高温高湿大跨度钢结构厂房中屋面彩板保温防结露探讨
时间：2020-12-27 00:00:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：近年来随着各行业的快速发展，各地区在建设大跨度钢结构厂房中多为钢结构屋面，对于屋面围护型式多为彩板加保温棉方式。但是在高温高湿厂房中如何防结露、保温则是屋面最薄弱环节，特别是冷凝水产生会直接影响企业生产，本文对此类屋面中常见的一些防结露、保温问题进行了探讨，从兰州烟厂联合车间的具体案例中提出了高温高湿厂房中如何防结露、保温的一些预防及处理措施。
关键词：屋面围护结构；挤塑板；保温防结露
1 普通彩板屋面的构造
其基本型式：（由下向上）檩托→主檩条→次檩条→彩钢板（底板）→保温层（一般为岩棉或玻璃丝棉）→专用卡具→彩钢板（面板）。
2 普通屋面在高温高湿环境下存在的问题
兰州烟厂的制丝车间、卷接包车间、平均温湿度为（26±2℃、65±5%），屋面采用一般彩钢屋面。冬季生产时车间内有大量冷凝水落下。初步认为是隔气层效果不好引起的。而屋面内的玻璃棉自身PVC隔气层或铝箔隔气层，隔气效果基本可以，问题出现各卷玻璃棉隔气层是不可能达到完全密封。所以在玻璃棉自带隔气层无法完全密封的前提下，室内热湿空气在水气压力的作用下可以渗透到最外层压型钢板的内侧，在室内外温差达到冷凝临界点时易产生冷凝水，产生的冷凝水落到玻璃棉内，使玻璃棉保温效果降低，从而加重冷凝结露现象，如此恶性循环到室内湿空气形成饱和水时，多余冷凝水从玻璃棉卷边的缝隙掉落车间中，随着室外温度越低则冷凝水量也形成越多，从而严重影响车间内的正常生产。给工厂造成较大的经济损失。部分严重的车间曾经用吊顶板来解决，但效果不理想。
3 屋面改造及方案确定
（1）通常情况下在钢结构厂房中，屋面系统在结构为钢梁加檩条和网架结构加主次檩的情况下，屋面围护结构常可分以下几类：
①单层彩钢板加玻璃棉
这类屋面由于无法完全密封，从而导致水蒸气渗透玻璃棉到达屋面钢板的内侧，形成冷凝水。另外玻璃棉是连续铺设的，在檩条处的玻璃棉被连接卡具及外层钢板压扁（此处厚度小于5mm厚度），该处保温层也就失去保温的作用，在檩条处形成了冷桥，这也是屋面体系中薄弱点，再着由于玻璃棉的隔气层完全丧失隔气能力，钢板与钢板连接也不可能达到完全密闭，也就是说该体系的屋面仍然是敞开式屋面，这种体系的屋面产生冷凝水也说必然的。
⑦双层彩钢板中间加玻璃棉
因双层钢板系统也存在底层钢板的连接缝不能完全密闭，导致水蒸气从底层钢板连接缝，渗透到中间层的玻璃棉中，使玻璃棉完全丧失保温能力。
所以单、双层钢板加玻璃棉，均有漏气的现象，不能满足高温高湿厂房如烟草行业厂房的要求，对于通常情况下无高温高湿要求的库房或厂房则可以满足要求。
③直接铺设聚苯材料夹心复合板
该作法主要采用中间为聚苯板的夹心板，而聚苯板它是由聚苯颗粒组成，不能保证闭孔结构，导致隔气性能差引起保温隔热性能降低。同时阻燃性能差，燃烧时产生一定量有毒气体，一般钢板容易生锈老化，维修也十分困难，一般使用在临时工房或使用要求较低的工房。
（2）工程案例分析
兰州烟厂的制丝车间、卷接包车间厂房原屋面采用双彩板夹玻璃棉保温屋面。在厂房第一个冬季生产中，由于冷凝水大量落入车间，迫使车间停产，严重影响到厂里的生产计划，给企业带来较大的经济损失。企业决定对屋面进行改造。
我们初步分析得出以下结论：在冬季室内外温差较大的地区，室内车间又是高温高湿度的情况下同时屋面无法达到完全密封的情况下，湿空气很容易渗透到最外层彩板形成冷凝结露现象。要避免以上现象需要注意以下两个方面：
①从研究屋面围护型式上分析，采用最新工艺：直铺屋面；减少屋面底板与面板的冷桥。使屋面最大化的密封严实。
②在对保温方案对比中，不仅只注重保温材料的初始性能，应更加重视保温材料的长期性能，尤其在吸水后的性能对比。
a.进行屋面隔气层施工：
改造前的屋面就是隔气层有问题导致原有屋面超细玻璃棉完全丧失保温性能而失败，现在来看超细玻璃棉自带铝箔达不到隔气效果。
本次改造中我们对隔气层从以下几个方面考虑解决：
A.将原有钢屋面压型镀铝锌板与压型镀铝锌板之间板缝纵横两个方向全部用胶带封口。（可以理解第一层隔气层）
B.原有屋面卡具铆接后屋面全面积铺设0.3厚塑料薄膜隔气层，所有接缝全部用胶带粘接。（该层是屋面系统中正式隔气层），
C.我们将第一层40厚挤塑板铺设完成后增加一层次分明0.1厚塑料薄膜隔气层，所有接缝全部用胶带粘接来加强隔气层效果，提高本屋面系统的密闭性。
总之，隔气层好坏是产生冷凝水直接原因之一，否则由于隔气效果不好，产生冷凝水，冷凝水落在吸水保温材料中又降低保温效果，如此往返造成恶性循环最终导致屋面系统彻底失败。通过以上四层分析并施工完成后观察，其隔气效果基本能满足车间使用性能，已经防止冷凝水产生。
b.选择合适的保温材料。
我们经过反复比较，一致认为挤塑板（XPS）比较符合本工程要求。挤塑板㈣是一种硬质保温隔热材料，属连续均匀的表层及闭孔结构，这些蜂窝结构的结合在一起形成一定厚度，完全不会出现空隙，使该产品具有优越的保温性能，良好的抗水性能和高抗压性能，
A.出色的保温性能、超常的耐久性能
挤塑板具有出色的保温隔热性能，同时其稳定的化学结构和物理结构具有超常耐久性能，其保温性能随时间有变化很小即时使用50年之后其保温性能仍然能保持在开始时的80%以上。
B.良好的抗水性能：
挤塑板具有紧密的闭孔式蜂窝结构、聚苯乙烯本身的分子结构也不吸水，因此令其拥有极佳的抗水防潮和防渗性能。板的体积吸水率小于是1%（水气透湿系数小于3ng/TPa·m·s1）比其他硬质保温材料如聚氨脂、EPS等的吸水率低。
C.卓越的抗压高性能
挤塑板是一种轻质高强度板材，在密度不超过40情况下抗压强度可高350kPa以上，具有良好的抗压性能。另其良好抗压性能即使浸泡在水中也几乎毫无改变这一特点在其它保温材料中是没有的。
D.高品质的环保型产品：
挤塑板的化学性质稳定，没有有害物质的挥发、更不会发生有害汽体是可回收的环保产品。
c.屋面防水层处理：
一般钢结构厂房屋面采用彩钢板为防水面板，由于烟厂车间的特殊环境，我们决定采用密封性和保温性能更好的复合PVC高分子防水卷材。
复合PVC高分子卷材防水，其优点大致如下：
A.PVC高分子卷材防水保温性能比屋面彩板好很多。由于防水卷材延展性好，屋面的拐角及檐口处的密闭性也更好。
B.由于PVC是热塑材料，可以对接缝进行热风焊接，使接缝处连续均匀、密实牢靠，其防水高性能及寿命与母材相同。保证PVC防水系统在使用期间的完整性和防水效果
C.在国家建筑材料工业建筑防水材料产品质量监督检验测试中心出具的检验报告中，在九项物性检验中，其人工化处理时间为2000h，而国家规定的测试标准时间为720h。如果按照720h相当于10年寿命推算，2000h相当于27年寿命，其使用寿命可以达到25年以上。
D.PVC材质为高分子合成材料，其短裂伸长率可达250%。该材料具有抵抗室外温度变化要求。
E.PVC防水维修简单，损坏处可用一小块渗耐PVC卷材将破损处焊接牢固形成一个“补丁”。即可解决渗漏现象的发生。此“补丁”程序维修方便且成本低廉。
屋面改造完成结构如图1。
4 使用效果
兰州烟厂屋面改造施工完成并投入使用。当年气温进入-10℃以下，车间内部的底板、檩条各个节点均无结露情况。无冷凝水形成。保证企业的正常生产。经过几年的跟踪观察，使用效果一直良好。屋面改造取得成功。
5 结论
通过本次改造兰州烟厂联合工房屋面，从根本上解决了结露问题，从而证明，我们根据自己的屋面实际情况采取相应的技术方案是可行，为以后烟厂联合工房及类似有特殊要求厂房屋面改造或新建提供了参考。
