試述優化建筑平改坡的措施

蘇紅江

摘 要：東營勝利油田大量住宅建筑及公共建筑大多建成于上世紀八九十年代，使用至今已20余年。部分生產性建筑還存在較大安全隱患。經過多方的討論和研究產生了屋面平改坡，這是一種對舊有建筑物屋面改造的方式，在現有房屋的平屋面上增設鋼結構坡屋面，達到改善建筑物使用功能、美化建筑外觀造型的一項改造工程。

關鍵詞：建筑結構；優化設計；應用

1 既有建筑平改坡優化設計意義

1.1 符合可持續發展觀

針對老建筑屋面漏水及保溫問題，以往采取的措施是進行屋面防水層的修補工作，但效果不太理想，因為防水老化現象嚴重，出現了“年年修，年年漏”的現象，耗費了大量資金和人力，卻沒有取得良好的效果。經過多方的討論和研究產生了屋面平改坡。屋面平改坡是一種對舊有建筑物屋面改造的方式，在現有房屋的平屋面上增設鋼結構坡屋面，達到改善建筑物使用功能、美化建筑外觀造型的一項改造工程。建筑平改坡優化設計符合可持續發展的要求。

1.2 符合行業發展的要求

隨著行業的不斷發展，越來越多的新技術被應用的建筑行業中，所以對原有的設計形式也要求越來越高。屋面平改坡是鋼結構，現如今對于框架結構、剪力墻結構、框剪結構等不同種建筑結構形式對造價及安全方面都要求更加嚴格。

2 建筑平改坡設計優化的措施

2.1 坡屋面屋頂形式方案優化

屋面平改坡的形式常采用雙坡、四坡和拱形屋面，根據建筑物實際情況的不同靈活選用。屋面材料可采用壓型鋼板或合成樹脂瓦，顏色可根據小區規劃及建筑物立面效果，常選用灰色、紅色或藍色。屋面平改坡工程需重新組織坡屋面排水，可將原有平屋面有組織排水改為自由排水、內天溝排水或外天溝排水，通過斜屋面將雨水直接排至建筑物范圍以外或利用原有的雨水管將雨水排至地面。

優秀的屋面平改坡建筑設計要解決屋面滲漏問題、頂層保溫隔熱及小區環境美化問題，同時應方便施工，最大限度的降低造價，節約投資。經過小組成員的共同努力，對屋面平改坡建筑設計優化如下。

傳統設計方案，因原有建筑屋頂平面形狀復雜，坡屋面出現了大量屋脊線，特別是存在多條陰脊線，而陰脊正是平改坡屋面自身漏雨的薄弱環節。大量脊線的存在導致屋面板施工帶料嚴重，同時導致結構鋼架的增多（每條脊線處均應設鋼架），不僅增加投資，而且施工麻煩。經過優化，采用變坡等方法，有效地簡化了坡屋面的屋面形式，使得坡屋面只剩陽脊，大大減少了改坡屋面自身漏雨的薄弱環節，同時減低了造價，經濟效益明顯。

2.2 坡屋面天溝設計優化

天溝是平改坡設計的核心設計內容之一，天溝所處環境條件惡劣，施工難度大，導致天溝易滲漏、易腐蝕，甚至存在安全隱患，為此小組成員專門對天溝進行了一系列優化設計，優化過程如下。

內天溝、外天溝的方案確定。因內天溝防水一旦失效，雨雪天氣，水將直接滲漏至住戶室內，損壞用戶裝修，導致電路短路，甚至引發火災，影響惡劣，后果嚴重，為盡可能的減少漏水隱患，設計方案優先采用外天溝，通過斜屋面將雨水直接排至建筑物范圍以外，利用原有的雨水管將雨水排至地面。

混凝土天溝和鋼板天溝的方案確定。屋面平改坡天溝可采用混凝土天溝，也可采用鋼板天溝，二者各有利弊。混凝土天溝的優點是耐久性好，不足之處是造價高，施工復雜；鋼板天溝的優點是施工方便、造價低，缺點是天溝環境條件差，特別是東營地區雨水存在腐蝕性，鋼板天溝銹蝕嚴重，天溝使用壽命短。經與勝利油田建設單位協商溝通，建設單位要求采用造價低、施工快的鋼板天溝，并要求盡量采取措施延長鋼板天溝的使用壽命，于是最終確定采用鋼板天溝。鋼板天溝固定方式設計優化。平改坡傳統鋼板天溝做法為用20*5扁鋼環繞鋼板天溝后用一排自攻螺栓拉結于坡屋面最下部一根檁條上，此種天溝做法在存在腐蝕環境的東營存在缺陷：鋼板天溝與最下部檁條拉結的自攻螺栓一旦腐蝕，天溝便存在墜落傷人、砸車等嚴重安全隱患。經過優化，鋼板的天溝可以參照如下方法固定：設置內置角鋼天溝支架，并用3個M8螺栓固定于女兒墻側面，加強天溝固定；同時天溝支架改在天溝內側，改善了立面外觀效果；優化后的天溝做法，可優先施工天溝，將鋼板天溝固定于內置角鋼支架直接掛于原有女兒墻頂，施工方便。天溝內支架下部水平角鋼高于天溝底面50mm，以滿足了天溝內排水的要求，同時避免了該角鋼長期浸泡在雨水中而產生的銹蝕問題

2.3 坡屋面自由排水挑檐節點設計及優化

當房屋高度不超過10米時，坡屋面也可采用自由排水方式。坡屋面自由排水，屋面水流按拋物線方式自由下落，沖入房屋周邊道路范圍，影響建筑物四周的交通，使用不便，也存在一定的安全隱患。為防止該問題的出現，對自由排水挑檐進行設計優化，在挑檐最外端設置彩板封檐，將雨水留動方向導向下方，使得雨水的拋物線方向變為垂直向下流動，避免水流外沖造成的使用不便問題。

2.4 坡屋面雨水管設計優化

屋面平改坡利用原有的雨水管將雨水排至地面，同時須保留原有平屋面雨水口，當坡屋頂發生滲漏時，它可以排出坡頂漏水，施工過程中應采取切實有效的措施保護好原有屋面防水層，如有損壞應采用相應的防水材料進行修補恢復。傳統鋼板天溝新增雨水管直接插入原雨水斗，小雨時該做法沒有問題，當遇大雨、暴雨時，雨水管內水流量很大，導致雨水斗處嗆水，水流從雨水斗側面噴出，沖刷墻體，長期作用將導致外墻抹灰開裂、脫落，形成安全隱患，同時雨水斗側面無序噴水經常影響一樓帶院住戶的正常生活，居民意見很大。針對雨水管這一問題，設計進行了優化。通過設置三通，將鋼板天溝新加雨水管直接接入原有雨水管，使用效果較好。

2.5 平改坡屋面檁條設計優化

傳統平改坡屋面檁條采用角鋼加木方的做法。優化設計，將角鋼檁條旋轉180度，取消了木方。經過優化，減小了木材的使用，保護了環境，節約了造價，降低了成本，

2.6 鋼結構防腐設計優化

雖然鋼結構具有強度高、塑性韌性好、自重輕，制作簡便、施工工期短等優點，但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差是限制其發展的主要因素。據不完全統計，每年由于腐蝕造成的經濟損失約占國民經濟總產值的4%左右。鋼結構的腐蝕不僅造成經濟損失，也給結構的安全帶來隱患，由于鋼材銹蝕而導致的工程事故也屢見不鮮。因此鋼結構（特別是薄壁鋼構件）的防腐處理具有重要的經濟和社會意義。

屋面平改坡工程中用到的所有鋼結構構件必須進行徹底除銹，除銹等級達到St2、Sa2級，采用手工及動力工具除銹時，可采用兩道底漆、兩道面漆的做法；當采用噴射除銹時，宜采用2遍底漆，1～2遍中間漆及2遍面漆的做法。涂層干漆膜總厚度不宜小于120μm（弱侵蝕）及150μm（中等侵蝕）、200μm（較強侵蝕的重要構件）。需加重防腐的部位，可適當增加涂層厚度20～60μm。厚度要均勻、連續完整、無針孔，方可取得良好的防腐效果。構件現場焊縫處須重新進行防腐處理。壓型鋼板屋面板吊裝時應仔細小心，不得破壞板面漆膜，所有安裝鉆尾絲必須設置防水墊，防止銹蝕隱患。

3 結語

我們仍將不斷深入學習，全面考慮施工條件、周圍環境、設計可行性和施工成本等多方面的因素，做好結構設計，保證設計優化方案滿足建設施工標準與要求，保證房屋建筑的施工質量與施工效率，為人們創造舒適的居住環境。

參考文獻：

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