本篇文章内容由[中国幕墙网ALwindoor.com]编辑部整理发布：
摘要：本文对北京国家会议中心二期项目屋面防水技术进行分析，采用泡沫玻璃、SBS改性沥青防水卷材及2mm聚脲作为防水、保温、抗风压于一体的紧密型屋面系统。本屋面设置有大量穿透防水层的钉盘固定（词条“固定”由行业大百科提供）上层装饰铝板，所采用的泡沫玻璃、聚脲组合新材料（词条“新材料”由行业大百科提供），解决了常规屋面防水、抗风压、保温系统交接复杂的问题，保证了屋面的防水质量，是一种新型的紧密型屋面防水技术，相关技术安全、可靠，可为大型公共建筑（词条“公共建筑”由行业大百科提供）屋面设计提供参考。
关键词：国会二期;屋面;泡沫玻璃; SBS卷材;聚脲;钉盘;
1 引言
北京国家会议中心二期(简称国会二期)位于北京市朝阳区奥林匹克中心区，现国家会议中心北侧，用地范围南起大屯路、北至科荟南路，东起天辰东路，西至天辰西路。建筑高度51.85米，建筑长度458米，建筑宽度148米，建设用地总面积约92626.94平方米。作为中国国际交往中心的重要支撑节点、“一带一路”战略在首都北京重要的落地平台、2022冬奥会主会场，本建筑庄严稳重、大气美观，结合了古典与现代的美学，如图1所示：
图1 实体照片
本项目屋面面积达7万多平米，设计从建筑功能和自然条件出发，充分考虑其防水性能特点和要求，利用各种新技术、新材料、新方法、新工艺创造了优越的防水功能。整个屋面防水分区主要分为平屋面系统和拱形屋面系统，拱屋面还分为金属拱屋面(宴会厅及峰会厅)和玻璃采光顶拱屋面(合影区及午宴区)两大部分，如下图所示：
图2 屋面主要系统分布效果图
图3 屋面主要系统平面分布简图
整个屋面排水（词条“排水”由行业大百科提供）思路为拱形屋面水流沿着拱坡度流入拱底两端平屋面天沟内，再由天沟内设置的虹吸落水管排出，平屋面排水采用局部起坡往左右两边排入天沟的方式进行排水，在天沟内设置了数量众多的虹吸落水管。本项目防水核心点为采用了大量的泡沫玻璃材料，兼具抗风压、保温、防水为一体，结合SBS卷材和聚脲喷涂，形成了特殊的紧密型新型防水技术。下面就这一新型技术分别进行防水系统原理和施工工艺构造措施的阐述分析。
2 技术解析
2.1屋面防水系统整体构造
国家会议中心二期金属屋面为一级防水，采用了泡沫玻璃+SBS改性沥青防水卷材+聚氨酯(脲)防水系统的新型防水技术，是一种无声桥、无冷桥的紧密型屋面防水系统，其中大量使用的泡沫玻璃及聚脲防水材料在中小屋面工程中已经得到应用，但在如此大型的屋面工程中使用还比较少见，对相关技术要求、施工工艺等提出了更高的标准。本项目整个泡沫玻璃屋面外观呈现六边形的花瓣状，为蜂窝装饰铝（词条“铝”由行业大百科提供）板构成，此铝板通过钉盘方式固定于屋面泡沫玻璃之上。整体屋面防水系统构造图示如下：
图4 屋面主防水系统与主体结构关系图
屋面系统从上往下构造层次如下图所示：
图5 屋面主防水系统层次构造效果图
2.2标准防水系统技术解析
标准防水系统节点图如下所示：
图6 屋面标准防水节点详图
从上图中可以看出，从上往下依次为25mm蜂窝铝装饰板、装饰板龙骨、装饰条板连接小立 柱(钉盘连接)、防水沥青胶(灌注在立柱与泡沫玻璃缝中)、2mm厚聚氨酯(脲)防水系统、3mm厚SBS防水卷材、150mm厚复合贴面泡沫玻璃、双组份泡沫玻璃专用粘结胶、1.0mm厚压型钢板、支撑檩条、主体钢结构。首层蜂窝铝板之间有300mm的缝隙，雨水从缝隙下来之后，首先保证连接小立柱的防水性能，在其周圈表面上涂上2mm的聚氨酯防水材料，直接将钉盘及突出的小钢柱全部包裹，防止穿透钉盘漏水，如下图所示：
图7 钉盘穿透防水处理图
进一步水流到屋面，第一道防水为2mm厚聚氨酯(脲)防水系统，第二道防水为3mm厚SBS防水卷材，第三道防水为150mm厚的泡沫玻璃，三层防水极大提升了整个屋面的防水性能。至此，三道防水完成，完美实现了屋面的防水、保温、抗风压的综合性能。
2.2泡沫玻璃及聚脲新型防水材料
本项目采用了新型的装饰面板（词条“饰面板”由行业大百科提供）、防水、保温、抗风构造于一体的屋面构造系统，核心材料为泡沫玻璃及2mm聚氨酯(脲)防水涂料。其中聚脲、泡沫玻璃的粘接性、耐久性能等均进行了严格的质量验证及实验证明。其中聚脲一方面增强防水功能，是防水系统最主要的功能部分，另一方面将整个泡沫玻璃上翼缘连成一个整体，凝固固化，增强整个屋面的完整性和抗风揭承载力。
泡沫玻璃其全称为150厚FOAMGLAS复合贴面泡沫玻璃保温板，本项目采用标准尺寸为600mm*1350mm，导热系数0.043W/M•K，密度<120kg/m3,抗压强度（词条“抗压强度”由行业大百科提供）≥0.6MP。泡沫玻璃板因其具有重量轻、导热系数小、吸水率小、不燃烧、不霉变（词条“霉变”由行业大百科提供）、强度高、耐腐蚀、无毒、物理化学性能稳定等优点被广泛应用，能达到防水、隔热、保温、保冷、吸音之效果，而且物理化学性能稳定，尺寸稳定，易切割，使用寿命等同于建筑物使用寿命，是一个既安全可靠又经久耐用的建筑节能环保材料。在泡沫玻璃上铺设3mm厚SBS改性沥青防水卷材，这层卷材将发泡玻璃之间的缝隙覆盖，通过热熔实现粘接，进一步提升系统的防水性能。
聚氨酯(脲)防水系统关键点在涂层材料，本项目分三涂，分别为：底涂、聚氨酯(脲)、面涂三层无溶剂，卷材上底涂使用MasterSeal P658胶水，喷涂聚氨酯(脲)使用Masterseal M811防水涂料，手工涂刷聚氨酯(脲)使用 MasterSeal M860防水涂料，面涂使用MasterSeal TC259 防老化涂层。
最后形成一道高弹性、高强度的连续防水涂膜，现场喷涂完成之后呈现效果如下：
图8 聚脲喷涂现场效果图
2.3屋面防水系统受力分析
与传统的屋面防水做法不同，在防水层上还有一层高度从400~800不等的25mm蜂窝铝板维护结构，为了固定蜂窝铝板，本项目采用钉盘植入泡沫玻璃内穿透防水层的做法。因此，泡沫玻璃屋面不但承担防水、保温的作用，还承担了抗风压的作用。受力形态如下图所示：
图9 钉盘抗拉承载力构造图
在负风压作用下其传力路径为：负压产生的拉拔力通过短柱首先传递至钉盘，钉盘通过植入螺钉传递至压型钢板，同时钉盘上表面包裹的2mm厚聚脲将拉拔力分摊至泡沫玻璃表面，再通过泡沫玻璃传递至下部压型钢板，以降低植入螺钉的局部受力值。受力机理为泡沫玻璃上表面与聚脲粘接，下表面与压型钢板粘接，形成以上下翼缘分别为聚脲、压型钢板，中部为泡沫玻璃芯的合理受力分布形式，大大降低了钉盘螺钉的局部受力，保证了整个防水系统的结构安性。
根据本项目屋面风压分布情况，计算出单个钉盘最大受力P为1.2kN， 为进一步确保负风压下钉盘的抗拉拔承载力，在专业的实验室进行了严格的抗风揭实验及相关气密、水密实验，实验结果均满足国家规范要求。其中钉盘拉拔实验如下所示：
图10 钉盘抗拉拔实验
实验结果显示单个钉盘破坏承载力为3kN，大于计算值2倍安全系数，满足要求。通过实验进一步对钉盘的位置、数量进行精确的布置，保证了整个屋面系统的防水性能可靠度（词条“可靠度”由行业大百科提供）。
2.4屋面排水技术分析
屋面排水采用天沟+虹吸的排水防水，排水路径整体思路为拱形屋面沿着拱顶排到拱底天沟，天沟尺寸为1000mmx400mm，天沟通长设置。平屋面局部起拱，起拱范围为2x11.6mx43.7m，坡度为2%,将水流引向两侧的天沟，天沟尺寸为707mmx270mm，天沟长度43.7m，再在天沟内根据排水计算设置虹吸落水管。排水路径如下所示：
图11 屋面排水路径图
天沟设计如下所示：
: 图12 屋面排水天沟标准节点图
天沟分为大小两种尺寸，较大天沟承担拱形屋面的大量水流，较小的天沟承担平屋面的水流。天沟底部、两侧连续铺设泡沫玻璃的防水系统，做法与屋面一致。需要特别注意的是在局部设置虹吸落水管位置存在漏水隐患，因此需要对虹吸进行特殊的设计处理，虹吸图示如下：
图13 屋面天沟虹吸标准节点图
根据现场实际情况，在聚氨酯(脲)、SBS改性沥青防水卷材、泡沫玻璃上开雨水斗洞口，洞口大小略大于雨水斗边缘，洞口深度约为泡沫玻璃上表面向下10mm左右。BLM防水胶全名为Bituthene Liquid Membrane，用于洞口封堵，防水胶厚度13mm，流动性≤3mm，适用期≥30min，定伸粘结性无破坏。2.0厚喷涂聚氨酯(脲)防水系统为不锈钢水斗底涂使用MasterSeal P684胶水，喷涂聚氨酯(脲)使用Masterseal M811防水涂料，面涂使用MasterSeal，TC259 防老化涂层。
3 施工工艺
施工工艺主要涵盖四个部分，分别是泡沫玻璃的施工、固定钉盘的施工、SBS改性沥青防水卷材的施工、喷涂聚脲防水系统的施工。
3.1泡沫玻璃的施工工艺
铺贴泡沫玻璃采用专用粘结剂直接打在压型板的波峰，泡沫玻璃板粘结间距不大于300mm，将泡沫玻璃玻纤毡贴面与压型钢板进行粘结，需在专用粘结剂固化前完成施工。现场施工操作图示如下：
图14 泡沫玻璃现场施工效果图
3.2固定钉盘的施工工艺
本项目屋面构造特殊之处为必须采用穿透的钉盘及小立柱以固定上层的装饰面板，因此穿透位置防水处理十分关键。首先金属钉盘在安装前应该在已经铺设好的防水泡沫玻璃的基面上按照立柱的排版图来放线定位，定位严格按设计图纸及结构计算、抗风揭实验承载力来排布，本项目单个钉盘承载力均满足结构安全的要求。待放线定位完成后再在泡沫玻璃上放置钉盘，然后由持喷灯的工人加热钉盘内侧使沥青基贴面充分加热并熔化（词条“熔化”由行业大百科提供），此时用木槌敲击钉盘使其和泡沫玻璃板的沥青基贴面充分粘结形成一个整体面。现场施工图示如下：
图15 钉盘现场施工效果图
3.3 SBS改性沥青防水卷材的施工工艺
SBS改性沥青防水卷材采用热熔法铺贴施工,应根据屋面的坡度和是否振动来确定，本项目平屋面、拱屋面变化坡度情况下，卷材均沿着发泡玻璃方向铺贴。卷材搭接宽度为长、短边均不小于100mm，如下图：
图16 SBS热熔处理示意图
卷材采用热熔法铺贴，用高压喷灯与卷材和基层的夹角处均匀加热，夹角角度为60度，待卷材表面融化后把成卷的改性卷材向前滚铺使其粘结在泡沫玻璃沥青贴面上。施工时应对防水卷材和泡沫玻璃板的沥青基贴面充分加热，使融化沥青渗透到板缝中，泡沫玻璃板板面也形成全密封体。现场施工如下所示：
图17 SBS卷材现场施工效果图
3.4 喷涂聚脲防水系统的施工
在SBS防水卷材施工完成之后，应在对应钉盘位置做出标记，采用自攻螺钉固定上部的立柱，然后再进行聚氨酯(脲)防水系统的施工。聚脲防水系统是整个屋面防水、抗风揭十分重要的构造。施工首先将底涂搅拌均匀，底涂完成之后进行聚脲防水中间层施工，最后进行抗紫外线面涂层的施工，抗紫外线涂层为MS TC259单组分脂肪族聚氨酯，面涂为耐候聚氨酯涂料（词条“聚氨酯涂料”由行业大百科提供），喷涂聚脲层后的6-48小时内涂刷表面涂层。最终喷涂后的现场图示如下：
图18 聚脲现场施工效果图
4 总结
北京国会中心二期项目屋面规模大，工程具有较大复杂性及挑战性。屋面防水设计在运用已有成熟技术的基础上，对传统设计理念和施工方法进行创新与改造，起到了较好的防水效果。本工程大量使用泡沫玻璃、SBS卷材及聚脲防水系统作为防水主要构造措施，对整个屋面的防水质量起到至关重要的作用，特别是在屋面上多出一层装饰铝蜂窝板，如何固定并尽量减少固定钉盘的数量及穿透点，是本项目防水的关键点。总结起来主要涵盖以下几点：
(1)实行严格的聚脲粘接耐久性检验及实验验证，保证整个屋面系统的防水的质量。
(2)进行了严格的抗风揭计算及实验确定固定点位置数量，钉盘传力路径清晰，通过聚脲、发泡玻璃及压型钢板粘接形成一个整体提升局部钉盘承载力。本项目单个钉盘实验抗拉拔破坏值为3kN，大于计算值2倍，满足结构安全，符合新型紧密型防水构造的要求。
(3)本项目大量钉盘穿透是防水关键点，采用聚脲全包裹方式对钉盘及支撑龙骨进行防水保护。
(3)本项目大量施工时间在冬季，北方气温低，对施工质量影响较大，因此应严格控制施工温度及施工环境。本项目均选择在中午(11：00时至15：00时)的时间进行，避免在温度较低的夜间、早晨和傍晚进行作业。
(4)严格控制各防水系统的细节质量处理，并合理布置虹吸排水系统，做到防排结合，在屋面所有关键细部节点如虹吸口、阴阳角、檐口等位置严格检查封堵质量。
屋面的防水是整个工程至关重要的环节，本文所采用的防水技术严格按照国家相关规范及施工质量验收标准，防水方案具备可行性、安全性和先进性，对相关大型公共建筑屋面工程的防水施工设计具有积极的参考价值。
参考文献
[1] 屋面工程质量验收规范：GB50207-2012[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2012
[2] 屋面工程技术规范：GB50345-2012[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2012
[3] 坡屋面工程技术规范：GB50693-2011[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2011
[4] 单层防水卷材屋面工程技术规程：JGJ/T316-2013[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2013
[5] 喷涂聚脲防水涂料：GB/T23446-2009[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2009
[6] 弹性体改性沥青防水卷材：GB18242-2008[S]. 北京：中国建筑工业出版社, 2008
[7] 泡沫玻璃保温防水紧密型系统应用技术规程：T/CECS 466-2017[S]. 北京：中国计划出版社, 2017
作者单位：深圳市三鑫科技发展有限公司
