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摘要：大型场馆类的建筑造型往往不会循规蹈矩，异形建筑与大跨度的屋面叠加势必会对防水（词条“防水”由行业大百科提供）造成较大的困扰，本文基于防排结合的理念，在泰顺会议中心项目中提出了对屋面及幕墙的防水解决方案。
关键词：幕墙设计 曲面（词条“曲面”由行业大百科提供）金属屋面 大跨度屋面 防水设计
1、导语
以扎哈·哈迪德(已故)、马岩松等国内外知名建筑师为代表的超现实主义建筑师往往热衷于创作出造型奇特、富于挑战的建筑，银河SOHO、望京SOHO、凌空SOHO、南京青奥中心等一系列非线性双曲面的建筑在给城市带来新颖的天际线同时也为建筑防水（词条“建筑防水”由行业大百科提供）带来了挑战，一方面双曲面建筑的排水路径非常不规律，另一方面大跨度的建筑在极端恶劣的台风天会导致瞬时积水量惊人，给排水防水带来重大压力，因此在此类场馆建筑中防水设计难度极大，本文以泰顺会议中心项目为例，阐述在该类型建筑中屋面及幕墙的防水措施。
2、 项目概况
泰顺会议中心工程位于温州市泰顺县，建筑最高点为18.8米，功能为会议和宴会，主要系统包括铝镁锰金属屋面、铝板幕墙、玻璃幕墙、开放式石材幕墙、门窗和百叶，外表皮面积约两万余方，建筑平面造型呈蝴蝶状，形态优美，线条流畅，属于当地地标性建筑。(图1、图2、图3、图4)
(图1)
(图2)
(图3)
(图4)
通过效果图分析可归纳本工程的几大特征：1、屋面跨度较大，两侧最远距离达到198m;2、屋面与立面的界限不明确，存在大量过渡及收口装饰;3、屋面有三个不同高度的区域及两种不同颜色的材质组成;4、屋面存在不同颜色的单曲面板、双曲面板和平面板组合的情况，基于以上特征，外立面防水难度进一步增加。
3、 防水设计思路
鉴于本工程跨度大，造型丰富的特色，积水面多及水流向多样性的现状，防水设计采用分段排水、疏堵结合、多层封修的理念，多维度得确保实现建筑零渗漏（词条“渗漏”由行业大百科提供）。
3.1 分段排水
本工程在设计之初便于给排水专业紧密结合，一方面结合建筑自身形成明显的高差来实现有组织排水加自由排水，另一方面由于整体跨度较大，因此对整个屋面进行划分成21个排水区，以缓解集中排水槽的压力和无组织排水区域的水量，避免雨水无序穿插滞留。(图5)
(图5)
本工程立面上为两侧高，中间低的形态，两侧宴会厅和报告厅为了避免出现雨水坠落形成“水帘洞”的状态，将其人为挑高不作为排水面，在边缘设置隐藏式集中排水槽，排水槽隐藏在挑檐内，将局部水引导向边部，大面水则集中从中间的最低点排放，发生暴雨时瞬时水量极大，需要通过两侧18个排水区边缘的内嵌式排水井引向地面，中间大堂位置为“人”字坡屋顶，向两侧自由排水，整体屋面造型在立面上呈“W”形。(图6、图7)
(图6)
(图7)
3.2 疏堵结合
3.2.1、屋面系统
本项目屋面系统占比超过50%，且跨度大、造型多、接口多，是防水的重点。由于设计之前该项目的钢结构已经基本完成，通过对现场建筑结构的复核(图8)与幕墙犀牛模型(图9)的比对，来确保数据的真实可靠，尤其是针对钢构悬挑较大部位的预起拱与变形情况的分析，与后续的排水坡度二次调整至关重要。
(图8)
(图9)
屋面部位标准系统采用直立锁边技术(图10、图11)，建筑方案中对于屋面做了双色处理，即由浅灰色铝镁锰板与深灰色铝镁锰板结合的曲面效果，但屋面处如有两种铝镁锰板拼接会形成大量弧形的连接点，由于板块波浪状的造型对接难度很大，极易形成漏水点，因此设计阶段考虑采用3mm厚铝单板（词条“铝单板”由行业大百科提供）对两种颜色的界面进行了区分(图12)，同时屋面板上墙前统一为浅灰色，到现场后通过现场再在深色区喷涂深灰色有机硅超耐多彩柔性涂料，该方案避免了屋面出现大量接口，减少了漏水点，让铝镁锰屋面更整体。
由于屋面系统侧边为了效果的延续性，延伸到立面后又成为了立面系统的一部分，而立面造型局部呈现反斜面造型，为避免内部微量水在反斜面渗透，会在檐口设置滴水线，同时结合“水往低处流”的特征在板块内部最低点开设泄水孔，降低岩棉吸水导致变形与漏水的风险。
(图10)
(图11)
(图12)
在所有屋面交接的最低点，统一设置大排量集水井，有效在台风暴雨天气将积水排出，集水井安装在2mm厚不锈钢天沟上，天沟内侧为保温层（词条“保温层”由行业大百科提供），保温层衬板同样采用2mm不锈钢板确保其在大量水积压的时候不会导致水在压力作用下变形出现缝隙渗透入室内(图13)。
(图13)
集水井除了在屋面标高最低点设置之外，在顶面与立面交界位置也同样加以设置，且每条水槽宽度不小于500mm,可有效分流顶面积水对立面的影响，降低顶上积灰在立面上造成明显痕迹(图14)。通过在多处设置集水井的方式有效把顶部积水分流，有序得疏导至雨水管中，天沟设置数量及尺寸经过以下公式验算后取得。
(图14)
经查表，工程所在地设计最大降雨强度Rain=127mm/hr，天沟集水长度L=51.8/(6-1)=10.36m;每段分担宽度B=42m，经计算，集水面积Area=L×B=10.36×42=435.12m^2，分担雨水量Qr=Area×Rain/1000/3600=435.12×127/1000/3600=0.01535m^3/sec。
天沟彩色板摩擦系数n取值为0.0125，宽度Bc=0.6m，天沟设计水深Hc=0.35×0.8=0.28m;泄水坡度S=0.001泄水面积Ag=Bc×Hc=0.6×0.28=0.168m^2泄水系数R=Ag/(Bc+2×Hc)=0.168/(0.6+2×0.28)=0.1448m，排水速度Vg=R^2/3×S^1/2/n=0.1448^2/3×0.001^1/2/0.0125=0.6978m^3/sec排水量(采用曼宁公式计算) Qg=Ag×Vg=0.168×0.6978=0.1172m^3/sec>0.01535m^3/sec，现有的分布及尺寸满足设计排水量要求。
屋面板落地收口封堵位置存在两种情况，一种是与混凝土（词条“混凝土”由行业大百科提供）的收口，采用在混凝土室外侧包一块3mm厚铝单板，向外设置3%的排水坡度以防平面积水，屋面板与铝板之间填泡沫棒打硅酮耐候密封胶，确保大量水通过铝板排出室外，微量水被密封胶阻断(图15)。另一种情况是屋面板直接伸入室外覆土层，则采用镀锌钢板（词条“镀锌钢板”由行业大百科提供）在其底部进行封堵，避免水汽倒灌腐蚀（词条“腐蚀”由行业大百科提供）钢材，同时镀锌钢板开设泄水孔，可将内部冷凝水等积水通过泄水孔排出(图16)。
(图15)
(图16)
3.2.2、石材幕墙系统
石材幕墙部分为了减少分缝对立面形成的干扰，同时也为了降低胶污染导致的视觉破坏，采用了开放式石材幕墙系统(图17)，相邻石材面板之间设置15mm与5mm的宽窄缝，由背栓连接在横梁处，主要防水依靠石材内侧的二道防水，采用2mm铝单板钝化防水，铝板接缝处填充泡沫棒并封堵防水密封胶(图18)。
(图17)
(图18)
石材幕墙顶部与铝板交接处打密封胶封堵，水平石材板块向外倾斜设置3%排水坡，内部设置水平防水铝板，与垂直铝板为整体折边，形成了完整的二道刚性（词条“刚性”由行业大百科提供）防水体系(图19)。
(图19)
3.2.3、玻璃幕墙系统
玻璃幕墙系统主要在大堂等位置，单根幕墙立柱最高点达到了14米，钢柱宽达535mm，采用铝包钢的装饰形式，玻璃采用10+1.9pvb+10(Low-E)+16A+10+1.9pvb+10四超白双夹胶钢化玻璃，跨度大、板块大、存在的变形大使得玻璃幕墙的防水必须运用多道封堵的方式：室内侧为三元乙丙橡胶条连续压实玻璃以实现密封，玻璃与立柱前端分别采用两条泡沫棒与两道密封胶封堵，外端的铝合金压块采用通长设置，压块两侧为三元乙丙橡胶条压实，同时在胶条外侧再打一道密封胶(图20)。通过这样多道封堵的方式来提升玻璃幕墙的防水密闭性。
(图20)
3.3、多层封修
通过前文不难发现，任何一套系统的防水方式都不是靠单一的封堵能解决的，除了标准系统，更容易暴露出漏水点的收边节点上需要采用多层封修的方式来提高防水效率，例如屋面板在立面上与铝板幕墙交接处，既通过外部板块咬合的方式形成自然高差防止竖向雨水的倒灌，同时再在其内侧设置封堵板，将水汽隔绝在岩棉之外，避免保温棉受潮变形(图21)。
(图21)
4、 小结
在设计阶段通过各种设计软件和手段，通过分段排水、疏堵结合、多层封修的理念可将一个大型项目切分成多个防水分区进行多重防护，同时紧密结合现场的实际情况，对项目进行“量体裁衣”式的防水设计，但设计仅仅是项目落地的第一步，后续更需要通过加工尺寸的精确裁切、材料运输和堆放过程中的成品保护以及现场安装的高质量完成，才能实现最初的防水意图，否则再多的防水理念也只能流于形式。
作者单位：浙江中辽建设有限公司
浙江共济幕墙有限公司
