宋文理

易英英1

韓章微2

1.寧波建工建樂工程有限公司,浙江 寧波 3152002.浙江省建筑裝飾行業(yè)協(xié)會,浙江 杭州 310008

在綠色低碳建筑發(fā)展潮流領(lǐng)引下，建筑物更加注重與自然環(huán)境的和諧共生，自然采光和自然通風(fēng)技術(shù)更是得到了廣泛應(yīng)用。玻璃采光頂和采光頂開啟天窗在機場航站樓、車站候車大廳、體育場館、會展中心、購物廣場等大型公共建筑中屢見不鮮（圖1）。然而，玻璃采光頂，特別是采光頂開啟天窗在強降雨時常出現(xiàn)滲漏水問題，嚴(yán)重影響了建筑使用功能。為了解決滲漏水問題，維修人員有時直接將天窗開啟縫隙注膠密封成固定天窗形式，使其喪失了原有的排煙和通風(fēng)功能，存在使用缺陷和安全隱患。本文通過對采光頂大角度開啟天窗系統(tǒng)防排水的設(shè)計研究，提出防排水解決方案，從根本上解決開啟天窗滲漏水問題，為采光頂大角度開啟天窗的設(shè)計和應(yīng)用提供參考。

圖1 玻璃采光頂在大型購物廣場的應(yīng)用

1 大角度開啟天窗防排水原則

“合理設(shè)防、防排結(jié)合、因地制宜、綜合治理”是采光頂防排水的原則，也是采光頂大角度開啟天窗防排水應(yīng)遵循的原則。整體布局上，采光頂大角度開啟天窗面板應(yīng)設(shè)置足夠的排水坡度［1］，且在排水方向上不應(yīng)有橫向阻擋，確保面板排水順暢，不積水。開啟天窗應(yīng)整體凸出采光頂固定玻璃完成面，相鄰兩個開啟天窗安裝后形成的凹槽應(yīng)有足夠的寬度和深度，必要時可將開啟天窗間隔設(shè)置，保證水可以從開啟天窗四周快速排走，避免出現(xiàn)雨水倒灌現(xiàn)象［2］。采光頂大角度開啟天窗系統(tǒng)按照雨幕原理設(shè)置了等壓腔，采用了“防”和“排”結(jié)合的防水理念［3］。與常規(guī)立面開啟窗系統(tǒng)相比，采光頂大角度開啟天窗系統(tǒng)防排水難度更大，必須將“防”和“排”這兩點做到極致。系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計時應(yīng)最大程度地保證防水密封線的完整性，同時設(shè)置多道防水密封線，層層設(shè)防，削弱和控制進入開啟天窗腔體的水量，達到高效防水的目的。另外，通過對開啟天窗腔體構(gòu)造的合理設(shè)計，設(shè)置多個集、排水腔體，形成多條排水路線，將進入開啟天窗內(nèi)腔的水及時有效地排出，達到高效排水的目的。通過上述“防”與“排”的有效結(jié)合，才能保證采光頂大角度開啟天窗系統(tǒng)超強的防水性能。

2 天窗防水系統(tǒng)構(gòu)造

由圖2～5所示，采光頂大角度開啟天窗主要由固定扇和活動扇兩部分組成，且活動扇能夠?qū)⒐潭ㄉ鹊拈_放腔體一完全覆蓋在內(nèi)，這樣落到開啟天窗面板的水可以直接從活動扇頂面流走，大幅度減少了與最外道防水密封線接觸的水量。固定扇側(cè)邊翻起了一定高度，相鄰固定扇安裝完成后，可形成一定寬度和深度的凹槽，確保采光頂?shù)乃梢詮陌疾劭焖倥抛?。螺桿式電動啟閉裝置一端安裝在固定扇內(nèi)側(cè)，另一端連接到活動扇上。電動啟閉裝置控制天窗的開啟和關(guān)閉，推桿行程可滿足天窗不小于70°開啟角度。轉(zhuǎn)動裝置安裝在固定扇和活動扇組成的腔體中，完全被活動扇型材所覆蓋，且其安裝固定不破壞原有的型材截面，不影響彈性密封件的安裝，最大程度保證了型材和密封件的密封完整性。玻璃面板采用雙面貼及硅酮結(jié)構(gòu)密封膠固定到活動扇型材上，玻璃面板側(cè)邊和活動扇型材周圈采用耐候密封膠填縫，確保活動扇自身的防水密封性。固定扇型材和活動扇型材均設(shè)計為多腔鋁合金隔熱型材，設(shè)置了多個拼裝和功能性腔體，型材隔熱條位置進行了針對性設(shè)計，以滿足型材穿條加工和防水構(gòu)造等需求。固定扇型材和活動扇型材均通過鋁合金組角件和不銹鋼插片組裝成型，組角位置涂抹組角密封膠以加強防水。固定扇型材從外往內(nèi)設(shè)置了三元乙丙發(fā)泡復(fù)合橡膠條和三元乙丙橡膠條。固定扇型材腔壁側(cè)不同高度位置開設(shè)了排水孔，靠室外側(cè)的排水孔上加設(shè)了防風(fēng)導(dǎo)流罩，可以有效避免水在風(fēng)力作用下受阻和倒流，保證排水順暢。活動扇型材從外往內(nèi)設(shè)置了兩道三元乙丙橡膠條。

圖2 采光頂大角度開啟天窗閉合狀態(tài)示意

圖3 采光頂大角度開啟天窗開啟狀態(tài)示意

3 天窗排水系統(tǒng)構(gòu)造

如圖4所示，采光頂大角度開啟天窗固定扇型材和活動扇型材以及甲、乙、丙、丁彈性密封件等組合可以形成多個等壓腔構(gòu)造，使開啟天窗接縫空腔內(nèi)的氣壓與室外氣壓相等，防止內(nèi)、外空氣壓力差將雨水壓入腔內(nèi)。上述防排水系統(tǒng)構(gòu)造由外到內(nèi)可形成3道防水密封線和5條防排水路線。

圖4 采光頂大角度開啟天窗關(guān)閉狀態(tài)

1）排水路線一：即第一道最外側(cè)防水密封線有效，這是最佳防水狀態(tài)。這種情況下，水從天窗玻璃面板流過活動扇型材外蓋，在甲彈性密封件和丙彈性密封件的阻擋下，從固定扇型材外側(cè)面凹槽排走。

2）排水路線二：即第一道密封線失效，第二道防水密封線有效。這種情況下，大量的水經(jīng)排水路線一排走；少量的水突破第一道密封線，進入到開放腔體一，受到由丁彈性密封件組成的第二道防水密封線的阻擋，水在重力作用下從開放腔體側(cè)面開設(shè)的泄水孔排出。

3）排水路線三：即第一道和第二道防水密封線同時失效，第三道防水密封線有效。這種情況下，絕大部分的水會經(jīng)排水路線一和排水路線二排出；極少量的水再次突破第二道防水密封線，進入到固定扇型材的開放腔體二，受到由乙彈性密封件組成的第三道防水密封線的阻擋，在重力作用下從開放腔體二側(cè)面開設(shè)的排水孔流出，排入固定扇型材的封閉腔體，再從其側(cè)面開設(shè)的排水孔排出。

4）排水路線四：即所有的防水密封線同時失效，那么絕大部分的水會經(jīng)排水路線一、排水路線二和排水路線三排出。只有極微量的水再次突破第三道防水密封線，在重力作用下，水會在固定扇型材的開放腔體三中匯集、蒸發(fā)，避免水滴落到室內(nèi)。

5）排水路線五：即冷凝水收排。本開啟天窗系統(tǒng)進行了節(jié)能設(shè)計，采用了節(jié)能中空夾層玻璃和多腔鋁合金隔熱型材，具有很好的隔熱節(jié)能效果，在室內(nèi)外溫差作用下，原則上玻璃內(nèi)側(cè)是不會出現(xiàn)冷凝水現(xiàn)象。如若防水密封線出現(xiàn)問題，玻璃內(nèi)側(cè)靠活動扇型材邊側(cè)位置就可能出現(xiàn)冷凝水。構(gòu)造設(shè)計時有意將開啟天窗固定扇內(nèi)邊框突出活動扇面，可以將冷凝水有效接入到固定扇型材的開放腔體三中匯集、蒸發(fā)，避免水滴落到室內(nèi)。

圖5 采光頂大角度開啟天窗開啟狀態(tài)

4 結(jié)語

采光頂大角度開啟天窗防排水系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣會直接影響到采光頂?shù)氖褂檬孢m性和安全性，需要進行專業(yè)化設(shè)計。整體布局上，應(yīng)保證其排水順暢，避免出現(xiàn)雨水倒灌現(xiàn)象。系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計上，應(yīng)合理設(shè)置等壓腔構(gòu)造，巧妙設(shè)置排水路線，將“防”和“排”做到極致，達到高效防排水效果。