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奥运场馆建筑防水新材料的应用及亮点
类别:行业资讯|建材产品|建筑防水  日期:2010-12-11  来源:涂料与涂装资讯网  点击率:87912  打印 关闭

 

曾佳,王磊,饶兰

(开封大学土木建筑工程学院,河南开封475000)   

    摘要:分析了2008北京奥运场馆建筑防水工程的有关技术,总结了奥运场馆防水工程建设的特点。

    关键词:奥运场馆;建筑;防水

    0.引言

    2008北京奥运会的举办,在某种意义上讲不仅是一次运动会,它的举办影响了中国经济发展的方方面面。对于防水行业来说,奥运会在某种程度上则成为了该产业的助推器。为满足奥运场馆及其配套设施使用功能和使用寿命的要求,建设者已把国内外最先进的防水新材料、新技术、新工艺都应用到了奥运工程上。为此,相关各方还组成了防水专家顾问组,先后召开了许多有关奥运工程防水、防渗的设计、施工及验收等技术论证和审定会,并制定了多项专业的指导意见、施工细则(或方案)、工程质量验收标准等,为施工过程进行质量控制提供依据。奥运工程均属大型建筑,地下、屋面、人工湿地、人工湖、水上公园和泳池等工程防水的总面积近800万m2,其中比赛场馆更是大跨度、大空间的建筑物,这些工程的屋面均采用了集防水、保温、隔音、装饰为一体的轻质环保型建筑材料。

    1.奥运场馆防水系统新技术运用概况

    (1)金属板材与卷材复合防水屋面系统

    国家体育馆采用3mm厚聚合物改性沥青自粘卷材与1mm厚铝镁锰合金板材复合构成屋面防排水系统。该屋面呈流线形构造,施工时按照卷材的排列顺序,对准弹出的基准线,边撕去自粘卷材的隔离纸,边滚铺卷材,并辊压粘牢。对搭接缝和T码固定支座部位应粘结牢固,封闭严密,以利于形成整体的柔性防水层。铝镁锰合金板材在现场压制成型,施工时将其扣入T码固定支座顶部的蘑菇头上,使相邻的板相互搭扣,然后用锁边机进行无穿透的直立锁边处理,使其形成可在固定支座上自由滑动,以适应温差变形且具有装饰功能的构造防水系统。该复合防排水屋面实现了柔性材料防水与合金板材构造防水完美的结合。

    北京大学体育馆采用1.5mm厚三元乙丙橡胶卷材与0.9mm厚铝镁锰合金板材复合构成屋面防排水系统。屋面特点为不规则的异形曲面,类似一个旋转中的乒乓球,由环形屋脊与螺旋状屋脊组合而成,从而增加了进行防排水施工的难度。施工时,平面的卷材采用空铺法,立面及泛水部位的卷材应用满粘法施工,对卷材搭接缝采用专用搭接胶和内外密封膏进行粘结密封处理,对T码固定支架等节点应用专用胶粘剂、自硫化泛水和内外密封膏等进行附加增强的粘结密封处理,使其形成整体的柔性防水层。

    国家会议中心采用0.49mm厚“特卫强”防水透汽膜材与0.9mm厚铝镁锰合金板材复合构成屋面防排水系统。该工程为多功能建筑,屋面采用具有防水透汽功能的“特卫强”防水膜,空铺,防水膜的搭接缝采用双面粘丁基胶带进行粘结密封处理;在完成防水膜的铺设后,按规定位置弹出基准线,并在需要安装T码固定支座的防水膜上部垫上一层与支座底部大小相等厚度1.5mm的双面粘丁基密封胶带,然后用螺钉将T码固定支架固定在防水膜下面的钢檩条上。

    (2)无穿透直立锁边金属板材构造防水屋面系统
 老山自行车馆整体屋面呈飞碟状,屋面材料是直径为15016m的铝镁锰合金板材;北京工业大学体育馆呈扁平的羽毛球状,由直径为104m的铝镁锰合金板和玻璃飘棚组成圆形屋面。对于这种大坡度的铝镁锰合金板材屋面,直接采用无穿透直立锁边技术,使其形成整体的单层构造防水屋面系统,该系统为特殊造型及精密的支撑结构,经过精心施工,组成屋面板材在产生温差变形时,其纵向能够沿着固定支架轨道自由滑动,横向则在板面压制好的小肋上拱起,而不致波及相邻的屋面板,较好地解决了金属板材屋面的防排水问题。

    (3)机械固定内增强PVC单层屋面防水系统

    五棵松体育馆整个屋面由25个正方形四面坡的锥体组成,屋面面积1.7万m2,该屋面采用聚酯纤维织物内增强的聚氯乙烯(PVC)卷材作防水层,在施工过程中,平行于天沟自下而上顺序铺设PVC卷材,并按规定间距用专用的垫片及螺钉将其与保温板一起固定在压型钢板上,卷材的平直搭接缝采用自动焊机焊接,变截面的卷材搭接缝采用热风焊枪进行手工焊接,使其形成整体的单层防水屋面。

    (4)聚氟乙烯膜材(PTFE)作屋面防水系统

    国家体育场及国家游泳中心均采用聚四氟乙烯膜材(PT2FE)作屋面防水系统,国家体育场为在钢结构屋顶上张拉铺设一层PTFE膜作防水层,PTFE膜的形状和大小不一,最大的每块250m2,最小的不足1m2,共由885块张拉膜组成6万m2防水层,在钢结构下部再设置一层PTFE膜作为具有声学功能的吊顶。国家游泳中心则用PTFE膜制成3万多个大小不一,形状各异的气枕,其中最大的一个约9m2,最小的一个不足1m2,经热熔焊接组成覆盖面积共达10万m2的“国家游泳中心”(含屋面及墙面)[1]。

    (5)防水混凝土与聚酯胎SBS改性沥青卷材组合防水系统

    奥运公园中心区地下交通联系通道采用P8、C30~C40防水混凝土与两层(4mm+4mm)聚酯胎SBS改性沥青卷材(Ⅱ型)组合形成刚柔结合的防水构造。该通道埋置深度最深为25m,最浅为15m,最大宽度25m,最小宽度16m,净高5m,总长度9.87km,是从地下通往中心区各场馆地下停车场及地下商业中心等的交通枢纽。鉴于工程的重要性及其产生影响的巨大性,故将其防水等级定为一级(不允许渗水,结构表面无湿渍),结构主体采用强度等级为C30~C40和抗渗等级为P8的防水混凝土,结构体采用两层4mm厚Ⅱ型聚酯胎SBS改性沥青卷材作全外包防水层,对变形缝、施工缝、后浇带、阴阳角、穿过结构的预埋管件等细部构造,均因地制宜地选用多种防水材料进行复合增强的防水密封处理。该工程防水层的面积约50万m2,工程竣工后,经过冬季和雨季的考核,未发现渗漏现象。

    奥体中心体育场及棒球场看台采用现场喷涂或涂刷聚脲弹性体作防水、耐磨、装饰层;水上公园采用高密度聚乙烯(HDPE)土工膜进行防渗处理等。

    2.奥运场馆防水工程建设中的亮点

    北京奥运场馆的防水工程建设规模之大、技术难度之高、质量要求之严格是不言而喻的,防水工程的总面积近800万m2,多为大跨度、大空间、结构形状特异。此次奥运场馆建设亮点综合分析如下。

  (1)技术型品牌企业确保防水工程质量

    在此次奥运场馆的31项防水工程中,技术型品牌企业凭借其在业界优良的口碑、专业的施工技术力压群雄,通过层层角逐和专家团的严格筛选,成为了26项工程的防水系统提供商,占奥运防水工程的九成以上。据了解自完工至今,该系列工程整体防水效果良好。目前我国绝大多数防水企业规模小,技术含量低,成作坊式生产。而那种把低端企业做成技术型品牌企业并成规模的龙头企业在国内防水行业屈指可数,这体现了现代工业发展的一般规律———优胜劣汰。这也说明,在未来的防水工程设计与施工中,将由混合型的队伍向专业化设计与施工队伍的方向发展,防水产业将向规模化、规范化、专业化发展,防水行业专业人才队伍将不断壮大,技术素质将日益提高。

    (2)绿色环保及多样化模式

    北京奥运会以绿色奥运、科技奥运为主题,对场馆建筑设计理念及建筑材料的选择提出了更高的要求。奥运工程环保指南明确将环保防水材料列入绿色建材重点专业领域。在此次奥运场馆防水工程建设中节能型绿色防水材料技术运用占主导地位,大量采用高性能、低耗材、保温隔热、绿色环保、可再生循环利用的绿色防水材料及施工技术;其次是建筑技术运用的多样化,采用轻钢金属屋面、膜结构,采用集防水、保温、隔音、装饰为一体的轻质环保型屋面等。

    (3)新型防水材料是主角

    作为建筑的主要用材之一,高科技含量和新型防水材料成为奥运防水工程的主角,如SBS弹性体改性沥青防水卷材、PCC水泥基渗透结晶型防水涂料、JSA聚合物水泥防水涂料、膨润土防水毯、SPU单组分聚氨酯防水涂料等,均为具有良好材料特性的环保型涂料。例如弹性体SBS改性沥青防水卷材,其抗拉强度高、抗渗能力强、低温柔性好、线胀系数小、易粘接、摩擦系数大、稳定性好、变形适应能力强、适应范围广,使用寿命长,并对环境无污染,对人体无害;聚合物水泥防水涂料其涂膜抗拉强度高,耐水、耐候性好,施工操作方便,工期短,且无毒无害,无污染。

    (4)新技术广泛应用并有所突破

    为了确保奥运工程的防水质量,技术型品牌企业创新思路,采用了一系列新技术新工艺,并在很多施工方法上取得了新的突破。在鸟巢的防水施工中,为了确保桩基础、变形缝等重点细部不渗不漏,在桩基础的处理方法、高低跨连接处部位砌砖模板墙部位的防水做法、侧墙卷材防水层防止下滑辅助机械固定做法(包括外防外贴侧墙防水层固定和外防内贴热熔点粘及辅助机械固定)和卷材搭接工艺等施工方法上都取得了突破。如在卷材搭接施工时,充分烘烤搭接边上层卷材底面和下层卷材上表面沥青涂盖层,并让熔融沥青从边端挤出,形成8~10mm匀质沥青条,不对接缝口实施刮平(实践表明是有利于接缝密封的)。在国家体育馆、老山自行车馆等屋面防水施工中,对于这种大坡度的铝镁锰合金板材屋面,直接采用了无穿透直立锁边技术,保证了防水系统的整体性。

    3.结语

    由于采用了最先进的新材料、新技术和新工艺,在各方的共同参与的努力下,奥运工程总的防水工程质量令人满意。这将有效推动我国防水新材料新技术的广泛运用,也将带动我国防水行业进一步向规范化、专业化的方向发展。



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