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奧運場館建筑防水新材料的應用及亮點
類別:行業資訊|建材產品|建筑防水  日期:2010-12-11  來源:涂料與涂裝資訊網  點擊率:78396  打印 關閉

 

曾佳,王磊,饒蘭

(開封大學土木建筑工程學院,河南開封475000)   

    摘要:分析了2008北京奧運場館建筑防水工程的有關技術,總結了奧運場館防水工程建設的特點。

    關鍵詞:奧運場館;建筑;防水

    0.引言

    2008北京奧運會的舉辦,在某種意義上講不僅是一次運動會,它的舉辦影響了中國經濟發展的方方面面。對于防水行業來說,奧運會在某種程度上則成為了該產業的助推器。為滿足奧運場館及其配套設施使用功能和使用壽命的要求,建設者已把國內外最先進的防水新材料、新技術、新工藝都應用到了奧運工程上。為此,相關各方還組成了防水專家顧問組,先后召開了許多有關奧運工程防水、防滲的設計、施工及驗收等技術論證和審定會,并制定了多項專業的指導意見、施工細則(或方案)、工程質量驗收標準等,為施工過程進行質量控制提供依據。奧運工程均屬大型建筑,地下、屋面、人工濕地、人工湖、水上公園和泳池等工程防水的總面積近800萬m2,其中比賽場館更是大跨度、大空間的建筑物,這些工程的屋面均采用了集防水、保溫、隔音、裝飾為一體的輕質環保型建筑材料。

    1.奧運場館防水系統新技術運用概況

    (1)金屬板材與卷材復合防水屋面系統

    國家體育館采用3mm厚聚合物改性瀝青自粘卷材與1mm厚鋁鎂錳合金板材復合構成屋面防排水系統。該屋面呈流線形構造,施工時按照卷材的排列順序,對準彈出的基準線,邊撕去自粘卷材的隔離紙,邊滾鋪卷材,并輥壓粘牢。對搭接縫和T碼固定支座部位應粘結牢固,封閉嚴密,以利于形成整體的柔性防水層。鋁鎂錳合金板材在現場壓制成型,施工時將其扣入T碼固定支座頂部的蘑菇頭上,使相鄰的板相互搭扣,然后用鎖邊機進行無穿透的直立鎖邊處理,使其形成可在固定支座上自由滑動,以適應溫差變形且具有裝飾功能的構造防水系統。該復合防排水屋面實現了柔性材料防水與合金板材構造防水完美的結合。

    北京大學體育館采用1.5mm厚三元乙丙橡膠卷材與0.9mm厚鋁鎂錳合金板材復合構成屋面防排水系統。屋面特點為不規則的異形曲面,類似一個旋轉中的乒乓球,由環形屋脊與螺旋狀屋脊組合而成,從而增加了進行防排水施工的難度。施工時,平面的卷材采用空鋪法,立面及泛水部位的卷材應用滿粘法施工,對卷材搭接縫采用專用搭接膠和內外密封膏進行粘結密封處理,對T碼固定支架等節點應用專用膠粘劑、自硫化泛水和內外密封膏等進行附加增強的粘結密封處理,使其形成整體的柔性防水層。

    國家會議中心采用0.49mm厚“特衛強”防水透汽膜材與0.9mm厚鋁鎂錳合金板材復合構成屋面防排水系統。該工程為多功能建筑,屋面采用具有防水透汽功能的“特衛強”防水膜,空鋪,防水膜的搭接縫采用雙面粘丁基膠帶進行粘結密封處理;在完成防水膜的鋪設后,按規定位置彈出基準線,并在需要安裝T碼固定支座的防水膜上部墊上一層與支座底部大小相等厚度1.5mm的雙面粘丁基密封膠帶,然后用螺釘將T碼固定支架固定在防水膜下面的鋼檁條上。

    (2)無穿透直立鎖邊金屬板材構造防水屋面系統
 老山自行車館整體屋面呈飛碟狀,屋面材料是直徑為15016m的鋁鎂錳合金板材;北京工業大學體育館呈扁平的羽毛球狀,由直徑為104m的鋁鎂錳合金板和玻璃飄棚組成圓形屋面。對于這種大坡度的鋁鎂錳合金板材屋面,直接采用無穿透直立鎖邊技術,使其形成整體的單層構造防水屋面系統,該系統為特殊造型及精密的支撐結構,經過精心施工,組成屋面板材在產生溫差變形時,其縱向能夠沿著固定支架軌道自由滑動,橫向則在板面壓制好的小肋上拱起,而不致波及相鄰的屋面板,較好地解決了金屬板材屋面的防排水問題。

    (3)機械固定內增強PVC單層屋面防水系統

    五棵松體育館整個屋面由25個正方形四面坡的錐體組成,屋面面積1.7萬m2,該屋面采用聚酯纖維織物內增強的聚氯乙烯(PVC)卷材作防水層,在施工過程中,平行于天溝自下而上順序鋪設PVC卷材,并按規定間距用專用的墊片及螺釘將其與保溫板一起固定在壓型鋼板上,卷材的平直搭接縫采用自動焊機焊接,變截面的卷材搭接縫采用熱風焊槍進行手工焊接,使其形成整體的單層防水屋面。

    (4)聚氟乙烯膜材(PTFE)作屋面防水系統

    國家體育場及國家游泳中心均采用聚四氟乙烯膜材(PT2FE)作屋面防水系統,國家體育場為在鋼結構屋頂上張拉鋪設一層PTFE膜作防水層,PTFE膜的形狀和大小不一,最大的每塊250m2,最小的不足1m2,共由885塊張拉膜組成6萬m2防水層,在鋼結構下部再設置一層PTFE膜作為具有聲學功能的吊頂。國家游泳中心則用PTFE膜制成3萬多個大小不一,形狀各異的氣枕,其中最大的一個約9m2,最小的一個不足1m2,經熱熔焊接組成覆蓋面積共達10萬m2的“國家游泳中心”(含屋面及墻面)[1]。

    (5)防水混凝土與聚酯胎SBS改性瀝青卷材組合防水系統

    奧運公園中心區地下交通聯系通道采用P8、C30~C40防水混凝土與兩層(4mm+4mm)聚酯胎SBS改性瀝青卷材(Ⅱ型)組合形成剛柔結合的防水構造。該通道埋置深度最深為25m,最淺為15m,最大寬度25m,最小寬度16m,凈高5m,總長度9.87km,是從地下通往中心區各場館地下停車場及地下商業中心等的交通樞紐。鑒于工程的重要性及其產生影響的巨大性,故將其防水等級定為一級(不允許滲水,結構表面無濕漬),結構主體采用強度等級為C30~C40和抗滲等級為P8的防水混凝土,結構體采用兩層4mm厚Ⅱ型聚酯胎SBS改性瀝青卷材作全外包防水層,對變形縫、施工縫、后澆帶、陰陽角、穿過結構的預埋管件等細部構造,均因地制宜地選用多種防水材料進行復合增強的防水密封處理。該工程防水層的面積約50萬m2,工程竣工后,經過冬季和雨季的考核,未發現滲漏現象。

    奧體中心體育場及棒球場看臺采用現場噴涂或涂刷聚脲彈性體作防水、耐磨、裝飾層;水上公園采用高密度聚乙烯(HDPE)土工膜進行防滲處理等。

    2.奧運場館防水工程建設中的亮點

    北京奧運場館的防水工程建設規模之大、技術難度之高、質量要求之嚴格是不言而喻的,防水工程的總面積近800萬m2,多為大跨度、大空間、結構形狀特異。此次奧運場館建設亮點綜合分析如下。

  (1)技術型品牌企業確保防水工程質量

    在此次奧運場館的31項防水工程中,技術型品牌企業憑借其在業界優良的口碑、專業的施工技術力壓群雄,通過層層角逐和專家團的嚴格篩選,成為了26項工程的防水系統提供商,占奧運防水工程的九成以上。據了解自完工至今,該系列工程整體防水效果良好。目前我國絕大多數防水企業規模小,技術含量低,成作坊式生產。而那種把低端企業做成技術型品牌企業并成規模的龍頭企業在國內防水行業屈指可數,這體現了現代工業發展的一般規律———優勝劣汰。這也說明,在未來的防水工程設計與施工中,將由混合型的隊伍向專業化設計與施工隊伍的方向發展,防水產業將向規模化、規范化、專業化發展,防水行業專業人才隊伍將不斷壯大,技術素質將日益提高。

    (2)綠色環保及多樣化模式

    北京奧運會以綠色奧運、科技奧運為主題,對場館建筑設計理念及建筑材料的選擇提出了更高的要求。奧運工程環保指南明確將環保防水材料列入綠色建材重點專業領域。在此次奧運場館防水工程建設中節能型綠色防水材料技術運用占主導地位,大量采用高性能、低耗材、保溫隔熱、綠色環保、可再生循環利用的綠色防水材料及施工技術;其次是建筑技術運用的多樣化,采用輕鋼金屬屋面、膜結構,采用集防水、保溫、隔音、裝飾為一體的輕質環保型屋面等。

    (3)新型防水材料是主角

    作為建筑的主要用材之一,高科技含量和新型防水材料成為奧運防水工程的主角,如SBS彈性體改性瀝青防水卷材、PCC水泥基滲透結晶型防水涂料、JSA聚合物水泥防水涂料、膨潤土防水毯、SPU單組分聚氨酯防水涂料等,均為具有良好材料特性的環保型涂料。例如彈性體SBS改性瀝青防水卷材,其抗拉強度高、抗滲能力強、低溫柔性好、線脹系數小、易粘接、摩擦系數大、穩定性好、變形適應能力強、適應范圍廣,使用壽命長,并對環境無污染,對人體無害;聚合物水泥防水涂料其涂膜抗拉強度高,耐水、耐候性好,施工操作方便,工期短,且無毒無害,無污染。

    (4)新技術廣泛應用并有所突破

    為了確保奧運工程的防水質量,技術型品牌企業創新思路,采用了一系列新技術新工藝,并在很多施工方法上取得了新的突破。在鳥巢的防水施工中,為了確保樁基礎、變形縫等重點細部不滲不漏,在樁基礎的處理方法、高低跨連接處部位砌磚模板墻部位的防水做法、側墻卷材防水層防止下滑輔助機械固定做法(包括外防外貼側墻防水層固定和外防內貼熱熔點粘及輔助機械固定)和卷材搭接工藝等施工方法上都取得了突破。如在卷材搭接施工時,充分烘烤搭接邊上層卷材底面和下層卷材上表面瀝青涂蓋層,并讓熔融瀝青從邊端擠出,形成8~10mm勻質瀝青條,不對接縫口實施刮平(實踐表明是有利于接縫密封的)。在國家體育館、老山自行車館等屋面防水施工中,對于這種大坡度的鋁鎂錳合金板材屋面,直接采用了無穿透直立鎖邊技術,保證了防水系統的整體性。

    3.結語

    由于采用了最先進的新材料、新技術和新工藝,在各方的共同參與的努力下,奧運工程總的防水工程質量令人滿意。這將有效推動我國防水新材料新技術的廣泛運用,也將帶動我國防水行業進一步向規范化、專業化的方向發展。



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