某医药厂房彩钢板屋面防水处理
2019/09/06
光伏建筑屋面有如下优点：①有效利用建筑屋面富裕空间；②绿色输入、绿色输出、就近利用，减少架线及输送耗能；③吸热隔热、降噪减排；④一体化设计、一体化制造、一体化安装降低总成本等。越来越多的个人或企业开始利用自家的或厂房的屋面建设光伏电站，其中，屋顶的材质千差万别，有平顶的、有瓦片的、有彩钢的。
本文介绍了在解决原彩钢板屋面遗留的渗漏问题的基础上，对彩钢板屋面改造安装光伏组件的施工技术，详细阐述了彩钢板垂直与水平搭接处、屋脊处、彩钢板与混凝土结构搭接处以及安装光伏组件支座处等细部节点防水做法。
某医药厂房屋面为彩钢板坡屋面，彩钢板通过明钉式固定在钢结构檩条上（图1），明钉固定处用硅酮胶密封，屋顶面积约5000㎡。在本工程投入使用约10年后，决定在其屋顶安装光伏。由于该厂房屋面在使用过程中曾出现过渗漏，为保障建筑后期能正常使用，除解决光伏组件安装问题还需解决屋顶渗漏问题。
图1 屋顶概况（左）及结构（右）
一、光伏组件安装要点
一般情况下，在钢结构屋顶上安装光伏发电设备每㎡会增加15kg的重量，为确保结构安全，安装前需要确定屋面的承载力是否符合光伏电站安装条件。通过图纸查看，本工程建筑设计说明中屋顶恒荷载的设计值有余量，能够安装光伏电站。
彩钢屋顶的类型有很多，主要分为角驰型、直立锁边型、梯型等结构，不同的彩钢屋顶结构对应不同的光伏安装支架夹具，决定了安装光伏支座夹具的方式（图2）。本工程屋顶类型为梯型结构，安装时需采用自攻螺丝穿破彩钢板并固定在结构檩条，此处的防水处理尤为重要。
图2 彩钢屋顶（左）及夹具类型（右）
屋顶光伏组件的分布，应从屋顶结构（固定支座、保证防水），檩条间距、方向、尺寸距离，屋面结构、组件排布，避免阴影遮挡等方面综合考虑。
二、相关防水处理
本工程要进行的防水处理主要包括两大方面，一方面是解决原彩钢板屋面遗留的渗漏问题，另一方面是光伏支座夹具与屋面衔接处的防水处理。本工程使用的与防水相关产品主要包括：
1）丙烯酸高弹防水涂料，是以进口纯丙烯酸乳液为主要原料，添加多种高品质助剂和优质颜填料精制而成的一种高性能的金属屋面防水涂料。产品分W101基层涂料和W102面层涂料。
2）缝织聚酯布，一种采用高分子聚酯纤维缝织而成的高强度胎体布材料，力学性能优越。与丙烯酸高弹防水涂料搭配使用，能与金属屋面或各类基材表面无缝结合，形成强韧的一体化复合防水涂层。
3）超耐候防腐底漆（采用进口水性聚氨酯环氧丙烯酸树脂，添加高品质原料、助剂精制而成）和超耐候防腐面漆（采用进口无皂水性有机硅改性丙烯酸树脂，添加高品质原料、助剂精制而成），能给各类金属提供优异的防腐保护性能。
4）单组分硅烷改性聚醚密封胶，具有优异的粘结性、持久性，优异的耐候与耐老化性能，与聚氨酯涂料、丙烯酸涂料等相容性好，可直接在固化后的胶面上漆。适用于金属、玻璃、木材等大多数基材的粘结密封防水需求，也可用于混凝土裂缝的密封防水。
5）环保高效基层处理涂料，采用多元合成树脂为基料，以水为分散介质，精选进口原料精制而成。对于锈蚀严重的钢铁构件，可以省去传统喷砂、抛丸、打磨等繁琐的除锈工序，直接喷涂在有锈或无锈的钢铁外表上，即可达到自动除锈、防锈的效果。
三、防水施工
1、原彩钢板屋面预处理
原彩钢屋面出现不同程度锈蚀，明钉处硅酮密封胶、原维修防水层老化失效，多处搭接、交接面存在渗漏隐患。所以在防水施工前，先对锈蚀处打磨除锈并涂刷环保高效基层处理涂料。剔除清理明钉处的硅酮密封胶，并用单组分硅烷改性聚醚密封胶再次密封。铲除防水老化失效部位并清理干净（图3），为后序施工提供良好的基面。
图3 彩钢板屋面防水基层处理
2、彩钢屋面节点部位防水
1）彩钢板垂直、水平搭接处防水处理
本工程彩钢板屋面的防水处理中，垂直、水平搭接处的防水处理较多，也是整个屋面防水施工的重难点，尤其是水平搭接处的防水处理。对于大跨度屋面彩钢板在坡向的拼接处，需设附加防水层，并增设缝织聚酯布进行加强处理。施工时，在彩钢板搭接处先涂一层丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料），在其仍未表干时，把25cm宽的缝织聚酯布嵌入其中，确保钉帽、搭接、转角处贴合密实。
然后再涂刷丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料）充分浸润缝织聚酯布，待实干后（至少12h），涂刷丙烯酸高弹防水涂料（面层涂料），表层涂料的总涂覆率为40㎡/25kg，最后统一喷涂超耐候防腐底漆和超耐候防腐面漆。彩钢板搭接处的防水构造及实物处理见图4。
图4 彩钢板搭接处的防水处理
2）屋脊处防水
拆除原屋面盖板，重新安装彩钢盖板，对彩钢搭接处、机械固定处满涂单组分硅烷改性聚醚密封胶进行密封处理，然后按如下步骤进行处理：屋脊盖板涂刷丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料），要求外延25cm→铺贴缝织聚酯布，要求覆盖盖板并外延25cm→涂刷丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料）并充分浸润缝织聚酯布且使缝织聚酯布完全贴合彩钢板→待丙烯酸高弹防水涂料实干后，涂刷丙烯酸高弹防水涂料（面层涂料）→喷涂超耐候防腐底漆和超耐候防腐面漆（图5）。
图5 屋脊处防水处理
3）彩钢板与混凝土结构搭接防水
该节点部位先涂一层丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料），在其仍未表干时，把缝织聚酯布嵌入其中，确保钉帽、搭接、转角处贴合密实。然后再涂刷丙烯酸高弹防水涂料（基层涂料）充分浸润缝织聚酯布，待实干后，涂刷丙烯酸高弹防水涂料（面层涂料）（图6）。处理过程中确保防水涂层每个边缘至少要超出泛水板各边缘5cm以上，整体涂层宽度不低于25cm。
图6 彩钢板与混凝土结构防水处理
3、光伏组件支座与屋面衔接处的防水
本工程中，光伏组件支座通过自攻螺丝穿透彩钢板固定在钢结构檩条上（图7），以满足光伏组件安装设计要求。因其固定方式的不同，且涉及防水施工与光伏组件安装交叉作业，确定了如下防水处理工艺流程：彩钢板基面清理→采用防腐防水处理剂处理基面→满涂单组分硅烷改性聚醚密封胶→支座坐胶并固定自攻螺丝→螺帽处满涂单组分硅烷改性聚醚密封胶→喷涂超耐候防腐底漆和超耐候防腐面漆。
图7 支座节点处防水处理
4、屋面整体防腐防水处理
以上原彩钢板屋面节点、光伏组件支座等部位的防水处理完成后，依次向屋面喷涂超耐候防腐底漆和超耐候防腐面漆。鉴于彩钢板为波形，采用机械喷涂的方法，其操作方便、施工效率高、节约成本，且压力状态下涂料分散均匀能与基面更好的粘结，形成整体无缝超强防腐防水层（图8）。
图8 屋面大面喷涂防腐漆
防腐漆喷涂完毕后，安装光伏组件，完工后的效果见图9。
图9 安装完光伏组件的屋面
光伏电能是无污染、取之不尽的新兴能源，随着我国对环境保护、绿色发展的战略要求逐步落实，光伏发电产业发展迅速。而光伏建筑一体化（BIPV）中，屋面无疑是建筑中安装光伏组件的最佳选择。本项目并网发电已经完成，工程中采用的防水做法能有效解决原彩钢板屋面遗留问题，并形成整体无缝超强粘结力的防水层，保证了光伏支座处防水处理的密封、耐候、耐老化效果。
