孟小艷 劉 佼
(1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司,湖北 武漢 430010;2.中冶南方工程技術有限公司,湖北 武漢 430063)
在建筑設計領域,防水防潮始終是重點和難點。對于很多建筑物而言,防水防潮的施工需要從設計階段到最后的工程結束都需要重點關注。在環(huán)境更為潮濕的水廠中,大型建筑物的防水和防潮設計更是大難題,水廠建筑物的墻體、管道始終置于水廠的多水潮濕環(huán)境中。因此水廠內大型建筑的防水防潮設計需要不斷完善創(chuàng)新,以適應多元化的時代發(fā)展趨勢。
水廠環(huán)境主要為多水潮濕,尤其如果水廠位于我國南部地區(qū),在亞熱帶季風氣候影響下,潮濕、炎熱和多雨多水更是共同影響著水廠內的大型建筑物。特別是在春夏季節(jié),氣候潮濕多雨,空氣中的濕度急劇增加,同樣伴隨著溫度的逐漸升高,潮濕的空氣與大型建筑接觸,水汽與溫度相對較低的建筑接觸,會逐漸凝結水蒸氣露點,墻體和地面會將水汽吸收,進而產生冷凝水并導致整個建筑物墻面和地面返潮。與此同時,水廠環(huán)境中的墻體自身也會產生毛細現(xiàn)象,在潮濕的氛圍中逐漸出現(xiàn)發(fā)霉變黑的現(xiàn)象,讓建筑物中充滿霉味,輕則影響水廠建筑中工作人員的身體健康,重則對整個建筑物的牢固性造成影響。
建筑設計領域中,水廠作為特殊的建筑體系,其建筑物和設施配備對于防水防潮的要求更高。在水廠中,防水防潮的重點部位主要有水庫、管道和污水池、地下室四大部分。在水庫建設和設計中,水庫具有基本水源儲存功能,其防水性和密封性成為了確保水廠生產和安全的重中之重和關鍵所在。重點建筑中的管道大多為各類水渠,管道包括隔離水域和防止泄漏,特別是在供水和排水管道功能發(fā)揮方面,管道泄漏成為了一個相對常見的問題。開放的管道相對容易操作,同理,位置處于地下的管道和水渠在日常維護方面更加艱難。污水池方面,由于污水池的水與干凈的水不同,大多有污染性,甚至有毒性存在,所以污水池的泄漏需要更多的關注。水廠中還有不容忽視的一部分為地下室結構,這一部分的防水防潮是整個水廠建筑設計的難點,因為地下室結構的水平位置較低,甚至遠低于水庫的,極易出現(xiàn)潮濕和滲漏問題。
做好水廠的防水和防潮工作,最為基礎的工作在于厘清水廠潮濕滲漏的根本原因,并有針對性的進行水廠建筑的防水防潮設計。所以,在進行水廠建筑防水防潮規(guī)劃設計時,需要重點注意防水、通風、除濕三大原則,這也是做好水廠大型建筑防水防潮設計的關鍵性基礎。在防水原則方面,要注意建立無縫的防水防潮防滲系統(tǒng),防止水從建筑外部流向建筑空間。在通風原則方面,要強化整個水廠大型建筑中的通風換氣,可以在相對干燥、低溫的季節(jié),保持大型建筑內的通風,讓室外較為干燥的低溫空氣進入建筑內,替代建筑內以往溫度和濕度較高的空氣。在除濕原則方面,可以使用機械或化學手段進行除濕排水,加強建筑物內部的空氣流動,促使潮濕的水汽流出,并進一步減少空氣中水蒸氣的含量,可以進行無縫防水,關鍵在于在施工過程中建設無滲水微孔縫隙的防水層,主要包括反應固化型和溶劑揮發(fā)型有機防水涂層等等。大型建筑物中出現(xiàn)潮濕返滲,主要是水通過一些特定建筑的結構層或含水層直接進入建筑,并通過蒸發(fā)的形式進入建筑空氣中,導致水廠大型建筑的空氣濕度顯著增加,大型建筑內的滲漏越多濕度越大。此外,在結構層的背水面,必須考慮到水的蒸發(fā)量,并以蒸發(fā)量為參考技術進行通風。除此之外,當建筑內有過多積水,則需要及時處理,先排干大量的積水,以便盡快除濕通風。
在建筑設計領域,柔性防水的施工設計更加傳統(tǒng),主要是通過鋪設油氈等防水材料進行防水防潮,使用的材料具有高度的靈活性和適應性。近年來,由于對建筑材料科學的持續(xù)研究,油氈等防水材料取得了許多突破。在傳統(tǒng)柔性防水材料之外,逐漸出現(xiàn)了一些新的防水材料,在各種建筑中得到廣泛應用。通常使用的油氈防水方法是使用傳統(tǒng)的普通油氈作為基座,用瀝青作為油氈的表面層。傳統(tǒng)的防水油氈膜,適用于普通民用建筑或工廠,防水防潮施工的成本很低。除傳統(tǒng)柔性防水所用的油氈外,近年來出現(xiàn)了特殊油氈,如玻璃纖維油氈等,與傳統(tǒng)油氈相比,特殊油氈具有更好的靈活性、更強的耐腐蝕性和更好的耐久性。它更適合在水電站的建設中用作防水和防銹層,也更適合于金屬管道表面的防銹層。另外一種柔性防水材料為新型防水卷材的防水卷,主要為三元乙丙橡膠類,這種柔性防水材料具有高度的耐受性,但是在修剪過程中容易破裂,其重量較輕,很容易折疊和更新。氧化聚乙烯類防水卷材具有良好防水性能、耐滲透性,具有高強度、耐腐蝕和耐撕破力的特征,同時防止太陽輻射的能力同樣強大,在一定程度上可以降低建筑物或房屋的溫度,經(jīng)常用于屋頂、地板、外墻、排水溝和大壩等防水工程。
剛性防水法主要使用水泥和沙子作為主要的密封材料,進行防水補漏,在水泥砂礫中混合聚合物,針對材料的孔隙性問題主要通過科學劑量的配比來降低,這樣的方式更加容易填滿建筑物的間隙和微型孔洞,牢固地連接建筑原有的防水防潮部分,進一步改善混凝土建筑中的裂紋和滲漏的反應。剛性防水的方法同樣能夠有效緩解環(huán)境變化給建筑造成的外部壓力,使混凝土表面實現(xiàn)防水的作用和效果。在我國的剛性防水技術中,通常使用混凝土膨脹劑和無機水泥防水劑等材料進行施工和設計。
混凝土防水防潮設計主要基于聚合物復合鋼纖維混凝土進行防水和防潮。這樣的防水防潮方式可以更好地解決環(huán)境影響下剛性防水材料存在的一些缺陷,例如高內外部壓力和防水防潮層干裂等等問題?;炷练浪莱痹O計的原則在于,使用混凝土約束和共同的膨脹張力產生防水效應。這項技術結合了柔性、剛性兩種防水材料的總體優(yōu)勢。聚合物復合鋼纖維混凝土作為一種新型化學防水防潮產品,通過聚合物形成保護的形式完全阻斷混凝土產生的毛孔,化學試劑讓混凝土更加均勻和致密,并提高了防水防潮層的耐水性。這樣的防水和防潮設計主要應用于水池、水塔等蓄水建筑,防水防滲的效果較好。
離壁式防水防潮層主要被建設在地下空間的背水面,與整個建筑的基本結構相距很遠。離壁式防水層的建設和設計需要滿足兩項要求,分別是防水材料和排水層。在防水材料方面,應選擇防水薄膜,防水薄膜、化學密封膠和其他材料共同構成的相對健全的防水系統(tǒng)。在排水層方面,采用離壁式防水防潮層設計時,需要在防水層和建筑主體結構之間設置排水層,保障防水防潮的整體效果。
在水廠建筑中,許多建筑都有很高的濕度。水廠建筑設計中為了降低墻壁或地面的濕度,需要進行大范圍的高強度的通風,將濕度較高的空氣置換出來。在通風之前,必須確定環(huán)境的濕度比建筑內部空氣濕度低,通風后的空氣必須有較低的濕度。例如,在雨季時期并不利于更換空氣。此外,應更完善地設計水廠建筑的結構,以防止潮氣和水汽的蔓延。在設計一些水廠特殊功能的建筑時,應考慮排水的及時性和防水防潮效率,并考慮布局和相關附屬建筑的合理性,讓整個建筑系統(tǒng)的通風設計更加完善。
水廠中的大型建筑物與其他類型的建筑物有較為明顯的不同,因為水廠中的水源位置相對較高,建筑物設計中水密要求也更加嚴格,不容忽視。所以在水廠大型建筑物設計階段,如何做好防水防潮工作成為了眾多設計工作者思考和改進的重點問題。本文通過對水廠內大型建筑防水防潮設計進行分析,希望對水廠建筑的防水防潮設計提供參考。