱向搭接施工的重要性,保溫棉縱向搭接需采用貼面重疊并且360卷邊后再訂緊的正確方式,此法能起到一定阻氣作用,但若再在縱向搭接縫貼加一道專用保溫棉修補膜則效果更佳。
      
      其次由于該廠“表面結露”大量表現在保溫棉貼面的面層上,且考慮到屋面板連接件下雖無阻燃型擠塑聚笨乙烯泡沫塊,但產生冷凝水的位置并不是主要集中在檁條上翼緣的表面處,為此從“表面結露”的實際現象也可以說明該廠房吊頂上部空間高溫高濕空氣太過于聚集,且無有效通風除濕措施是為一個主要原因。
      
      二、解決鋼結構屋面冷凝水措施分析
      
      根據引起“內部結露”水汽滲透的兩種途徑,并考慮到保溫棉貼面本身就是采用防潮貼面,從而其解決措施應主要表現在保溫棉縱向搭接縫的改善方面。為此可將原部分脫落的保溫棉進行修補,同時用保溫棉修補膜將部分縱向搭接縫進行二次密封處理。而對某些損壞嚴重的部位可再增加一道保溫棉,該保溫棉兩端則通過鍍鋅長條壓實于屋面檁條腹部,再用自攻螺絲鎖緊??紤]到原保溫棉特別是近屋脊處受到冷凝水一定的浸泡,可將屋脊蓋帽收邊拆下,讓該部位下面的保溫棉涼灑一定時間,重新安裝該收邊時再補充部分新的保溫棉于屋脊處。
      解決鋼結構屋面冷凝水措施
      改善“表面結露”分析,對于結露設計的一個基本前提是冬季室內計算溫度取成18℃,在這個溫度下,飽和水汽的密度15.4g/M3,按規范控制結露的露點溫度依60%水汽量即每立方米9.24克選取,查對應關系表可查到相應露點溫度是10℃。如果設計采用有效的排濕措施使上部空間空氣的相對濕度降低到45%,露點溫度就會下降到5℃,再采取了加高連接片及相應保溫措施后,保證室內不結露的室外計算溫度可以降低到-10~-15℃左右,這對于一般地區可避免結露現象。其次對于在連接片與檁條之間設置阻燃型擠塑聚笨乙烯泡沫板這一防熱橋處理方法,在輕鋼結構系統里也一直存在爭議,有時認為只為了解決結露問題而犧牲結構的緊密連接確實是太過分了,為此即采用加高的屋面板連接片,這種不加聚笨乙烯泡保溫板對于絕大多數的地區用來防止檁條上的結露現象是有效的(至少按標準設計條件計算如此,也許考慮施工踩踏的情況,不加保溫板看來又是不太嚴肅的處理方法)。綜合以上分析可以說很為有效的防冷凝水措施還是加強建筑物的通風除濕。
      
      針對上述分析,可以說從該廠房吊頂系統上考慮,將該平吊頂做成密封吊頂應該是很為有效的的方法,其原則就是利用阻汽以降低上部空間的空氣濕度。該廠房吊頂其龍骨系統實際上采用的是明架式,而密封的吊頂板其龍骨系統常采用的是暗架式,其實明架式不易做到密封。該廠房表面看起來可能是石膏板吊頂(外觀上相似),其實際應是硅鈣板(特點是防水較好),其中部分區域為有空式。根據吊頂特點應從兩方面考慮密封阻汽,首先是對有空式吊頂板進行處理,可采用專用吊頂板的接縫粉進行處理,其次是對吊頂板與龍骨間進行密封,由于考慮到震動性,可以使用彈性膩子進行處理。
      
      在對廠房吊頂進行密封阻汽處理后,可以說再對上部空間進行其它處理就顯得相對不特別重要了??紤]吊頂密封的實際效果,為此還是在兩側縱墻再各安裝2臺SDF-II型系列機翼型紡織軸流風機較好,建議采用8# 風機(其風機排風量將達到20000M3/H以上,且較經濟),則4臺風機大概每2小時可基本排空一次,這可以說是大大降低了冷凝水產生的概率。當然上部空間安裝排風機后,對下部環境有一定影響,也就是加大了下部空間對恒溫恒濕環境要求的投入(即設備功率加大,能源耗用量增加)。
      
      在屋脊兩排縱向檁條下部增加兩排蒸汽管,這能增加一定的除濕效果,從而也有效地降低了周圍水蒸汽在某一溫度下達到其飽和值的概率。由于檁條下部有許多吊頂吊桿,為此可以利用這些吊桿,這樣可以考慮在屋脊兩排縱向檁條下部大概1M左右范圍,通過管卡同吊桿固定蒸汽管進行安裝。這種方法相對來說,也會由于上部空間的局限性從而增加了施工難度。
      
      三、處理鋼結構屋面冷凝水方案概述
      
      經過上述對改善措施的詳細分析,其處理方案概述如下:
      
      1、首先將鋼結構屋脊蓋帽收邊拆下,讓該部位下面的保溫棉涼灑一定時間,重新安裝屋脊蓋帽收邊時另外又補充部分新的保溫棉于屋脊處,以加大該處保溫效果;
      
      2、將原部分脫落的保溫棉進行修補,同時需用專用保溫棉修補膜將部分縱向搭接縫進行二次密封處理,該專用保溫棉修補膜約4英寸寬,屬自粘型;
      處理鋼結構屋面冷凝水方案
      3、在部分位置可將新增加的保溫棉直接塞進到檁條上翼緣表面處,這樣可以改善部分可能是冷橋處位置的保溫性能;
      
      4、在前面3項完成的情況下,對某些損壞嚴重的部位可再增加一道保溫棉,該保溫棉兩端則通過“鍍鋅長條”壓實于屋面檁條腹部,再用自攻螺絲鎖緊;
      
      5、將有空式吊頂板(硅鈣板)取下,用專用吊頂板的接縫粉進行塞孔處理,并進行括平后重新裝上(該接縫粉為2000元/噸);
      
      6、由于考慮到震動性,可采用彈性膩子對吊頂與龍骨處接縫進行填充密封處理(彈性膩子大概10000元/噸),該施工工程量相對較大。若考慮施工工程量太大,可以簡單的將質量好的膠帶直接粘貼在吊頂板下表面之該接縫處,但此法有效期不長;
      
      7、在兩側縱墻(磚墻)各安裝兩臺SDF-II型系列機翼型紡織業軸流風機(浙江上虞聚新風機廠),建議采用8# 風機,其風機排風量將達到20000M3/H以上,且功率僅約3KW,同時比較經濟;
      
      8、在屋脊兩排縱向檁條下部增加兩排蒸汽管,可以利用檁條下部的許多吊頂吊桿,從而可以考慮在屋脊兩排縱向檁條下部大概1M左右范圍,通過管卡同吊桿固定蒸汽管的方式進行安裝。此法與第7條方法兩者只可選取一種即可,兩者在經濟上基本相差不多,但增加蒸汽管施工難度相對較大;
      
      9、在對上部空間進行處理后,仍應改善下部空調環境。在對上部空間增加排風機后,需適當加大下部空間對恒溫恒濕環境要求的投入(即設備功率加大,能源耗用量隨之會有所增加)。
      
      上述保溫棉的處理時間應是在夏季到來之前進行處理,否則屆時炎熱天氣時其上部空間環境極為惡劣,同時操作需適當利用吊頂板之吊桿。
      
      安裝機翼型流風機盡量安裝在土建墻上,這比布置在屋面上其實效果要好,且畢竟現再在鋼結構屋面上開洞,并增加骨架安裝風機其難度已相當大。

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