上承式通风天窗漏雨问题的探讨

上承式通风天窗漏雨问的探讨 上承式通风天窗漏雨问题的探讨 上承式通风天窗漏雨问题的探讨 吴强 ?一—————一 己一f北京钢铁设计研究总院北京t00053) 了7 j/ 摘要:简要叙述了天窗设计存在的一些闻题,对无窗稠雨的原因进行了分折,相应提出了一些解 决的措施 关键词'通风天旦 上薅 DISCUSSI('NS 斛忍 oNTHELEAKAGEOFUPPER-SUPPORT VE?I.AT0NSK?GHr wuQ?g (且eijingCentralE"neeringandReseamhIncorporationoflionandSteel10dustwBeij皿g100053) Ahslract:Itb6eflypointsout?r?problemsmsk曲tdesignThel~SOBSofskyJehtleakagealean andsOIsolutionsareputtotherll K毋D:~,entiiationskjt]~akageanalwe 单层厂房的屋面,由于面积大,檐沟长, 集水量多,冲刷力强,而且大都采用装配式屋 面板,接缝多,加上受日晒,雨淋,温湿度变化 和厂房内部的振动,高温,腐蚀性气体,积灰 等因素对屋面的影响,若屋面的排水和防水 措施处理不当,屋面很容易出现漏雨现象因 此,屋面漏雨是日前房屋建筑中出现问题较 多的地方,为了提高宝钢三期工程屋面质 量,防止渗漏水对工厂生产的影响,设计中采 用了宝钢工程指挥部指定的角驰III型彩色 压型钢屋面板,其主要特点为屋面板与配件 结构简洁合理,安全可靠,压型钢屋面板在顺 水流方向采用全长尺压型板,不允许搭接,防 水性能好.在宝钢三期二炼钢现场施工服务 期间,根据现场反映,以及甲方二炼钢项目组 组织的现场实物交接过程中,屋面本身漏雨 的现象基本上得到控制,但由于冶金工业, 22IndustrialComtntction199~, Vo].29NoI 采光要求,屋面天窗的漏雨在 房特殊的通风, 二炼钢主厂房及其附属建筑中,还没有得到 有效的解决. l天窗在厂房中常用的结构形式 通风天窗的形式很多,大体可归纳为下 沉式通风天窗和上承式通风天窗两大类. (1)下沉式通风天窗 下沉式通风天窗是利用屋架部分的空间 做成高,低错开的屋面,在其上,下屋面高差 处形成垂直面,供通风,采光之用,减少了屋 盖重量,节约了室内空间,又能兼起避风的作 用 下沉式通风天窗按其构造又可以分为: 井式天窗,纵向下沉式天窗和横向下沉式天窗. 作者:呈强男1960年6且出生工程师 收稿日期:】998—09一I4 工业建筑1999年第29卷第1期 井式天窗:局部屋面板下移至屋架下 弦,形成天井状的通风天窗,通风较好,但排 水,清灰较复杂 纵向下沉式天窗:将下沉部分的屋面板 沿厂房纵向通长搁在屋架下弦,通风较好,在 构造上有部分屋架暴露在室外,应处理好防 水构造. 横向下沉式天窗:每隔一个或几个柱距 将一个柱距的屋面板全部铺在屋架下弦而形 成如跨度大或多跨时避风性能较差. 下沉式通风天窗因为屋架上弦屋面板纵 向不连续,纵向刚度差,并且在构造上有部分 屋架暴露在室外,天窗通风洞口的高度往往 受到屋架高度的限制.排水,清灰的措施比较 复杂,容易产生溅雨,积灰问题 (2)上承式通风天窗 上承式通风天窗是在厂房屋顶上架设天 窗架,挡风板支架和挡风板等构件,并且在天 窗顶部大都设天沟,兼有采光,通风的功能,构 造上比较复杂 上承式通风天窗又可分为:矩型天窗,M 型天窗和锯齿型天窗. 矩型天窗及M型天窗:在屋架上支承天 窗架,在天窗架两侧采光,通风 锯齿型天窗:在锯齿型倾斜的屋顶上,大 都在朝北的一侧设置天窗玻璃 上承式通风天窗相应增加屋盖的重量和 投资,但排水,清灰比较容易 2上承式通风天窗漏雨问题的探讨 宝钢三期二炼钢及其附属建筑天窗设计 中,根据宝山地区的气候特点,并且为了协调 原有厂房与二炼钢主厂房的关系,设计采用 了宝钢工程指挥部指定的宝钢工程通用图 《角驰?压型板屋面节点图集》BS一006中 上承式纵向,横向外包式通风天窗.通用图的 优点在于大大减轻了设计人员的工作量,但 不足之处通用图中的节点具有一定的通用 性,并且有时没有给出关键部位的节点.因此 上承式通风无窗漏雨问题的探讨一一吴强 不可避免的带来了一些问题.厂房建成使用 后,天窗出现了漏雨的问题. (1)天窗垂直支撑漏雨 天窗由于受力要求,在天窗两端需要增 加垂直支撑(详见图3),图1表示二炼钢铁水 预处理中心屋面天窗构件上弦平面布置图 I事芎, I窝 , , , fl,/,\f,, 55004500要『 l无面构件上籀F面布置 通过雨天实地观察,发现雨水顺着垂直 支撑流到天窗泛水板固定檩条上,雨水反弹 到主厂房内,详见图2 由于天窗支架已施工完毕,处理漏雨问 题很困难,只能针对漏雨现象,防止雨水反弹 想办法,目前现场处理为在檩条上方新增一 块泛水板,控制雨水方向,使雨水流到厂房屋 面,通过厂房屋面檐淘排走,避免雨水反弹到 厂房内,详见图2 另外,在主厂房天窗同部位漏雨处理 上,也有采用在檩条上新增油毡,放置部位类 似新增泛水板,也暂时解决了天窗漏雨问题 2上承式横向通埘天面剖面 通过对厂房天窗漏雨问题进行反思,寻 找天窗漏雨的原因.宝钢工程通用图《角驰? 压型板屋面节点图集》(SS一006)没有给出天 窗垂直支撑与下部支撑的水平距离h(详见 图2),在设计上采用500mm,厂房建成使用 后,天窗垂直支撑泛水板固定檩条处发生了 溅雨的问题.根据南方飘雨,溅雨的现象,如 果在天窗构件平面布置设计上,将垂直支撑 及其竖杆往内平移,即h=650吼详见图2 虚线示意所示,雨水就不会滴到泛水板固定檩 条上,有效避免了雨水反弹现象由于垂直支 撑内移,是否影响天窗的通风问题,再探讨一 下天窗的通风问题. 图3垂直支撑构件立面图 新增泛水板 ———————\/ 一一 /,. ,一 图4新增泛水板详图 通风天窗的主要功能就是满足厂房的通 风要求,根据中国建筑工业出版社出版的《单 层厂房建筑设计))1978年12月第一版提供的 挡风板距离与天窗通风性能的关系曲线. 囊l一譬+ ] 群}十+一中十+ 图5挡风板距离与天窗通风性能的蓑系 从图5挡风板距离与天窗通风性能的关 系曲线表明,当矾<0.6时,局部阻力系数剧 增,排气性能较差;当a/h>25时,局部阻力 系数变化不大.说明距离太近,排气性能不 好,距离太远,没有必要,而且使挡风板支架 太重,增加材料用量和造价,推荐的常用a/h 数值:当天窗的挑檐短时,可采用 a/h=1l,1.5.当天窗的挑檐长时,可采用 a/h=09,1.25 从上面图5可以看出,如果将天窗的垂 直支撑与下部竖杆水平距离h修改为6SOmm, 这时挡风板距离与天窗通风性能关系a/h:11. 即满足了挡风板距离与通风性能最佳关系曲 线,也解决了天窗垂直支撑部位漏雨的问 题. (2)天窗屋面与墙板连接处漏雨 二炼钢主厂房炼钢车间与连铸车间连接 处屋面采用上承式纵向外包式弧形挡风板通 风天窗,图6表示纵向外包式弧形挡风板通 风天窗透视图. 图6孰向外包式孤形挡风板通风天窗透视图 建筑设计为了保持立面的统一.天窗屋 面与墙面浑然一体,天窗设计成屋面与墙面 一 个整体的弧形天窗 通过雨天实地观察,发现雨水顺着横向 布置的屋面板流向天窗低处,在屋面与墙板 连接处漏雨,详见图7. 由于W550屋面板组装的特殊构造,上块 板紧扣下块板,拆卸屋面板已不可能,由于构 造上的错误,处理天窗漏雨的办法,只能保证 厂房内不漏雨,目前现场处理为在墙板上加 一 块泛水板,让雨水有组织流向屋面板,通过 厂房屋面檐沟排走.避免雨水从天窗顶部直 接落到厂房屋面,造成雨水反弹到厂房内,详 见图7虚线示意所示. 工业建筑1999年第29卷第1期 一 竺 圉8天窗屋面与墙板莲接详图之二 (3)天窗檐淘牛腿支承处漏雨 图9表示天窗檐沟与端壁局部透视图. 在二炼钢主厂房天窗檐沟牛腿处施工图 设计中,牛腿采用了受力形式较好的工字钢 形式,并且设计忽略了牛腿内外侧挡水板的 作用,由于牛腿与主厂房在墙板连接处节点 防水措施施工又处理不当,导致雨水顺着工 字钢下翼缘流向墙板,造成雨水顺着端壁墙 板流向厂房内. 所,在设计天窗檐沟牛腿时,必须注意 工字钢下翼缘导水作用,建议采用T形牛腿 支承,牛腿的宽度小于天窗檐沟的宽度,并且 增加牛腿内,外侧挡水板的构造措施.避免天 窗檐构牛腿支承处漏雨. 雨 圈9是天窗棺淘与端壁局部透视图 3结束语 彩色压型钢屋面板由于外型美观,轻 便,适用抗渗漏性能好,而且屋面构造合理 可靠装饰性强,目前在工业及民用建筑的钢 结构广房上得到了广泛应用,市场前景r 阔,但由此带来的问题也是目前设计,施工单 位都很普遍关注的问题,本文仅就在设计使 用宝钢工程通用图《角驰III压型板屋耐节点 图集》(BS一006)中,进行天窗设计时应注意 的几个问题进行探讨,对漏雨的原因进行分 析,并且对设计存在的问题提出一些粗浅的 看法,对天窗特殊部位如何进行设计处理,相 应提出一些解决的措施 (上接第21页) 翻译和出版该的目的旨在愿读者同仁 是促进结构工程师和建筑师了解和掌握建筑能从林同炎教授深厚的结构设计概 念,悟 中的结构特性与空间形成性能之间的整性判断力和创造性中得以启示和裨 益林同 体关系,使设计者在提出结构总体系之前做炎教授也对该书的翻译出版给予了大力支持, 到概念化的方案选择该书最近将由中国建筑工业出版社出版 上承式通风天亩漏雨问题的探讨——昊强