三元乙丙(EPDM)防水卷材无穿孔机械固定施工技术在己内酰胺轻钢厂房中的应用

摘要：三元乙丙（EPDM）防水卷材无穿孔机械固定施工技术

属于建筑业10项新技术里面的推广应用项目，它具有耐久性能好、寿命长，维修成本及生命周期成本低、自然资源消耗少、环保、可回收再利用、防水效果好等特点，在轻钢屋面防水工程中，应用该技术具有较好的经济和社会效益。

关键词：无穿孔机械固定 增强型固定条带（RMA） 风揭力

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

一、工程概况

浙江省衢州市巨化集团公司投资建造的13.8万吨/年己内酰胺项目（Ⅱ期）项目，主要建筑为3-4层框架结构，建筑面积约12000平方米，最高檐高26.5米，投资估算约3900万元人民币，部分屋面为30米跨轻钢屋面，屋面防水采用三元乙丙（EPDM）防水卷材无穿孔增强型机械固定方式，采用该技术后取得良好的防水效果与经济效益，节省投资8万元。

轻型屋面系统因其轻质、良好的抗风荷载性能、成本低等诸多优势已在大跨度厂房，特别是坡屋面工程中得到越来越广泛的应用。机械固定系统是一种常用的屋面安装方式，特别适用于不能承受过多荷载的屋面系统中。

随着防水材料的发展和应用技术的创新，屋面防水系统的理念越来越为业内所接受，屋面防水施工已不再是仅对单一产品性能有要求，而是对产品及其配套和施工工艺的完善性提出了要求。无穿孔机械固定系统就是能满足这种新要求的屋面固定方法，采用该办法，在达到抵御风荷载、保证系统稳定性目的的同时不在防水层上留下穿孔，从而降低了屋面渗漏风险。

机械固定系统中，屋面性能很大程度上取决于机械固定穿透层材料的性能。为使系统达到足够高的抗风荷载性能，机械固定穿透层的材料需满足抗拉强度及钉杆撕裂强度的要求，因此增强型材料是一个理想的选择。

二、无穿孔增强型固定系统的技术内容及特点

无穿孔增强型固定系统是轻型、无穿孔的三元乙丙（EPDM）防水卷材机械固定施工技术。该系统采用将增强型机械固定条带（RMA）用压条或垫片机械固定在轻钢结构屋面基面上，然后将宽幅三元乙丙橡胶防水卷材（EPDM）粘贴到增强型固定条带（RMA）上，相邻的卷材用自粘接缝搭接粘结而形成连续的防水层，构造见下图：

系统特点：无穿孔、铺设速度快、搭接缝少、轻质、美观；三元乙丙卷材耐候性、抗紫外线性能优异、使用寿命长、回收利用简单并且不含任何增塑剂，可有效减少屋面防水层的更新频率，降低了回收和再生产带来的环境污染问题，环保节能。在达到使用寿命年限后可简单的回收利用，对资源保护有积极的影响。

三、 增强型机械固定条带及三元乙丙橡胶防水卷材技术指标

增强型机械固定条带（RMA）宽254mm，由增强型三元乙丙橡胶（EPDM）卷材制成，两边带有两个宽76 mm的自粘搭接带，用于三元乙丙橡胶防水卷材的无穿孔机械固定。增强型机械固定条带技术要求见表1，三元乙丙橡胶防水卷材物理性能指标见表2

增强型机械固定条带（RMA）的技术要求表1

三元乙丙橡胶防水卷材物理性能指标 表2

四、技术措施

卷材粘接到条带上将穿孔覆盖，在连接防水层上不出现机械固定穿孔，一是满足抗风荷载要求，在急速风力作用下保证屋面系统的稳定连贯性；二是不增加过多屋面荷载。

在安装和固定完保温板与隔汽层之后，按照风荷载设计的要求固定条带（RMA），条带（RMA）的间距根据屋面不同分区、不同的风荷载设置。然后将三元乙丙卷材粘接到预制了搭接带的条带（RMA）上，在节点以及女儿墙转角处做机械固定，以减小结构变形对这些部位的影响。轻钢屋面可直接固定，混凝土屋面须预钻孔。

选择该系统的前提是基层必须要具有足够的抗拔能力。

抗风荷载性能是直接关系到屋面机械固定系统质量的关键。

风荷载的作用不是单一的屋面风力所带来的影响(负压力)，对于钢屋面来说，在风荷载计算时还需要考虑的是屋面内部空气压力带来的正压力，如果建筑物有较大开口，如大型的门、窗等，该正压力的影响会更加明显；混凝土屋面因为是密闭的基层，所以不会产生正压力；并且的屋面不同的区域受到的风荷载影响不一样，做机械固定时需要采取不同的固定密度。

屋面防水层按照需要的固定密度将增强型机械固定条带(RMA)固定到结构层。保温板的固定与增强型机械固定条带(RMA)固定需分开，在急速风力的作用下，保温层与防水层的受力不会相互影响，从而使屋面系统达到更好的抗风荷载效果，而在边角区需要求进行加密固定，这些区域受风力的影响远远超过中区的受力影响。

根据风速、建筑物所在区域、建筑物规格、基层类型、屋面结构层次等因素，计算机械固定密度，并在屋面不同部位， 分别设计边区、角区和中区，按不同密度进行固定。对于机械固定系统性能非常重要的一个指标是系统的抗风荷载性能，是系统成与败的关键。

风荷载与机械固定密度设计的步骤：

风荷载的计算方法有多种，以下为同时考虑到屋面正压力与负压力的计算：

（1）风揭力计算W（帕）

式中：Qref——瞬时风速风压=空气密度/2×风速；

Ce——暴露系数（由建筑物所在区域决定，海边、农村、郊区和市区）；

Cpe——负压力系数（风经过屋面时带来的压力）；

Cpi——正压力系数（室内压力）。

（2）紧固件抗拉拔力R（N）

紧固件设计抗拔值=屋面系统抗拔力试验值×修正系数/安全系数

紧固件的抗拉拔力不是一个简单的单个紧固件的抗拉拔力值，而是整个系统的抗拉拔力值，其计算方法是在屋面系统抗风揭力实验中，任一元件失败而断定系统失效时紧固件的受力数值。

（3）紧固件密度n(个/m2)

紧固件密度：n=W/R，计算出每平m卷材需要的紧固件数量。

（4）建筑物情况

按照建筑物的尺寸、高度和坡度确定不同风荷载区域：例如角区、边区和中区，屋面受风力影响递减。

（5）条带（RMA）布置

在屋面不同的分区条带（RMA）布置的间距为：

式中：I——表示条带（RMA）或机械固定间距（m）；

N——表示每平m紧固件数量；

E——表示紧固件间距。

但最大间距I不能大于2.5m。如果是钢屋面，条带的固定在满足风荷载设计要求的同时还须垂直于波峰方向固定，以减轻屋面受力；混凝土屋面无固定方向的要求。

五 经济效益与社会效益

三元乙丙卷材屋面系统具有显著的环境效应：

耐久性能好：三元乙卷材有很长的寿命，普遍达到20年以上，维修成本及生命周期成本低。耐用的屋面系统是对环境的最好保护。

自然资源消耗少：卷材厚度小、自重轻。其运输能耗及由其组成的轻型屋面的建筑自身能耗都很低。

环保、可回收再利用。

防水效果好，便于检修、保养。