一王文斌 目前，我国建筑材料工业新技术迅猛发展，技术日新月 异，新材料、新工艺不断涌现。其中阳光板就是近几年来出 现的新型建筑材料，它具有采光效率高（玻璃的８６％）、耐酸 碱（弱碱）、抗冲击（无碎片）、传热系数低、防结露、可冷弯等 优点，在建筑上得到广泛的应用。 １．工程概况 朔黄铁路机辆分公司电力机车清洗库及轮对检修库为轻 钢结构厂房，单层、双跨（跨度分别为１８ｍ￥［Ｉ２４ｍ），建筑 面积为２８９６ｍ ，檐口高度为１０ ２ｍ，屋面排水坡度为８％， 在厂房１８ｍ；￣ｕ２４ｍ跨的屋面分别设置５个１２ Ｘ １．５ｍ￣－Ｉ］１８Ｘ １－５ｍ的阳光板采光窗，采光窗面积为２２５ｍ ，阳光板接缝长 度为３３０ｍ，交付使用后的次年２～３月份河北肃宁地区积雪 融化，阳光板采光窗出现了大面积渗漏，严重影响到了房屋 的正常使用。为此，笔者针对该厂房的问题进行了较为细致 的分析和试验，初步解决了采光窗的渗漏问题。 ２．渗漏原因分析 ２ １设计方面 阳光板的物理性能与玻璃、铝材差别很大，其热膨胀系 数约为普通玻璃的７倍，造成阳光板板间接缝变化比普通玻璃 或铝材大得多。￣１］２ｍ长的玻璃板在预期温差变化为８０。Ｃ，接 缝为２０ｍｍｆｌ？，接缝变化为８％，这种情况下，选用１２ ５位移 能力的密封胶即可满足要求；２ｍ长的铝板在相同条件下，其 接缝变化为２０％，此时需选用位移能力为２Ｏ的密封胶也可满 足防水要求：而２ｍ长的阳光板在同样的客观条件下，其接缝 变化可达５２％，即使使用位移能力５Ｏ的密封胶都不能满足要 求。故如果不经过计算而直接根据玻璃采光项的经验值进行 阳光板采光顶设计的话，就会由于接缝变化大而造成阳光板 顶胶缝开裂，导致漏水。 ２ ２施工方面 （１）屋面采光窗安装不规范。通过检查发现 阳光板 与框（含压条）属异性材料，其搭接处没有严密的防水措 施，屋面安装时，虽在接缝处设有一条彩钢防水压条，并在 缝隙中加灌硅胶，由于在夏季高温天气下施工，压条与板之 间的密封硅胶产生了龟裂，形成局部缝隙和空腔，导致屋面 渗漏。 （２）屋面长期处于震动状态。电力机车清洗库及轮对 检修库内采用了两台大型通风设备通风，由于风量很大，对 屋面形成了一个巨大的压力，导致轻型屋面处在不断地胀 缩、振动状态，使屋面的各种拼缝被拉裂的机率较高。 （３）施工时因搭接处下方的檩条支架的中心线与板搭 接部分的中心线不重合，个别搭接部位下方无支撑，在风压 和雪荷载作用下，搭接部位出现了开胶和变形，雨水直接顺 着搭接缝流进室内。 ２ｌ３材质方面 （１）该工程屋面板安装于气温较高的７月，竣工后经历 雨季中的多次大雨淋灌未出现渗漏现象，而到次年２—３月积 雪融化时采光窗多处出现渗漏，该阶段肃宁地区的室外温度 约在一１ Ｏ。Ｃ至５ＤＣ，而屋面板施工时正好处于肃宁地区夏天高 温阶段，屋面板最高温度约在３５℃至４ＯｏＣ甚至更高，两者相 差４０ｏＣ左右。 屋面采光窗使用螺钉固定在铝框、檩条和屋面板上，由 于温差Ａｔ＝４０ｏＣ的变化，彩钢板（含铝框）与阳光板热膨胀 系数的差异，且阳光板抗拉能力不强，温差大易造成相应的 破坏。彩钢板与铝框线膨胀系数接近，两者采用刚性连接， 即使有较大温差也能较好地协同工作，我们不考虑其变形影 响。阳光板与钢材的温度应变差异 和温度应力 分别为： ＝ａ ｘＡｔ＝１．２５Ｘ１０一 ／Ｃｘ４０ Ｃ＝０．５ｘ１０一 （１） ＝ａｐ【， ｘＡｔ＝３．０ｘ１０ ／Ｃｘ４０ Ｃ＝１．２ｘｌ０。 （２） ＝（Ｅ Ｉ一 ）＝１．２ｘ１０。ｌ＇＿０．５ｘ１０～＝０．７ｘｌ０。 （３） 注－式中的ａ ＝１．２５ Ｘ １ ０－５／。Ｃ和ａ ：３．０ Ｘ １ ０－５／％分 别是钢材、阳光板的线膨胀系数（厂家资料）。 阳光板变形数值： ＡＬ＝￡×（ 一 Ｈ Ｊ＝１８０００ｘ０ ７ｘ１０一 ＝１２．６ｍｍ （４） 注：式中 为阳光板长度，该厂房屋面单块最长阳光板 为１８ｍ。 该阳光板可能出现的最大温差变形数值为１２．６ｍｍ，出 现在阳光板的端部，在端部易造成拉裂和位移，这是采光窗 板渗漏通常出现在阳光板两端的原因。 （２）由于阳光板是柔性化工产品，伸缩率大，安装时 如果张拉不够，易在采光窗的中部出现了微小的凹陷，使屋 面的树叶、灰尘及其它杂物堆积在采光窗阳光板的中部，不 但影响到采光窗的采光效果，而且长期堆积的杂物会加大阳 光板中部的垂直荷载，造成阳光板横向变形，在压条和阳光 板间形成缝隙，导致渗漏。节点作法详如图１ 妊 图１采光窗（带）节点作法 ３．防治措施 根据前面的计算、分析及现场查看，我们通过选用高品 质材料，减小因施工因素造成的阳光板变形和破坏，来达到 防止渗漏问题出现的目的。 ３．１设计方面 阳光板的性能和玻璃存在着很大的差异，故在设计阳光 板采光天窗时，不能根据玻璃采光天窗的经验值来作为阳光 板的设计依据，必须通过计算来确定。阳光板的热膨胀系数 较大，因此裁割阳光板时应充分考虑阳光板伸入镶嵌槽的深 度（啮合边长）以及间隙（伸缩容许量）。 ３．２施工方面 （１）规范屋面采光窗的安装。阳光板与铝框（含压 条）属异性材料，其搭接处必须有严密的防水措施。此次屋 面安装，在原刚性压条下增设一条通长防水柔性压条，压条 与阳光板之间采用硅胶密封严实，消除了缝隙，使屋面的阳 光板与铝框形成一个整体，达到防水的目的。 （２）解决热膨胀系数不同产生的变形。彩钢板（含铝 框）与阳光板热膨胀系数不同产生变形，易发生局部撕裂和 螺栓松动，为此，我们将采光窗底端部与铝合金横框牢牢固 定，在靠近屋脊的顶端部与铝合金横框采用活连接，预留伸 缩缝，在铝合金横框顶端部增加一块１５０ｍｍ Ｘ １５００ｍｍ阳光 板，增加的阳光板置于原阳光板的上部，可防止彩钢板（含 铝框）与阳光板热膨胀系数不同产生变形而导致的渗漏。 （３）加强阳光板接缝处的连接和固定。阳光板的热胀 冷缩系数大，温度变形非常显著，阳光板之间的搭接连接处 不能直接固定在其下的檩条上，使用刚性压条上下固定阳光 板，并填充双道密封胶条，紧固件有加大加厚的防水垫圈来 适应阳光板的大变形情况。 （４）由于阳光板和彩钢板的热膨胀系数不同，温差将 在两种材料间产生不同步变形，故在施工时应尽量避免在最 热或者最冷的季节施工钢结构屋面的阳光板采光窗，以此来 减小温差变形。 ３ ３材质方面 （１）根据变形数值中的（４）式，我们可以得到： ＡＬ／（ Ｌ】 一 Ｈ） （５） 我们可以在现有的材料的基础上，通过缩短采用的单块 阳光板的长度的方法来减小可能出现的最大变形。我们只要 将变形控制在５ｍｍ以下，即使有拉裂，也可通过螺钉上的防 水胶圈来弥补，不会出现渗漏。因此，单块阳光板的适宜长 度： 口光板 ＡＬ／（ ｆｌ把板一 日村）＝５ｍｍ／ｏ．７ｘ１０ ＝７１４３ｍｍ（６） 可以计算出比较适宜的阳光板长度不宜超过７ｍ。 根据阳光板采光窗长度分别为１２ｍ和１８ｍ的实际情况， 我们对已损坏的阳光板进行更换，单块长度选用３ｍ￣ＥＩ６ｍ进 行组合。 （２）阳光板是柔性化工产品，最小冷弯半径可达 ７００ｍｍ，将原来的阳光板拆除重新安装，安装时在阳光板的 中部起５０ｍｍ高的小拱，既可增加采光窗的排水能力，又可 增强采光窗的自净能力，堆积的灰尘、树口十等杂物在大雨的 冲刷下可洗净，采光窗中部不会再出现积水现象，达到了清 洁、排水的目的。（详见图２） 条 图２采光窗（带）节点作法（起拱） ４．结语 阳光板采光天窗以其采光率高、造价低廉、施工方便等 优点被广泛采用，同时也因为它抗拉强度低（较彩钢板和铝 框而言）、伸缩率大等缺点容易造成屋面渗漏。通过整治， 朔黄铁路机辆分公司电力机车清洗库及轮对检修库渗漏问题 已初步解决，近几年来使用良好。２００６年朔黄铁路车辆检修 中心新建钢结构组合库阳光板采光天窗按此方法处理，近３年 来采光天窗部分未出现渗漏现象。 此类厂房渗漏的原因往往是多方面的，我们应通过观察 渗漏现象，仔细分析渗漏原因，采取综合防治措施，才能做 到达到预期效果，同时还需在设计、施工、材料等各个环节 上做到提前预防，从源头上控制，才能真正避免屋面渗漏问 题的发生 （作者单位：朔黄铁路发展有限责任公司）