2021年第2期 中国建筑防水 2021 N〇.2
2 月China Building Waterproofing February D01:10.15901/jki.1007-497x.2021.02.006
刘祥众
(沈阳远大铝业工程有限公司北京公司方案部，辽宁沈阳110027)
摘要：沈阳恒隆中街广场屋面工程主要有光电采光天窗及直立锁边屋面系统两种形式，在设计中充分考虑建筑造型复 杂对整体防水与排水的影响，通过成熟可靠的设计方案结合优良的密封材料选材，为整个幕墙行业创造了一个典范之 作。本文重点对该项目光电采光天窗系统的防排水设计和铝单板直立锁边复合屋面体系的防水设计作了介绍。
关键词：光电采光天窗；直立锁边屋面系统；防排水设计；密封材料
文章编号：1007-497X(2021)-02-0021-05中图分类号:TU231 ;TU761.1+1 ;TU57+8 文献标志码:B
盾构机过站
Waterproofing Design for Photoelectric Skylight and Standing
Seam Roof System of Henglong Zhongjie Plaza in Shenyang
Liu Xiangzhong
(Shenyang Yuanda Aluminum Industry Engineering Co., Ltd., Beijing Branch, Shenyang, Liaoning 110027, China) Abstract：There are two main forms of roof for Henglong Zhongjie Plaza in Shenyang: photoelectric skylight and standing seam roof system. During the design, the influence of complex building modeling on the overall waterproofing and drainage is taken into full consideration. Through the integration of mature and reliable design plan with excellent sealing material, this project sets an example for the whole curtain wall industry. This article mainly introduces the waterproofing and drainage design for the photoelectric skylight system and waterproofing design for the single aluminum board standing seam composite roof system of this project.
Key words：photoelectric skylight; standing seam roof system; waterproofing and drainage design; sealant
1工程概况
沈阳恒隆中街广场位于沈阳市最繁华的商业地
带——中街，是沈阳市的重点发展项目（图1)。项目
建筑面积约18万m2，建筑高约24m(由地面至最高
点计），包含地下室三层、地上四层。地下三层至地下
二层主要为地下停车场、自行车停车库、大型货车停
收稿曰期= 2020-04-26
作者简介：刘祥众，男，幕墙设计师，主要从事大型建筑幕墙的 设计工作。联系地址：110027沈阳市经济技术开发区十三号街 20号沈阳远大铝业工程有限公司北京公司方案部。
图1沈阳恒隆中街广炀
泊处、机电用房及设备用房等，地下一层主要为零售 商店，地上一层至地上四层主要为商场及餐饮区。工 程所在地区粗糙度为C类，按7度抗震设防烈度设
2021年第2期中国建筑防水总第434期
光电米光天窗系统
计。
2
屋面系统及其防水设计
本工程屋面系统主要有光电采光天窗及直立锁 边屋面系统两种形式，见图2。
图2采光顶和直立锁边屋面系统
2.1光电采光天窗系统及其防排水设计 2.1.1系统简介
光电采光天窗为多层结构组合体系，共包括三层 结构（图3):①最上层为整合太阳光电系统(BIPV )或 可拆卸钢格栅结构系统，太阳能板和钢格栅交互排 列，呈东西向分布;②中间层为玻璃采光天窗结构系 统，采用隐框玻璃幕墙结构，面材配置为G -5( 6 m m 钢化透明+ 1.52PVB +6 m m 钢化 LOW-E + 12A +6 m m 40%彩釉+1.52PVB +6 mm 钢化中空夹胶玻璃）③下 层为铝合金电动遮阳板结构体系。
机床顶针
图3光电采光天窗系统
2.1.2整合太阳光电(BIPV )结构系统
此系统位于屋顶最上层，是利用光电原理将太阳 所释放的光能转化为电能的一种特殊装置，用于屋面 部位既便于吸收太阳光能，实现光能和电能的转化，
又能起到装饰屋顶作用（每块太阳能光电板有序排 列，如同屋面装饰板，如图4)。
图4整合太阳光电(B I P V )结构系统
本屋面太阳能系统总装机容量为216.26 kWp ，
系统应用方式为市电并接方式。系统具有监控、通讯 及显示功能，显示终端可显示系统相关运行参数。
本项目为光伏并网发电系统，太阳能电池板选用 尚德BIPV 夹层组件，共9 900块。根据BIPV 幕墙组 件的电气参数，并考虑到并网逆变器的规格系列，采 取多子方阵、分散逆变、集中并网的电气方案。
本项目的全部组件分为两种尺寸规格，幕墙组件 也分成两个大子方阵，分别对应于两种规格的组件， 即220块700 mmx 175 mm 组件为一'个大子方阵， 9 680块1 000 m m X 175 mm 组件为另一'个大子方阵 (含39个小子方阵、子系统)。
通常，并网光伏系统中固定式安装的太阳能板的 最佳倾角，应能使该方阵全年获得最多太阳辐射。经 计算并参照相关软件，本系统中固定式太阳能板的倾 角确定为37"。
处于北半球的太阳能电池板的方位，应朝正南方 向设置。但一般来说，只要电池板处于正南±10。之内，
方阵的输出功率变化不会很大。2.1.3钢格栅结构系统
原方案钢格栅采用钢方管纵横交错排列，成方格 子形，此结构各钢方管间距较小，并且纵向和横向钢 方管相互交错，加工制作需焊接组对。由于此部位使
局
部节
点
刘祥众：沈阳恒隆中街广场光电采光天窗与直立锁边屋面系统防水设计
用面积大，加工工艺难度高，焊接组对加工效率很低，而且平整度也很难控制。钢格栅结构见图5。
因此，我们采用带方格孔的成型钢板替代由钢方 管组焊而成的钢格栅。它是将钢板通过冲孔加工制作 成和钢格栅类似的钢网格板，这样加工工艺简单，可 在工厂一次成型，而且外视效果也可和钢格栅媲美，具有安装方便、安全可靠性好等特点。
2.1.4玻璃采光天窗结构系统
此系统采用隐框玻璃幕墙结构(图6)，主体支撑 为钢结构，板块典型分格为2 '〇〇 **!1 500 mm。玻
璃板块横向和纵向都为压板+附框连接方式，即玻璃 板块用硅酮结构胶与铝合金附框连接，并通过螺钉、压板将附框固定于铝型材过渡框上。铝型材过渡框下 部用T型钢角码支撑(T型钢角码坐装在主体支撑钢 框上），其连接是通过铝型材过渡框上的凹槽和T型 钢角码相耦合来实现，并用螺栓紧固。另外，采光天窗 系统上部的太阳能板和钢格栅也由安装在铝型材过 渡框上的转接构件支撑。留下渗漏隐患。
2.1.5.1采光天窗防渗水设计
1) 设计合理的胶缝宽度
采光天窗在其整个使用过程中，要经受不断的温 度变化的影响。项目所在地沈阳市一年中温差50"，暴露屋面会更高，在剧烈的温度变化下，玻璃、杆件均 会产生温度变形，如果接缝设计不能满足温度变形的 要求，胶缝就会被撕裂，引起渗漏。
2) 硅酮密封胶施工厚度控制
硅酮密封胶的施工厚度要控制在3.5 mm以上。太薄对保证密封质量和防止雨水渗漏不利，同时对 铝合金因热胀冷缩产生的拉应力也不利。经计算，本 工程米光天窗胶缝的宽度为16 mm，深度为14 mm，见图8。
太阳能电池板
图7钢格栅、太阳能电池板
及采光天窗位置
图5钢格栅结构图6采光天窗结构
2.1.5防水设计方案
钢格栅及太阳能电池板位于采光天窗上部，通过 钢转接件及不锈钢螺栓组件与采光天窗龙骨进行连 接(图7)。
以上系统的防排水都由采光天窗系统来实现，因此采光天窗的防排水设计关系到各系统的防水性能，如果排水体系设计紊乱或排水细部处理不当，都可能2.1.5.2采光天窗防渗水设计
老婆饼机
为了排除雨水，采光天窗需要设置一定的排水坡 度。坡度越大，排水就越畅快，但坡度太大，也会给施 工和结构布置带来难度，因此根据具体情况确定一个 合适的坡度十分重要。采光天窗的坡度是由多方面因 素决定的，其中地区降水量，玻璃采光天窗的体形、尺 寸和结构构造形式对坡度影响最大。本工程采光天窗 排水坡度确定为31。
2021年第2期中国建筑防水总第434期
2.1.5.3防结露设计
采光天窗的内侧结露是一个很伤脑筋的问题，因此对玻璃采光天窗的坡度设计应认真考虑，使可能产 生的结露沿玻璃下流，而不是滴落。
我们在采光天窗的铝合金垫框两侧设计了集水 槽。由于室内外温差，玻璃表面可能产生的冷凝水顺 着排水方向汇至集水槽的腔内，通过自然蒸发消散，并不会滴人室内。
2.1.5.4排水天沟设计
本工程屋面系统结构复杂，面积较大，为了保证 屋面不积水，在屋面的横竖向均设置交错的排水天 沟，采光顶及直立锁边屋面系统的水流至排水天沟处 集中排水。
天沟采用2 mm厚不镑钢板制作，矩形截面，经 计算，天沟设计宽度800 mm、高度320 mm。天沟与采 光顶交接处采用3 mm厚铝单板进行封修，铝单板与 玻璃接缝处作打胶处理，铝单板覆盖不锈钢板，交界 处采用结构胶进行粘接，然后打密封胶。排水天沟底 部设有防水卷材，防水卷材搭接至采光顶龙骨处，即便与采光顶交界处发生渗水也不会渗入室内。不锈钢 板天沟分段布置，每段长度20 m，各自形成独立的排 水系统，各段之间设计100 mm伸缩缝，以满足天沟 伸缩变形的需要，伸缩缝
处采用膨胀节式顶部封板，并施作密封胶密封。
集水天沟内分段设计排水管，将雨水导入工程主 排水系统。排水系统示意见图9。
2.2铝单板直立锁边复合屋面体系及其防水设计 2.2.1屋面基本构造
采用两层复合屋面，即外层为铝合金单板装饰 层，外饰铝板采用3 mm厚铝单板制作(金属质感三 道烤漆铝型材PP/，Duranar XL，UC-71875-XL，银 ），开放式三维多自由度调整结构；内层为直立锁边 屋面层，从上层到下层依次为:0.9 mm铝镁锰直立锁
太阳能电池板
边合金板屋面层、100 mm厚岩棉保温层、P E膜防潮 层(隔汽层）、水泥板、压型钢板，屋面檩条与主体钢结 构连接。
2.2.2 防水设计
本方案屋面系统使用的铝镁锰合金板除具有强 度高、质量轻的优点外，还具有比普通铝合金更突出 的防腐性和耐久性。采用该材料制作的屋面板在正常 环境下使用寿命超过50年。
屋面系统采用先进的直立锁边固定方式，从根本 上杜绝了传统的螺钉直接穿透屋面板的固定方式带 来的漏水隐患。系统屋面板的固定，首先是将铝合金 固定座用螺钉固定于檩条，再将屋面板小肋扣在固定 座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接边 咬合在一起。由于采用了直立锁边固定方式，屋面没 有螺钉外露，整个屋面不但美观、整洁，而且消灭了成 千上万个螺钉孔造成的漏水隐患。
此外，屋面系统配合独有的铝合金或不锈钢配
(下转第29页）
沈水静：复合金属屋面系统在体育场屋面工程中的应用
板的单元化吊装。
5.3屋面穿圆管的安装
由于本项目穿屋面圆管数量众多，且同时穿过卷 材屋面和金属屋面系统，如何保证如此大量的屋面穿 孔件的防水性能是施工的重点（图12左)。
首先，圆管周边的防水卷材铺设好之后，需另外 按照圆孔的规格尺寸剪裁一块圆形盖片，与底层卷材 搭接铺设并将圆管一起用防水卷材包裹并上翻至设 计高度，然后上部用抱箍抱紧，以保证此部位的防水。卷材搭接前需对底层表面进行清理，保持焊接面干燥 和清洁，最后采用手工焊进行热风焊接(图12右)。
图12穿屋面圆管布置(左)和圆管周边防水处理(右）
氰酸酯树脂6结束语
在建筑风格不断多样化的今天，越来越多的建筑 都采用了复合金属屋面系统，它一方面可以勾勒出建 筑的独特造型，另一方面可以呈现出多彩的完美效
(上接第24页）
件，使得客户可以方便地在屋面板上设置太阳能收集 器、安全缆绳、安全走道、装饰灯、广告牌、装饰板、避 雷带等多种设施而无需螺钉穿透屋面板固定，不会留 下漏水隐患。
铝合金直立锁边屋面板采用现场压型的生产方 式，其生产设备可安放在一个集装箱内，灵活方便地 搬运和移动。可在工地现场根据工程的实际需要生产 任意长度的屋面板，不受运输条件限制，从而避免屋 面板的纵向搭接，减小漏水的可能性，提高屋面的整 体性和美观性。果。随着装饰板的广泛运用以及装饰板材料的多样 化，建筑师可以根据建筑的特点和风格来选用不同种 类的装饰板，通过不同材料种类装饰板的大小、形状、颜等的组合与变化来体现建筑师的意图。本项目龙 鳞装饰铝板与金属屋面板的综合运用充分体现出了 建筑的寓意，取得了预期的效果(图13)。
图13 项目完工实景图
气泡包装膜
在屋面关键部位防渗漏的处理方面，从设计和施 工等多方面着手，针对该项目的屋面构造，采取了有 针对性的解决方法，也取得了良好的效果。该项目的 成功实施对今后类似项目的设计和施工都有一定的 借鉴意义。
(编辑：庞正其）
八音盒制作
铝合金直立锁边屋面系统对各个节点的处理，充 分考虑了施工中可能出现的各种不利因素，以构造的 合理性化解雨水渗漏因素，做到防“水”于未然。
3结语
沈阳恒隆中街广场屋面工程在设计中充分考虑 建筑造型复杂对整体防水与排水的影响，通过成熟可 靠的设计方案结合优良的密封材料选材，为整个幕墙 行业创造了一个典范之作。本工程被授予2017年度 “鲁班奖”，代表业界对本工程的一种肯定。
(编辑：庞正其）
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