钢结构屋面冷凝水问题分析与处理

　　钢结构屋面冷凝水问题分析与处理
　　
　　一、钢结构屋面冷凝水现象分析
　　
　　当空气中的水蒸汽在某一温度下达到其饱和值时，就凝结成液态水，即产生结露现象(北方冬季与南方夏季比较常见)。在轻钢结构建筑中，一般屋面系统结露分为“表面结露”与“内部结露”。 “表面结露”主要表现在保温棉外表面的饰面层上(贴面上)，特别是产生冷桥的地方；“内部结露”主要表现在保温棉面层朝向室外的一侧，这部分水分会存留于保温棉中，因此称内部结露。根据现场结露实际情况反映出该厂房两种结露情况都存在，特别是在保温棉贴面的表面都能看见成滴的结露冷凝水滴。 　　 　　首先由“内部结露”现象可以证明部分水汽已渗透保温棉内部，而渗透途径主要有两方面：一、直接从保温棉贴面渗透；二、从保温棉纵向搭接缝渗透。第一种情况就是保温棉必须使用防潮贴面的原因，VR贴面又称进口白色聚丙烯塑料贴面，其水汽渗透率为约5.17ng/N.s(即测试条件下，5万平方英尺面层一周内其渗透水汽为5.17×490磅)，可以说该贴面还是一种效果比较好的防潮贴面(但比W38差些)。第二种情况则可以间接说明保温棉纵向搭接施工的重要性，保温棉纵向搭接需采用贴面重叠并且360卷边后再订紧的正确方式，此法能起到一定阻气作用，但若再在纵向搭接缝贴加一道专用保温棉修补膜则效果更佳。
　　
　　其次由于该厂“表面结露”大量表现在保温棉贴面的面层上，且考虑到屋面板连接件下虽无阻燃型挤塑聚笨乙烯泡沫块，但产生冷凝水的位置并不是主要集中在檩条上翼缘的表面处，为此从“表面结露”的实际现象也可以说明该厂房吊顶上部空间高温高湿空气太过于聚集，且无有效通风除湿措施是为一个主要原因。
　　
　　二、解决钢结构屋面冷凝水措施分析
　　
　　根据引起“内部结露”水汽渗透的两种途径，并考虑到保温棉贴面本身就是采用防潮贴面，从而其解决措施应主要表现在保温棉纵向搭接缝的改善方面。为此可将原部分脱落的保温棉进行修补，同时用保温棉修补膜将部分纵向搭接缝进行二次密封处理。而对某些损坏严重的部位可再增加一道保温棉，该保温棉两端则通过镀锌长条压实于屋面檩条腹部，再用自攻螺丝锁紧。考虑到原保温棉特别是近屋脊处受到冷凝水一定的浸泡，可将屋脊盖帽收边拆下，让该部位下面的保温棉凉洒一定时间，重新安装该收边时再补充部分新的保温棉于屋脊处。 　　 　　改善“表面结露”分析，对于结露设计的一个基本前提是冬季室内计算温度取成18℃，在这个温度下，饱和水汽的密度15.4g/M3，按规范控制结露的露点温度依60%水汽量即每立方米9.24克选取，查对应关系表可查到相应露点温度是10℃。如果设计采用有效的排湿措施使上部空间空气的相对湿度降低到45%，露点温度就会下降到5℃，再采取了加高连接片及相应保温措施后，保证室内不结露的室外计算温度可以降低到-10~-15℃左右，这对于一般地区可避免结露现象。其次对于在连接片与檩条之间设置阻燃型挤塑聚笨乙烯泡沫板这一防热桥处理方法，在轻钢结构系统里也一直存在争议，有时认为只为了解决结露问题而牺牲结构的紧密连接确实是太过分了，为此即采用加高的屋面板连接片，这种不加聚笨乙烯泡保温板对于绝大多数的地区用来防止檩条上的结露现象是有效的(至少按标准设计条件计算如此，也许考虑施工踩踏的情况，不加保温板看来又是不太严肃的处理方法)。综合以上分析可以说很为有效的防冷凝水措施还是加强建筑物的通风除湿。
　　
　　针对上述分析，可以说从该厂房吊顶系统上考虑，将该平吊顶做成密封吊顶应该是很为有效的的方法，其原则就是利用阻汽以降低上部空间的空气湿度。该厂房吊顶其龙骨系统实际上采用的是明架式，而密封的吊顶板其龙骨系统常采用的是暗架式，其实明架式不易做到密封。该厂房表面看起来可能是石膏板吊顶(外观上相似)，其实际应是硅钙板(特点是防水较好)，其中部分区域为有空式。根据吊顶特点应从两方面考虑密封阻汽，首先是对有空式吊顶板进行处理，可采用专用吊顶板的接缝粉进行处理，其次是对吊顶板与龙骨间进行密封，由于考虑到震动性，可以使用弹性腻子进行处理。
　　
　　在对厂房吊顶进行密封阻汽处理后，可以说再对上部空间进行其它处理就显得相对不特别重要了。考虑吊顶密封的实际效果，为此还是在两侧纵墙再各安装2台SDF-II型系列机翼型纺织轴流风机较好，建议采用8# 风机(其风机排风量将达到20000M3/H以上，且较经济)，则4台风机大概每2小时可基本排空一次，这可以说是大大降低了冷凝水产生的概率。当然上部空间安装排风机后，对下部环境有一定影响，也就是加大了下部空间对恒温恒湿环境要求的投入(即设备功率加大，能源耗用量增加)。
　　
　　在屋脊两排纵向檩条下部增加两排蒸汽管，这能增加一定的除湿效果，从而也有效地降低了周围水蒸汽在某一温度下达到其饱和值的概率。由于檩条下部有许多吊顶吊杆，为此可以利用这些吊杆，这样可以考虑在屋脊两排纵向檩条下部大概1M左右范围，通过管卡同吊杆固定蒸汽管进行安装。这种方法相对来说，也会由于上部空间的局限性从而增加了施工难度。
　　
　　三、处理钢结构屋面冷凝水方案概述
　　
　　经过上述对改善措施的详细分析，其处理方案概述如下：
　　
　　1、首先将钢结构屋脊盖帽收边拆下，让该部位下面的保温棉凉洒一定时间，重新安装屋脊盖帽收边时另外又补充部分新的保温棉于屋脊处，以加大该处保温效果；
　　
　　2、将原部分脱落的保温棉进行修补，同时需用专用保温棉修补膜将部分纵向搭接缝进行二次密封处理，该专用保温棉修补膜约4英寸宽，属自粘型； 　　 　　3、在部分位置可将新增加的保温棉直接塞进到檩条上翼缘表面处，这样可以改善部分可能是冷桥处位置的保温性能；
　　
　　4、在前面3项完成的情况下，对某些损坏严重的部位可再增加一道保温棉，该保温棉两端则通过“镀锌长条”压实于屋面檩条腹部，再用自攻螺丝锁紧；
　　
　　5、将有空式吊顶板(硅钙板)取下，用专用吊顶板的接缝粉进行塞孔处理，并进行括平后重新装上(该接缝粉为2000元/吨)；
　　
　　6、由于考虑到震动性，可采用弹性腻子对吊顶与龙骨处接缝进行填充密封处理(弹性腻子大概10000元/吨)，该施工工程量相对较大。若考虑施工工程量太大，可以简单的将质量好的胶带直接粘贴在吊顶板下表面之该接缝处，但此法有效期不长；
　　
　　7、在两侧纵墙(砖墙)各安装两台SDF-II型系列机翼型纺织业轴流风机(浙江上虞聚新风机厂)，建议采用8# 风机，其风机排风量将达到20000M3/H以上，且功率仅约3KW，同时比较经济；
　　
　　8、在屋脊两排纵向檩条下部增加两排蒸汽管，可以利用檩条下部的许多吊顶吊杆，从而可以考虑在屋脊两排纵向檩条下部大概1M左右范围，通过管卡同吊杆固定蒸汽管的方式进行安装。此法与第7条方法两者只可选取一种即可，两者在经济上基本相差不多，但增加蒸汽管施工难度相对较大；
　　
　　9、在对上部空间进行处理后，仍应改善下部空调环境。在对上部空间增加排风机后，需适当加大下部空间对恒温恒湿环境要求的投入(即设备功率加大，能源耗用量随之会有所增加)。
　　
　　上述保温棉的处理时间应是在夏季到来之前进行处理，否则届时炎热天气时其上部空间环境极为恶劣，同时操作需适当利用吊顶板之吊杆。
　　
　　安装机翼型流风机尽量安装在土建墙上，这比布置在屋面上其实效果要好，且毕竟现再在钢结构屋面上开洞，并增加骨架安装风机其难度已相当大。