玻璃采光頂陽光房的防水構造 　　

內容摘要：本文主要闡述了玻璃采光頂陽光房防雨水滲漏構造和室內結露水排放設計的原則。 關鍵詞：陽光效應.，線膨脹系數，熱應力，完全密封，等壓密封。

 1 玻璃采光頂的發展 玻璃采光頂又稱為玻璃屋頂，它的出現主要是解決建筑的采光問題 ，早期多用于養花溫室、室內游泳池的屋頂。追溯起世界上最早采用玻璃面積最大的建筑應該是： 1851年倫敦博覽會時建的，世稱“水晶宮”的大廈。這十層樓高，占地7.3萬平方米的“水晶宮”，全部采用玻璃預制件和鋼鐵，僅用4個月時間就建成，給世界各國建筑大師以新的啟迪。特別是設計建筑的明暗變化時應用越來越多，人們不斷追求陽光下綠色空間的舒適生活條件，也越來越需要，于是造型各異豐富多彩的玻璃采光頂應運而生。

2 早期玻璃采光頂的防水 早期玻璃采光頂多數被應用于溫室和室內游泳池等建筑。這些建筑內的空氣濕度相當大，室內結露水南流北淌的現象相當嚴重，給人們產生了這些建筑不結露是不可能的印象，只要不漏雨就可以了，于是設計采光頂時重點放在了如何解決雨水滲漏的問題上。 　　

早期玻璃房采光頂用型鋼作龍骨的較多，圖1就是一個典型的溫室采光頂結構： 當時由于認識的局面性和密封材料的欠缺，玻璃分格都比較小，其主要原因是當時密封玻璃縫只有膩子。這種桐油和滑石粉合成的膩子固化后比較硬，沒有一點彈性。下面我們可以計算一下，玻璃板塊長度1500mm時與鋼材的膨脹差： 采光頂的玻璃面是向光的，玻璃膩子在陽光紫外線的照射下，在臭氧的剝蝕、風雨的沖刷下，很快就老化產生龜裂，抵抗不了這一年四季大的溫差變化，和一天隨太陽起落陽光效應產生的溫度突變。雖然鋼材與玻璃的膨脹差只有0.36mm，但在長期的交變熱應力作用下，膩子與玻璃定會脫開而產生雨水滲漏。加上當時的玻璃多數采用4mm厚的，板塊太大承受不了風載、雪壓，而且安裝時還要上人，所以只能作小塊玻璃的采光頂。 　　

3 玻璃采光頂防水滲漏設計 3.1 完全密封式 完全密封方法，主要應用在隱框采光頂的面板間縫隙密封。這種密封方法，是在近代出現了硅酮耐侯密封膠之后才得以實現。 完全密封，顧名思義就是用膠完完全全的將縫隙密封。圖2是一個點式結構玻璃房采光頂，玻璃板塊間就是采用的完全密封方法。 3.1.1完全密封涂膠寬度的計算 　　

3.2.1雨水滲漏的機理 解釋水的滲漏機理，最清楚的方法是利用火焰這一簡單的對比，為了產生火焰，必須要有三個必要的組成部分：即必須有燃料、熱和氧氣。如果三項缺一則則無火可言。依照完全相同的思路，水的滲漏也必須具有三個要素：即必須有水、開口面積、某種將水穿過開口的力。同樣如果這三要素去其一，則滲漏就不可能發生，這是阻止雨水滲漏的關鍵所在。 3.2.2等壓密封原理 等壓原理，實際是雨幕和壓力平衡體系共同作用的密封原理。如圖3所示，外側的雨幕主要是阻止雨水的重力、表面張力和毛細滲漏。在風雨天氣里，當風雨同時吹來時，外側雨幕將風和水分開，風通過開口進入空氣間層，使空氣間層里的空氣壓力與外面風壓相等。即使開口部位有雨水，這雨水在自身重力作用下只能向下淌，而不會流進室內。這就是等壓密封原理。

3.2.3等壓原理在采光頂結構中的應用 3.2.3.1設計鋁合金玻璃采光頂必須有專用型材 在1985年承制的鋁合金采光頂失敗后，經仔細的研究得出的結論是：隱框的采光頂包括雨蓬，面板無論是玻璃房、單鋁板、鋁塑板都容易密封，只要用硅酮耐候密封膠將板塊與板塊間的縫隙涂好，就可以保證不漏。明框的鋁合金玻璃采光頂的密封十分棘手，因鋁型材與玻璃兩種材料線膨脹系數差的太多。采光頂的造型越來越復雜，產生的結構縫隙有平縫、角縫、對接縫、搭接縫、插接縫，種類繁多。設計結構時每根桿件都不能產生熱應力，涂膠設計又不允許造成膠三面粘接，還要考慮內部結露水易于排放。這是用普通型材包括用幕墻系列型材也做不到的事情，必須著手研制開發鋁合金采光頂專用型材。

3.2.3.2鋁合金玻璃采光頂防雨水滲漏結構設計 經過查閱了各國的采光頂資料，對比分析后，我們開發了一套采光頂專用鋁型材。這套型材可滿足單坡、人字、圓穹、半球、各種棱錐和塔形采光頂的造型需要。防雨水滲漏采用了等壓密封，內部結露水階梯排放。具體結構見圖4所示，這是一個結構較復雜的金字塔型鋁合金明框玻璃采光頂： 在這種時刻都變化的交變載荷作用下的膠縫計算公式： 3.1.2 選用密封膠的注意事項 3.1.2.1 采光頂采用中空玻璃，中空玻璃合片時必須用中空玻璃結構膠。兩玻璃板塊間的縫隙密封，必須用同一廠家生產配套的硅酮耐侯密封膠。兩種膠必須作相溶性試驗，并獲取檢驗合格報告才允許施工。 3.1.2.2采光頂采用鍍膜玻璃或夾膠玻璃時，密封兩玻璃板塊間的縫隙必須用中性耐侯密封膠，避免與鍍膜和膠片產生化學反應。 3.2等壓密封原理在采光頂結構中的應用 自從鋁合金優異的擠壓成型工藝出現，配合性能優越的硅酮密封膠，各種造型新穎形態各異的采光頂開始出現在現代建筑上。由于氟碳漆和各種鍍膜玻璃的應用，使采光頂更加璀璨奪目，成為一些建筑不可缺少的主要配置，人們向往的綠色場所。 回想起1985年，在承制的第一個玻璃采光頂時，那種尷尬的場面還歷歷在目。那時在南方旅游城市簽了一個花園式賓館的外維護裝修工程，工程快結束時甲方的經理一看裝修的很漂亮，非要在主樓的西山墻外加一個上面有單玻采光頂的玻璃房子，說是要作咖啡廳。當時沒有玻璃屋頂型材，不能接這樣的活。但該工程的項目經理不聽，讓設計員現場設計，用鋁方管型材作龍骨，用扣座扣條鑲嵌玻璃，所有接縫均涂當時最好的“XM-38”雙組份建筑密封膏，很快就完工了。當時甲方經理可樂的不得了，不惜重金進行了內部豪華裝修，開始營業。可好景不長，一進入雨季漏的南流北淌，地毯也泡了，玻璃吊燈里灌滿了水，被迫停業。雨季過后這個項目經理不服氣，硬說工人涂膠質量不好才造成漏雨，而后全部將玻璃拆下來，他親自帶人涂膠重裝了一遍，結果還是以失敗而告終。所以在80年代設計員造成了見“頂”生危的毛病。 由節點④和圖⑤都可以看到帶齒形的玻璃房壓板型材與護邊型材的裝配情況。這兩種型材在裝配前加工時，每間隔300mm長就各掉120mm的耦合齒，形成等壓通道。這類通道開口尺寸一定不能小于6mm（如圖5），以保證在大雨時不能被水膜蓋住而形成壓差或產生毛細現象。 　　

節點④是金字塔采光頂的棱線剖面圖，這四條棱線延伸到護邊型材頭部的開口是與室外相通的。這又形成了四點通道口。節點④兩側玻璃壓板與兩邊護邊型材一樣也各開有相同的通道，這樣將圖①、②、③、④所有等壓腔都可連通，所有型材桿件上部都有與等壓通道相通的等壓腔，形成了連通等壓網。當風雨吹向采光頂時，玻璃壓板起到雨幕的作用，將風與雨水分離。風由四邊壓板和棱線的等壓通道口進入等壓網，使網中的氣壓與外界平衡。采光頂壓板處即使膠涂的不好也不會產生大的滲漏，就是滲漏進等壓腔雨水也可從第二道防線的等壓通道口排出室外，從而保證了玻璃采光頂的雨水滲漏性能。 4.玻璃采光頂結露水的排放設計 4.1 滾水斜度 在設計采光頂時的外部滾水斜度不能小于2°，流水方向遇到突出玻璃表面較大的障礙物還要作馬鞍分水，以便不產生流水死角排水不暢。 采光頂內部結露水的滾水斜度不允許小于12°，在洗澡的浴池里經常往身上滴落冷凝水的地方，上面結露處肯定不大于12°，這是由水分子在光滑的玻璃表面相互間的引力所決定的。所以在設計采光頂時玻璃的面角絕對不能小于12°，否則，有再好的的排結露水結構，結露水也照樣滴落。 4.2 型材對接縫的密封 有的采光頂防雨水滲漏、排結露水結構設計的相當合理，可做成采光頂后仍然漏了個一塌糊涂，仔細檢查發現是型材接縫處漏水，拆開仔細一看型材端面切的不垂直，還有毛碴，就是型材端面涂膠后再組合也不能保證不滲水。所以采光頂結構型材對接的端頭加工一定要細心把關：一是角度要準確；二是要平整光滑。組裝時，在型材端先粘上用熱熔丁基膠浸過的厚紙墊，以吸收加工偏差，也利于熱應力的釋放。 4.3 結露水的階梯排放 人往高處走，水往低處流，這是大家都知道的常理。在設計采光頂結構的型材斷面時，一定要遵循上層桿件的接露槽下底沿，高于下層桿件接露槽的上邊沿，如圖⑥所示。否則上層產生的結露水流不進下層的接露槽中，將產生滴水現象，導致設計失敗。 以上是本人的一點淺識，可作拋磚引玉，有不當之處請批評指正。